Горные машины и комплексы
Практическое занятие №3
Тема: Расчет основных параметров механизированных крепей, проверка их соответствия горно-геологическим условиям.
Цель: Получить навыки выбора и проверки механизированных крепей в конкретных горно-геологических условиях.
При выборе оборудования механизированного комплекса для выемки угля необходимо провести анализ соответствия механизированной крепи горно-геологическим условиям добычного забоя, то есть возможность безопасной и производственной выемки.
Анализируется минимальная максимальная мощность пласта (mmin и mmax), колебания угла падения (αmin и αmax), сопротивление угля резанию (Ар), устанавливается тип кровли по устойчивости (Б) и обрушаемости (А). Кроме этого учитывается система разработки, склонность к внезапным выбросам, тектонические нарушение и т.д.
Если к горно-геологическим анализируемого очистного участка условиям подходят несколько типов комплексного оборудования, а соответственно и несколько типов механизированных крепей, то выбирают такие средства механизации, которые являются наиболее простыми по конструктивному выполнению и обслуживанию.
1. Проверка механизированного крепления на соответствие колебаниям мощности пласта.
После выбора механизированного комплекса необходимо проверить крепь по раздвижности с учетом колебания мощности пласта в выемочном поле и возможного опускания боковых пород в рабочем пространстве лавы.
Проверка механизированной крепи по раздвижности выполняется по выражениям:
где: Нтах и Нтin - необходимые максимальная и минимальная высоты секций крепи, м;
Δh1 и Δh2 - возможная величина опускания кровли по оси передней и задней стойки секции крепи, м;
Θ - запас раздвижности стойки механизированной крепи, м.
где: К - коэффициент, что учитывает тип кровли по устойчивости.
m min и m max - максимальная и минимальная мощность пласта в пределах выемочного поля.
Значения К и Θ приведены у таблице:
2. Проверка несущей способности секции крепи
Крепление очистного забоя беспрестанно взаимодействует с непосредственной кровлей и периодически, по мере ее обрушения - с основной кровлей. В определенных условиях основная кровля не влияет на поведение пород непосредственной кровли. Отслаиваясь от основной кровли, непосредственная кровля своим весом нажимает на крепление. Секции крепления должна выдержать вес непосредственной кровли с учетом возможного ее зависания в выработанном пространстве лавы.
В технической характеристике крепления отмечено сопротивление поддерживающей части. Величина сопротивления изменяется от 300 до 1000 кН/м2. Зная вес непосредственной кровли, можно проверить, выдержит ли секция крепления нагрузки.
В соответствий с расчетной схемой, нагрузка R на поддерживающую часть секции
крепления составит:
где: bкрепи - шаг установки крепи, м;
lкр - длина крепи, м;
hн.к. - высота непосредственной кровли, м;
lкон - возможная величина зависания кровли, м;
γср - средняя плотность пород, т/м³ .
Размер консоли (шага обрушения) блока можно определить по формуле:
Крепление выдержит вес непосредственной кровли, если соблюдается условие Rn > R1.
где: Rn - паспортное сопротивление поддерживающей части секции крепления, кН/м2
R1 - нагрузка на 1м² секции крепи, кН/м².