Обеспечение безопасных условий труда в очистном забое в его призабойной зоне достигается возведением крепи различ­ной конструкции, исключающей обрушение пород непосредст­венной кровли. Однако по мере выемки угля обнажение кровли

увеличивается, она деформируется, растрескивается, в конечном итоге приходит в предельное состояние, когда установленная крепь не может выдержать возникающих нагрузок. Крепь дефор­мируется, кровля обрушается. Чтобы этого не произошло, не­обходимо управлять горным давлением. Это один из важней­ших, в прошлом — один из трудоемких и небезопасных процес­сов очистной выемки.

Управлением горным давлением называют комплекс меро­приятий по регулированию проявлений горного давления в очистном забое с целью обеспечения безопасных и необходи­мых производственных условий. Такими мероприятиями явля­ются выбор конструкции крепи, способа крепления и преду­преждение массовых обрушений боковых пород. Применитель­но к пологим и наклонным пластам пользуются термином — управление кровлей, так как в этих условиях в комплекс меро­приятий входит предотвращение преждевременных обрушений кровли. На крутом же падении необходимо управлять и поро­дами почвы, склонными в некоторых случаях к сползанию.

Все существующие способы управления кровлей можно разделить на три группы:

• естественное поддержание выработанного пространства оставляемыми целиками угля;

• обрушение пород кровли за пределами призабойного про­странства;

• искусственное поддержание кровли в выработанном про­странстве посредством заполнения его пустыми породами.

В практике разработки угольных пластов длинными очист­ными забоями применялись или применяются следующие спо­собы управления кровлей: полное обрушение, частичное обру­шение, полная закладка, частичная закладка и плавное опуска­ние. Такие способы управления кровлей, как частичное обру­шение, частичная закладка и плавное опускание, в настоящее время не применяются.

Самым распространенным способом управления кровлей является полное обрушение. Полная закладка выработанного пространства как способ управления кровлей имеет ограничен­ное применение, так как это связано с дополнительными затра - тами на ее осуществление. В Кузбассе ее применяют на не­скольких шахтах Прокопьевска.

Управление кровлей полным обрушением

Сущность управления кровлей полным обрушением заклю­чается в периодическом обрушении нависающей вследствие вы­емки угля консоли пород кровли по всей длине очистного за­боя. Расстояние, через которое осуществляется обрушение по­род кровли, называют шагом обрушения или шагом посадки.

Величина шага обрушения зависит от типа призабойной кре­пи, технологии и средств механизации очистных работ, свойств пород кровли и других факторов.

Шаг обрушения кровли в очистных забоях с индивидуаль­ной крепью принимается кратным ширине захвата исполни­тельного органа комбайна или ширине вынимаемой ленты при буровзрывной выемке. В очистных забоях, где осуществляется буровзрывная выемка угля с индивидуальной деревянной кре­пью, шаг обрушения принимается равным ширине нескольких лент. Он может достигать 5—6 м и более. В лавах, оборудован­ных узкозахватными комбайнами и металлической крепью, шаг обрушения обычно равен длине металлического верхняка. При механизированных крепях он равен шагу передвижки крепи.

Шаг посадки, обусловленный технологией очистных работ, может совпадать или не совпадать с естественным шагом обру­шения пород кровли. Если естественный шаг обрушения кровли превышает технологический шаг посадки, то происходит зави­сание пород в выработанном пространстве. Это вызывает повы­шенное давление на крепь. Такая ситуация возникает при нали­чии в кровле прочных пород.

Чтобы осуществить посадку кровли, необходимо по линии обрушения установить специальную посадочную крепь, кото­рая отделяет призабойное пространство от выработанного, и каким-либо образом удалить на участке обрушения призабой­ную крепь. Технология работ по управлению кровлей полным обрушением зависит от типа крепи в очистном забое. В лавах с механизированной крепью процесс крепления и управления кров­лей является единым. Здесь роль человека сводится к передвиж­ке крепи гидродомкратом. Кровля при этом стихийно обруша - ется вслед за передвижкой крепи. Этот процесс в лавах с инди­видуальной крепью характерен наличием ручных работ по ус­тановке, перемещению и удалению крепи.

На пластах с углами падения до 15° посадка кровли может производиться как снизу вверх, так и сверху вниз. При углах падения более 15° посадку кровли производят только в направ­лении снизу вверх. Это вызвано необходимостью обеспечения безопасных условий ведения работ.

Обрушение пород непосредственной кровли сопровождает­ся увеличением их объема. Следовательно, при определенном соотношении мощности пласта и толщины обрушающихся сло­ев непосредственной кровли будет происходить самоподбучи - вание основной кровли. В этом случае устраняется пригрузка со стороны основной кровли, и крепь в лаве работает в благопри­ятных условиях. Если иметь в виду, что коэффициент разрыхле­ния породкровли после уплотнения составляет 1,12—1,15, то само - подбучивание будет происходить при hH-m I (Кр - 1) = (6—8) т, где hH — мощность обрушающейся непосредственной кровли, м; т — мощность пласта, м; Kv — коэффициент разрыхления по­род кровли после уплотнения. Если самоподбучивание основ­ной кровли не происходит, что возможно при мощности обру­шающейся непосредственной кровли менее 6—8-кратной мощ­ности пласта, то крепь будет испытывать повышенные нагрузки.

Эффективность управления кровлей полным обрушением зависит от склонности пород к обрушению. При наличии в кро­вле прочных пород значительной мощности, обычно являющих­ся труднообрушаемыми или трудноуправляемыми, осуществля­ют их разупрочнение посредством передового торпедирования или гидрообработки.

Передовое торпедирование заключается в предварительном ослаблении пород кровли взрыванием зарядов в скважинах, пробуренных впереди очистного забоя (рис. 4.46). В зависимо­сти от длины очистного забоя заложение скважин может быть одно - и двустороннее. Одностороннее заложение скважин при­меняют в лавах длиной до 100—120 м. Диаметр скважин обыч­но составляет 100 мм.

тами на ее осуществление. В Кузбассе ее применяют на не­скольких шахтах Прокопьевска.