1.2.1. Конструкции жесткой крепь с высокой несущей способностью

Статьи

1.2.1. Конструкции жесткой крепь с высокой несущей способностью
sh: 1: —format=html: not found
Страница 1 — 1 из 5
Начало | Пред. | 1 2 3 4 5 | След. | Конец | Все

Крепление горных выработок является наиболее распространенным способом их поддержания и представляет собой совокупность работ по возведению горной крепи.

Крепью называют искусственное сооружение, предназначенное для сохранения необходимых размеров выработок и предотвращения обрушения вмещающих пород.
Крепежные материалы – материалы, применяемые для изготовления крепи горных выработок. По назначению они классифицируются на: основные, вяжущие и вспомогательные.

Основные – используются для несущих конструкций крепи – это дерево, металл, бетон, железобетон, камень, пластик.

Вяжущие – идут на приготовление растворов, бетонов и стеклопластиков (цемент, смола).
Вспомогательные – водоизоляционные материалы, химические реагенты, изделия из стали.
Требования к крепежным материалам – должны обладать высокой прочностью, быть устойчивыми против коррозии и гниения, иметь невысокую стоимость, не быть дефицитными и огнеопасными, противостоять воздействию подземных вод и шахтной атмосферы. Крепь – прочная, надежная, долговечная, занимать как можно меньше места, возможность механизации возведения, должна быть транспортабельной, нетрудоемкой при возведении, оказывать минимальное сопротивление воздуху, иметь минимальные затраты , огнестойкая, и пр.
Материал крепи выбирают с учетом его огнестойкости, назначения и срока службы выработки, её поперечного сечения, величины и характера горного давления.

Горную крепь классифицируют:

  • на крепь горизонтальных, вертикальных и наклонных выработок;
  • на крепь капитальных и подготовительных выработок;
  • на деревянную, металлическую, каменную, бетонную, ж/б и смешанную;
  • на временную и постоянную;
  • на рамную, сплошную, штанговую и комбинированную;
  • на жесткую, шарнирную, податливую;
  • на прямоугольную, трапециевидную, полигональную, сводчатую, арочную, кольцевую, эллиптическую и др.;
  • на обычную и специальную.

Деревянные крепи

Деревянная крепь – используют преимущественно хвойных пород.
Достоинства – небольшая масса, сравнительно небольшая стоимость, легкость обработки на рабочем месте.

Простота конструкции, удобна в установке и транспортировке.

Недостатки – недолговечность (срок службы 2-3 года, иногда до 5 лет), опасность в пожарном отношении, меньшая прочность по сравнению с другими материалами.

Сортамент пиленного материалаа) распил; б) брусья; в) доски обрезные («затяжка»);г) доски необрезные («затяжка»); д) обаполы (горбыли).

Рудничная стойка – круглый лесоматериал длиной от 0,5 до 5м и толщиной в верхнем торце от 7 до 30см.
Два сорта леса – круглый и пиленый ( пластины, распилы, брусья, доски, обаполы).

Если предел прочности древесины при сжатии вдоль волокон принять за единицу, то при сжатии поперек волокон он будет равен 0,1 – 0,3, при растяжении вдоль волокон -2-3; поперек волокон -0,3-0,5. Т.е. прочность древесины колеблется в широких пределах.

Её, как материал для крепи, применяют в основном при небольшом сроке службы подземных выработок или в качестве временной крепи до возведения постоянной из более долговечных материалов.

Деревянная рамная крепь горных выработок

Соединение стоек с верхняком: а) при давлении сверху; б) при давлении сбоку; в) при давлении сверху и сбоку; г) крепление выработки вразбежку; д) крепление выработки сплошное; 1- верхняк; 2- стойка; 3- Затяжка;

Деревянные крепежные рамы.а, в, г – неполные, б- полные.

Основной конструкцией деревянной крепи является неполная крепежная рама Рис а,в,г. Состоит из верхняка 1, и двух соек 2. Реже применяют полные крепежные рамы, Рис б, когда добавляют четвертый элемент – лежень 3. Неполные крепежные рамы применяют в породах с f= 3-9, а полные – с f=1-2 и пучащих породах.

Крепежные рамы трапециевидной формы с горизонтальным верхняком и углом наклона стоек в раме 80-850 применяют при любом угле залегания пласта.

