Раздел VII. Механизированные крепи.

Тема 11.Классификация механизированных крепей, взаимодействие их с породами кровли. Особенности взаимодействия крепей с боковыми породами. Параметры механизированных крепей и их определение. Особенности крепей для калийных рудников.

Механизированная крепь – самопередвигающаяся горная крепь длинной очистной выработки (лавы), предназначенная для сохранения её в рабочем и безопасном состоянии, обеспечивающая механизацию процессов крепления и управления кровлей и передвижение забойного оборудования. Современные механизированные крепи гидрофицированы.

Гидропривод такой крепи включает: насосы постоянной производительности 1, рабочую жидкость, трубопроводы 2, 3, распределительные и регулирующие устройства 4, гидродомкраты передвижения секций 5 и исполнительные органы крепи – гидростойки 6 (рис. 2.4).

В качестве рабочей жидкости используется водомасляная эмульсия, состоящая из 98% воды и 2% специальной присадки.

В качестве критерия классификации механизированных крепей по разным признакам приняты:

- по способу взаимодействия с боковыми породами;

- по схеме передвижки секций;

- по наличию кинематических связей между элементами крепи и другими машинами комплекса.

Механизированные крепи по характеру взаимодействия с боковыми породами подразделяются на: поддерживающие, оградительные, поддерживающе-оградительныеиоградительно-поддержи­вающие (рис. 2.5).

К первому типу относятся крепи, поддерживающие породы в пределах всего рабочего пространства очистного забоя.

Оградительные крепи защищают рабочее пространство от проникновения в него обрушенных пород.

Поддерживающе-оградительные крепи в основном под­держивают породы кровли в очистном пространстве, а оградительная часть препятствует проникновению обрушенных пород кровли со стороны выработанного пространства.

Передвижка механизированных крепей может осуществляться по следующим схемам:

- фланговая схема, когда передвижка осуществляется поочередно вслед за подвиганием комбайна;

- фронтальная схема – передвижка осуществляется одновременно по всей длине забоя;

- групповая схема – передвижка секций в “шахматном” порядке, через одну.

Схема передвижки секций зависит как от их конструктивных особенностей, так и от конкретных горно-геологических условий.

По кинематическим связям механизированные крепи разделяются на комплектныеиагрегатные. Комплектные крепи не имеют связей между комплектами и забойным конвейером.

Агрегатные крепи имеют силовые связи между собой и с забойным конвейером.

Более маневренными, мобильными, легко заменяемыми, независимыми являются комплектные крепи. Но они менее устойчивы и требуют дополнительных операций по передвижке конвейера.

Механизированные крепи поддерживающего типа являются агрегатными или комплектными. Оградительные, оградительно-поддерживающие и поддерживающе-оградительные крепи являются в основном агрегатными.

Кроме того, механизированные крепи подразделяются на крепи с “резервированием хода” на шаг передвижки (готовые передвинуться к конвейеру и затем передвинуть его) и “без резервирования хода” (готовые передвинуть конвейер, а затем передвинуться к забою). У последних, как правило, имеются выдвижные верхняки, осуществляющие временное крепление свежих обнажений.

Применение тех или иных типов механизированных крепей зависит, прежде всего, от категории пород кровли и почвы по устойчивости и обрушаемости, а также от угла падения угольного пласта.

К механизированным крепям предъявляются следующие требования:

- надежное обеспечение поддержания кровли в призабойном пространстве;

- управление кровлей со стороны выработанного пространства очистного забоя;

- защита призабойного пространства от проникновения обрушенных пород;

- механизированная передвижка конвейера как вслед за подвиганием комбайна, так и одновременно по всей длине лавы;

- скорость передвижки крепи должна быть не менее скорости движения комбайна;

- обеспечение свободного прохода для людей шириной не менее 0,7 м и высотой 0,4 м.

Механизированная крепь состоит из следующих основных элементов:

- поддерживающие– перекрытие кровли пласта, поддерживающее ее и предотвращающее высыпание пород в призабойном пространстве;

- несущие – гидравлические стойки одинарной или двойной раздвижности;

- опорные – цельное основание секций или опоры несущих гидравлических стоек;

- защитные или оградительные, предотвращающие попадание со стороны выработанного пространства обрушенной породы;

- гидродомкраты передвижки и управления перекрытиями.

Поддерживающие элементы крепи выполнены в виде цельнометаллическогоперекрытияс рессорными консолями, с выдвижными верхняками и опорами, поддерживающими верхнюю пачку  пласта от обрушения.

Несущие элементы – гидравлические стойки. Механизированные крепи могут быть одностоечными, рамными и кустовыми. В зависимости от числа рядов стоек они бывают однорядными, двухряднымиитрехрядными.

На тонких и средней мощности пологих и крутых пластах рекомендуется применять крепи двойной гидравлической раздвижности и постоянного сопротивления. При распоре такой стойки вначале выдвигается первая ступень, затем вторая. В момент распора реакция стоек составляет 100...400 кН. По мере роста внешней нагрузки реакция возрастает до рабочего сопротивления.

Давление, при котором срабатывает предохранительный клапан и происходит эффект податливости, составляет около 50 МПа.

 Предохранительный клапан служит для обеспечения заданного сопротивления стоек сближающимся боковым породам, а также для предохранения основных элементов крепи от перегрузки.

Гидродомкраты механизированных крепей выполняют функции по передвижению секций, базовых элементов, конвейера, выдвижных или подвижных элементов перекрытия и др.

По характеру работы гидродомкраты бывают одностороннегоидвустороннего гидравлического действия. По характеру конструкции – одинарной и двойной раздвижности. Наибольшее применение нашли гидродомкраты одинарной раздвижности. Раздвижность гидродомкрата равна ширине захвата выемочной машины или кратна ей.

Призабойная крепь возводится непосредственно в призабойном пространстве. Предназначена для предотвращения обрушения в нем пород кровли. Призабойное пространство крепится индивидуальной или механизированной крепью.