Влияние основных горнотехнических факторов на изменение сопротивляемости угля резанию

Управление отжимом угля может осуществляться путем изменения ряда технологических параметров очистного забоя. При этом важное значение имеют горнотехнические факторы, без знания влияния которых невозможно управлять отжимом.

Ширина призабойного пространства яв­ляется существенным технологическим фактором. Увеличение ши­рины призабойного пространства приводит к возрастанию опускания кровли и деформаций призабойной части угольного массива, а сле­довательно, к снижению сопротивляемости угля резанию. Измере­ния показывают, что с уменьшением ширины призабойного простран­ства на 1—1,2м сопротивляемость угля резанию увеличивается на 15-20%.

Для углей Донецкого бассейна марок А, ПА в лавах с индиви­дуальной крепью эта зависимость имеет вид k_0Т = 0,89—0,13 l, а для углей марок Д и Гk_0Т = 0,78—0,1 l, где l —ширина приза­бойного пространства.

Для лучшего использования отжима целесообразно увеличивать ширину призабойного пространства. Однако в настоящее время имеется тенденция уменьшения ширины призабойного пространства, что может привести к увеличению коэффициента отжима угля.

Немаловажное значение имеет также ширина захвата исполни­тельного органа, уменьшение которой приводит к меньшему опуска­нию кровли и соответственно к снижению отжима угля.

Способ управления кровлей выбирается обычно в соответствии со способностью пород обрушаться. При залегании в кровле пород слабых или средней устойчивости в период посадок кровли отжим ощущается слабее, чем при прочных породах кровли. Прочные породы кровли зависают и не обрушаются при больших площадях обнажений. Однако прогиб их при этом может достигать больших значений и вызывать значительный отжим угля. В таких условиях отжим изменяется по мере подвигания лавы и изменения длины консоли в пределах шага обрушения.

При частичной закладке наблюдается уменьшение угла отжима. По данным В. А. Харченко, в одном и том же забое переход с частич­ной закладки на полное обрушение приводит к снижению среднего коэффициента отжима на 20%.

Плотность крепи влияет на опускание кровли и соответ­ственно на отжим угля. Чем она выше, тем меньше отжим угля. С учетом ширины призабойного пространства l влияние плотности крепи на отжим угля для углей марок А, ПА Донецкого бассейна, по данным E. 3. Позина, может быть выражено формулой

(2.9)

для углей марок Г, Д

(2.10)

где P — сопротивление крепи, тс/м².

Регулирование отжима путем изменения ширины призабойного пространства и плотности крепи возможно лишь до величин, обеспе­чивающих безопасную работу в очистном забое.

На отжим оказывают влияние также тип крепи, от которого зависит начальный распор, а также время ее установки. Применение гидравлических стоек, имеющих больший начальный распор, чем деревянные или металлические стойки трения, приводит к уменьшению отжима на 10—15%. В еще большей степени увеличе­ние сопротивления крепей и уменьшение ширины призабойного пространства снижает отжим угля при применении механизирован­ных крепей. По сравнению с индивидуальной крепью коэффициент отжима может увеличиваться на 10—30%.

Производственные процессы в очистном забое влияют на характер и величину опускания кровли и тем самым на отжим угля. По данным В. T. Давидянца, 15—45% общего опускания кровли происходит в момент выемки, 8—30% — в про­цессе посадки кровли и 30—35% — при отсутствии производствен­ных процессов. В последнем случае большую роль играет фак­тор времени, который проявляется при длительности пере­рывов между снятием двух последовательных слоев (стружек) угля, превышающей промежуток времени, необходимый для проявления отжима. Влияние времени особенно заметно в струговых лавах, где при высоких скоростях подвигания забоя иногда отмечается вхождение струга в зону неотжатого угля.

Снижение сопротивляемости угля резанию под действием времени может быть представлено в виде

(2.11)

где A_tо — сопротивляемость резанию, измеренная после обнажения забоя;

Ù`А — снижение сопротивляемости резанию за время обнаже­ния t;

A_о — предельная степень сопротивляемости резанию для дан­ного угля;

R_к — реологический коэффициент, характеризующий влияние времени на степень снижения сопротивляемости угля резанию.

Интенсивность снижения сопротивляемости угля резанию в при-забойной части выше, чем в глубине массива; в глубине массива длительность снижения сопротивляемости достигает 6-8 ч, а в при-забойной части - 2,5-3,5 ч.

Таким образом горнотехнические факторы оказывают сущест­венное влияние на отжим угля и сопротивляемость его резанию. Это создает предпосылки для выбора оптимального режима работы очистного забоя и его автоматического регулирования.

Следует отметить, что, уменьшая сопротивляемость угля реза­нию, отжим в ряде случаев оказывает отрицательное влияние на устойчивость забоя и кровли. При большом отжиме обнажается кровля, что приводит к вывалам породы и нарушению ее устойчи­вости.