До 20-250 рамы устанавливают с наклонным верхняком по кровле пласта Рис в, при крутом залегании (более 550) – с горизонтальным верхняком и наклоном одной стойки по кровле пласта.

Соединение элементов крепежной рамы должно быть прочным, точным и простым в исполнении. Еще это соединение называют замком.
Соединение в лапу, очень распространенный способ соединения верхняка со стойкой и лежнем.

Это соединение выполняют в зависимости от горного давления. На рис показано направление стрелками направление горного давления и соответствующая ему конструкция в лапу.
Соединение в паз применяют только при вертикальном горном давлении.

Остальные виды соединений (в шип, встык) применяются довольно редко.

Страница 1 — 1 из 5
Начало | Пред. | 1 2 3 4 5 | След. | Конец | Все Количество показов: 120290 rating:  3.27   Смолин А.В.

Источник: http://www.ukkbel.ru/content/articles/index.php?article=1927&PAGEN_1=2

4.4. КРЕПЬ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ И НАКЛОННЫХ ВЫРАБОТОК

1.2.1. Конструкции жесткой крепь с высокой несущей способностью

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

4.4. КРЕПЬ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ И НАКЛОННЫХ ВЫРАБОТОК Металлические крепи. Для крепления горизонтальных и наклонных выработок, служащих 3—15 лет, наибольшее распространение получили металлические крепи. Ими закреплено более 50 % общей протяженности горизонтальных выработок.

При сроке службы выработки менее 3 лет обязательным является извлечение крепи до 70—85 %. Металлическая крепь может быть жесткой и податливой.

Жесткая конструкция практически не меняет свои форму и размеры, воспринимает давление вмещающих пород до тех пор, пока напряжения в системе массив — крепь не превысят несу-

Рис. 4.4. Арочная (а), кольцевая (б) и трапециевидная (в) рамные жесткие крепи

щей способности крепи. Податливая крепь меняет форму и размеры в процессе ее нагружения. Податливость металлических крепей обеспечивают за счет смещения элементов или звеньев крепи в местах их соединения. В выработках со сроком службы более 3 лет и в зонах установившегося горного давления применяют металлическую жесткую рамную крепь (рис. 4.4).

Для арочной жесткой рамной крепи (см, рис. 4.4, а) используют двутавровые балки от № 14 до № 20а и рельсы массой от 24 до 43 кг/м. Арочную рамную крепь устанавливают в выработках с установившимся давлением при непучащих породах в почве. Типоразмер серийной жесткой арочной крепи обозначают от АЖ 5 до АЖ-ПД где число указывает площадь поперечного сечения в свету (м2).

При давлении на крепь не только со стороны кровли и боков выработки, но и со стороны почвы (пучащие породы, плывуны, сыпучие породы, зоны геологических нарушений и т. д.) применяют кольцевую жесткую крепь (см. рис. 4.4,6). Кольцевую раму изготавливают обычно из двутаврового профиля с внутренним диаметром кольца от 2,4 до 3,94 м. Кольцо состоит из трех-четырех звеньев.

Звенья соединяют соединительными планками и болтами. При необходимости плоского перекрытия кровли устанавливают трапециевидную жесткую рамную крепь (см. рис. 4.4, в). Для обеспечения контакта рамной крепи с вмещающими породами закрепное пространство заполняют отбитой породой или твердеющим материалом (фосфогипс, природный ангидрит, песчаноцементная смесь и др.

)- Между рамами крепи для придания ей устойчивости устанавливают распорки. Если между

рамами оставляют промежуток, то такое крепление называют креплением вразбежку. При установке каждой рамы вплотную к соседней крепление называют креплением всплошную.

Для предотвращения вывалов породы из кровли или боков выработки при креплении вразбежку за рамы крепи закладывают параллельно продольной оси выработки затяжку в виде деревянных досок, горбылей, железобетонных пластин, металлических рештаков или стеклопластиковых рулонов. Металлическую податливую римную крепь типа АП (рис. 4.

5) в выработках, находящихся как в зоне влияния очистных работ, так и в зоне установившегося горного давления. Наибольшее распространение получила податливая металлическая крепь в виде многозвенных арочных рам. Трехзвенную арочную крепь АП-3 изготовляют из спецпрофиля СВП Рама крепи состоит из верхняка 1 двух стоек 2 и замков 3.

