В 1935 г. в СССР впервые в мировой практике была опробована в лаве передвижная механизированная крепь Журавлева, а в последующие довоенные годы - и другие, в частности, передвижная комплектная крепь для пластов пологого падения в Донецком бассейне.
Работы по созданию комплексов оборудования с механизированными передвижными крепями возобновились в СССР в 1946 г. Основное внимание было направлено на поиски новых технических решений в целях установления способов поддержания и управления кровлей, средств передвижки, управления крепью в процессе передвижки и т. д. Наряду с разработкой и испытанием крепей, изучались условия взаимодействия крепей с боковыми породами и проявления горного давления, определялась величина нагрузок на крепь, интенсивность опускания кровли и др.
Большую роль в активизации работы по созданию комплексов оборудования с механизированными крепями сыграл проведенный в 1949 - 1950 гг. Министерством угольной промышленности СССР совместно с Всесоюзным научным инженерно-техническим горным обществом конкурс на разработку проекта конструкций передвижной и щитовой крепей для очистных забоев.
На конкурс поступило более 100 проектов, часть из которых была в дальнейшем реализована. Изготовленные по этим проектам крепи прошли шахтные испытания.
Важную роль сыграла также проведенная в 1950-1951 гг. журналом «Уголь» дискуссия о направлениях конструирования передвижных механизированных крепей.
Промышленные испытания комплексов оборудования с узкозахватными комбайнами и индивидуальной крепью для выемки угля в полого-падающих пластах Донбасса мощностью 0,7-1,2 м позволили накопить ценный опыт и приступить в 1964-1965 гг. к проектированию комплексов для более тонких пластов, а также для пластов наклонного падения (до 35°). В ближайшие годы на угольные шахты поступают новые узкозахватные комплексы.
Комплекс БК-101 разработан Гипроуглемашем и предназначен для механизации выемки антрацитов и энергетических углей выше средней крепости без значительных твердых включений в пластах мощностью 0,75-1,0 м. Он состоит из комбайна БК-101, передвижного изгибающегося трехцепного скребкового конвейера СП-64, средств передвижки конвейера и индивидуальной металлической крепи. Конструкция и технологическая схема работы бурового комбайна БК-101 аналогична комбайну БК-52.
Комплекс БКТ разработан Гипроуглемашем для механизации выемки пластов антрацитов и энергетических углей выше средней крепости без значительных твердых включений в пластах мощностью 0,55-0,8 м, при челноковой работе.
Комплекс состоит из комбайна БКТ, передвижного изгибающегося конвейера СПТ-46, автоматического укладчика электрического кабеля и шланга орошения, гидропередвижчика конвейера и индивидуальной металлической крепи.
Буровой комбайн БКТ предназначен для работы с почвы пласта по схеме в «лоб» уступа забоя; он оснащен двухсторонним отбойно-погрузочным исполнительным органом, каждый из которых представлен в виде двух буровых коронок, трех зачистных дисков с горизонтальной осью вращения и одного верхнего диска, регулируемого по высоте для отбойки верхней пачки.
Управление комбайном предусмотрено как с выносного пульта, установленного на штреке, так и с пульта, установленного на комбайне.
В 1949 г. в Донбассе был испытан узкозахватный комбайн УЗК-1, предложенный В. Г. Яцких и другими авторами. Позднее применялись опытные узкозахватные комплексы типа ДУ, УДК-1, КУ-1. Эти первые комплексы не нашли широкого промышленного применения.
В 1956 г. в Гипроуглемаше были начаты работы по созданию узкозахватного (ширина захвата 0,5-0,8 м) комбайна К-52.
Работы по созданию узкозахватного двухбарабанного челнокового комбайна К-52 с непрерывной подачей по цепи, протянутой по лаве, оснащенного средствами регулирования исполнительного органа по гипсометрии почвы и по мощности пласта, явились принципиально новыми в практике создания узкозахватных угольных комбайнов.
На основе опыта создания и применения комплекса с комбайном К-52 Гипроуглемаш в конце 1963 г. начал работы по созданию, а с 1966 г. Горловский завод - производство комплекса с двухшнековым Челноковым комбайном К-101 с захватом 0,63 и 0,8 м для очистных забоев на пластах пологого падения мощностью 0,75 -1,2 м.
В 1963 г. в Гипроуглемаше началось создание комплексов с буровыми комбайнами. В 1965 г. Горловский завод приступил к промышленному производству комплекса с Челноковым буровым комбайном Б К-52 для пластов пологого падения мощностью 0,95-1,4 м.
В 1964 г. в Гипроуглемаше разработан комплекс с Челноковым буровым комбайном БК-101 для пластов пологого падения мощностью 0,75 - 1,0 м; при этом был использован опыт создания комплексов БК-52 и К-101.
Учитывая высокую эффективность эксплуатации комбайна с буровым исполнительным органом при добыче антрацитов и энергетических углей, Гипроуглемаш в 1965 г. приступил к разработке и в 1967 -1968 гг. проводил испытания на шахтах комбинатов «Донецкуголь» и «Ростовуголь» комплекса с Челноковым буровым комбайном БКТ для пластов пологого падения мощностью 0,55-0,8 м.