Замок арочной крепи представляет собой соединение верхняка и стойки внахлестку на длину до 0,4 м с зажатием их в интервале 0,2 м двумя хомутами 4, планками 5 и гайками 6. Верхняк укладывают так, чтобы внешняя поверхность его желоба входила во внутреннюю поверхность желоба стойки.

Рамы устанавливают в плоскости, перпендикулярной к почве выработки, и удерживают их в этом положении межрамными стяжками 7 и распорками 8. Для придания устойчивости раму укрепляют клиньями 9. Податливость крепи обеспечивается перемещением верхняка относительно стоек в замках крепи. Сопротивление крепи регулируют путем затяжки хомутов.

Трехзвенная крепь обеспечивает податливость при смещениях кровли до 0,3 м. При необходимости иметь большую податливость применяют пятизвенную арочную крепь. В выработках, пройденных по тонким крутым пластам, смещения пород кровли бывают направлены под углом к ее вертикальной оси, что приводит к активному деформированию обычной арочной крепи.

В этих случаях применяют податливые крепи ПАК-2 несимметричной формы с податливостью по нормали к пласту более 0,5 м или арочную крепь направленной податливости типа КАНП, в которой предусмотрен шарнирный изгиб крепи в одном из замков. Арочные податливые крепи АКП-3 или АКП 5 отличаются от таких же конструкций АП-3 и АП-5 расположением открытой части спецпрофиля звеньев в сторону выработки, формой скоб и меньшей величиной нахлестки звеньев.

Несущую способность арки принимают исходя из типа спецпрофиля.

Тип спецпрофиля СВП-14 СВП-17 СВП-19
Несущая способность арки при режиме ра­боты крепи, кН: до исчерпания податливости 110—130 140—150 160—170
после исчерпания податливости . 230—240 250—260 270—280
Продолжение Тип спецпрофиля СВП-22 СВП-27 СВП-33
Несущая способность арки при режиме ра­боты крепи, кН: до исчерпания податливости . . . . 180—190 200—220 230—250
после исчерпания податливости . 290—300 310—350 360—400

 В горизонтальных выработках, расположенных на наклонных пластах, значения Рл следует уменьшать в 1,22—1,25 раза.

Арочные крепи АП-3 и АКП-3 применяют в горизонтальных и наклонных (до 30°) одно- и двухпутных выработках, пройденных по пластам мощностью до 1 м, крепи АП-5 и АКП-5— в выработках, пройденных по пластам мощностью более 1 м с углом наклона до 25° и при смещениях, больших 300 мм. Устанавливают рамные крепи вручную, крепеустановщиками КПМ-8 или КПУ-2 и подъемниками ППВ и ПТК.

Кольцевую податливую рамную крепь типа КП используют в горизонтальных и наклонных (до 45°) выработках в случае значительного всестороннего горного давления на крепь и при залегании в почве пучащих пород.

Бетонные, железобетонные и каменные крепи.

В капитальных горных выработках, расположенных вне зоны влияния очистных работ в породах с коэффициентом крепости f=l-9, применяют монолитную бетонную и железобетонную крепи. Разработаны следующие унифицированные типовые сечения выработок, закрепленных монолитной бетонной крепью: с вертикальными стенками и сводчатым перекрытием (рис. 4.6, а), подковообразной формы (рис. 4.

6, б), подковообразной формы с обратным сводом (рис. 4.6, в) и цилиндрической формы (рис. 4.6, г). Первое сечение используют при значительном вертикальном давлении в породах f /=З-9, второе —при значительном давлении сверху и боков в породах с f=1-2; третье и четвертое— в пучащих породах при расчетном давлении 0,35— 0,5 МПа.

При возведении крепи из монолитного бетона устанавливают опалубку, заливают вначале фундамент, затем стены и в последнюю очередь свод. Работы по бетонированию ведут на участке, длина которого зависит от технологической схемы проведения выработки. Для разделения процессов выемки горной массы в забое и крепления выработки бетонную крепь возводят с отставанием от забоя на расстояние до 20 м. Толщину стенок крепи обычно принимают равной 0,25—0,35 м.