Решение проблемы гашения пыли в забое приобретает первостепенное социальное значение. Вместе с тем, решение этой проблемы является задачей технически сложной и трудной. Сокращение до минимума концентрации пыли в воздухе забоя осуществляется или предварительным нагнетанием воды в пласт для его увлажнения, или орошением забоя водой или пеной с подачей их, по возможности, через исполнительный орган (шнеки и коронки) непосредственно в места отбойки угля, а также дополнительно, путем внешнего орошения, направленного в места погрузки угля на конвейер. При расходе воды до 35 л на каждую тонну добываемого угля, давлении воды у оросителей до 10-15 атмосфер и рациональном расположении оросителей эффективность способов гашения пыли предварительным нагнетанием и орошением достигает 95%.
Однако при отбойке особо пыльных пластов совместное применение этих двух способов не позволяет снижать запыленность воздуха до санитарной нормы 10 мг/м3. В связи с этим проводятся опытные работы по третьему способу уменьшения запыленности воздуха в забое - улавливания пыли путем отсасывания запыленного воздуха.
Новый этап в решении вопросов управления кровлей и крепления начался с создания и внедрения в очистных забоях Донецкого бассейна механизированной крепи и агрегатов.
После войны работа конструкторских, научно-исследовательских организаций и изобретателей привела к созданию ряда механизированных крепей: МНК, М-87, М-97, М-96, А-2М, М-100, ОМКТ, «Донбасс» и др. Частично механизированная крепь МПК получила промышленное применение, однако из-за несовершенства этой конструкции (жесткость стоек, значительное количество ручных операций, необходимость в специальном механизме для передвижения секций) не применяется. Жесткая характеристика в этой крепи была принята потому, что не существовало еще удовлетворительного решения для осуществления податливости при высокой несущей способности стоек.
Крепь МПК, предложенная работниками треста «Гуковуголь» и разработанная Гипроуглемашем, состояла из отдельных секций, располагаемых по падению. Секция передвигалась специальным передвижником, построенным на базе врубовой машины. Крепь МПК применялась в сочетании с комбайном «Донбасс» и изгибающимся конвейером КС-1. Наибольшее распространение она получила в 1956 г.: ею было закреплено свыше 20 лав.
Крепь МПК жесткой конструкции в благоприятных условиях давала удовлетворительные технико-экономические показатели. В лавах резко сокращался расход крепежного леса. Но появились значительные амортизационные расходы вследствие деформаций жестких секций. Были сделаны попытки перейти от жестких стоек в крепи МПК к гидравлическим (в опытных секциях М-74 и М-77). Однако неудовлетворительные результаты испытаний, проведенных на шахте «Западная-Капитальная» комбината «Ростовуголь» в 1959 г., положили конец дальнейшей работе над этой крепью.
В первые послевоенные годы область применения способа управления кровлей полным обрушением оставалась без изменения и только с 1953 г. (данные на 1 января) намечается более широкое применение этого способа на шахтах Донбасса. Это было связано с внедрением новых конструкций крепей, главным образом, посадочных стоек. Там, где в довоенное время и сразу после войны управляли кровлей способом частичного обрушения, переходили на полное обрушение. Полная ручная закладка на пологих и наклонных пластах применялась лишь в отдельных лавах.
Это обусловливалось наличием излишней породы от больших прослоек или мощной ложной кровли.
Управление кровлей способом полного обрушения - наиболее эффективное и прогрессивное, что объясняется меньшей его трудоемкостью по сравнению с частичной закладкой, большей безопасностью, возможностью механизировать все процессы управления кровлей, а, следовательно, повысить производительность труда и снизить себестоимость угля. Поэтому полное обрушение стало основным способом управления кровлей на пологих и наклонных пластах.
На начало 1968 г. этот способ управления кровлей применялся в 80% лав бассейна.
При широкозахватной выемке и управлении кровлей способом полного обрушения наиболее распространенными конструкциями приоабойной крепи являются рамки по простиранию из двух или из трех стоек. Для режущей крепи используют в основном посадочные стойки ОКУ, реже - органку и кусты из металлических и деревянных стоек и металлические костры.
После войны разработка теоретических и практических вопросов горного давления была сосредоточена в Донецком научно-исследовательском угольном институте (ДонУГИ). В эту работу включились Всесоюзный научно-исследовательский угольный институт (ВУГИ, впоследствии ИГД им. А. А. Скочинского), Всесоюзный научно-исследовательский маркшейдерский институт (ВНИМИ), Донецкий индустриальный институт (ДИИ, впоследствии политехнический ДПИ), Днепропетровский горный институт (ДГИ) и др. В эти годы для решения задач горного давления все более широкое развитие получают аналитические исследования, базирующиеся на методах теории упругости, теории пластичности, механики сыпучих, вязких и жидких тел и пр.
Эти исследования сосредоточены во ВНИМИ, ИГД им. Скочинского, Сибирском отделении АН СССР, Институте горной механики АН УССР и др.
Аналитические методы направлены в целом на определение напряженно-деформационного состояния неоднородного породного массива, ослабленного горными выработками. Из частных практических задач, решаемых этим методом в настоящее время, следует отметить следующие: определение давления в вертикальных, штрекообразных и околоствольных выработках, определение наиболее допустимых пролетов потолочин камер, определение оптимальных размеров целиков различного назначения и их расчет на прочность, определение давления, передаваемого закладкой или замагазинированным полезным ископаемым, на крепь и ограждающие поверхности, установление напряженного состояния вокруг горных выработок и пласта угля, склонного к внезапным выбросам угля и газа и пр.