При креплении выработок все шире применяют безопалу-бочные виды бетонирования — набрызгбетонирование и тор-

кретбетонирование, при которых слой бетона на поверхность выработки наносят с помощью специальных машин. Набрызг-бетонную крепь используют как самостоятельную крепь в выработках, расположенных в породах с коэффициентом крепости f>6. При меньшем коэффициенте крепости она сочетается с металлической сеткой, арками или анкерной крепью.

Железобетонные крепи применяют в горных выработках со сроком службы более 3—5 лет (капитальные квершлаги, штреки, бремсберги и уклоны, камеры, сопряжения капитальных выработок). Железобетонные крепи хорошо воспринимают как сжимающие, так и растягивающие нагрузки при небольших (до 70 мм) смещениях пород.

К достоинствам железобетонных и бетонных монолитных крепей относят высокую прочность и длительный срок службы, к недостаткам — значительную стоимость работ по креплению, невозможность повторного использования, наличие периода, в течение которого крепь набирает расчетную несущую способность.

Сборные железобетонные крепи менее трудоемки в процессе крепления, сразу после монтажа могут воспринимать расчетную нагрузку, отличаются огнестойкостью, долговечностью, пониженным расходом металла. Конструкция сборных железобетонных крепей бывает двух основных типов: рамной и сплошной. На рис. 4.7 показана конструкция рамной арочной железобетонной крепи.

Каждый элемент сборной крепи имеет массу не более 120 кг. Межрамные промежутки затягивают железобетонными металлическими (в виде решеток) или деревянными антисептированными и стеклотканевыми затяжками.

Сплошные сборные крепи изготавливают из блоков, панелей или тюбингов.

Из тюбингов состоит, например, сборная железобетонная крепь ГТК конструкции КузНИИшахтостроя, которую применяют в горизонтальных и наклонных (до 25°) капитальных выработках со сроком службы не менее 5 лет, проведенных в породах с коэффициентом крепости f= 3-6. Ширина

железобетонного тюбинга составляет 0,75 м, масса до 530 кг. Тюбинги устанавливают с использованием тюбингоукладчика ТУ*2Р или крепеукладчика УТ-1Н. Площадь поперечного сечения выработок 8—26 м2 в свету. Применяют также сплошные тюбинговые железобетонные крепи КТАТ и КТАМ конструкции ВНИИОМШС.

Тюбинговые крепи хорошо зарекомендовали себя в капитальных выработках, находящихся вне зоны влияния очистных работ, на глубоких горизонтах шахт при средних и высоких значениях горного давления и непучащих породах. При возведении каменных крепей поперечному сечению выработок придают сводчатую и реже кольцевую формы.

При сводчатой форме расстояние по вертикали от пят до замка свода называют подъемом свода. Свод называют пониженным, если его подъем меньше полупролета выработки, циркульным, если подъем свода равен полупролету, и повышенным при подъеме, большем полупролета. Каменную крепь возводят из штучных камней на растворе, состоящем из одной части цемента и трех частей песка.

Закрепное пространство заполняют породой, заливают тощим раствором (одна часть цемента на пять-семь частей песка). Деревянная крепь. Деревянную крепь применяют в выработках, имеющих срок службы до 2—3 лет, как в зонах влияния очистных работ, так и вне этих зон, при давлении на крепь до 70 кПа.

Деревянную крепь устанавливают в виде неполных (рис. 4.8, а, в, д, е) или полных (рис. 4.

8, б, г) крепежных рам. Полная рама отличается от неполной наличием лежня по почве. Форма поперечного сечения выработки, закрепленной деревянной крепью, бывает правильной трапециевидной (см. рис. 4.8,

а, б), неправильной трапециевидной (см. рис. 4.8, в, г) и прямоугольной (см. рис. 4.8, д, е). Неправильную трапециевидную форму выработке придают в тех случаях, когда ее проводят по простиранию наклонного или крутого пласта и возникает необходимость в установке верхняка (см. рис. 4.8, в) или стойки (см. рис. 4.8, г) под кровлю пласта без ее подрывки.

Стойки рамы обычно устанавливают под углом 80—85° к почве с заглублением в лунку на глубину 20—25 см. Диаметр стоек и верхняка принимают в зависимости от нагрузки на крепь в пределах 0,16—0,34 м. Для обеспечения податливости крепи концы стоек, обращенные к почве, заостряют.

В выработках, пройденных под углом к горизонту до 10°, крепежные рамы расклинивают только в замках. При углах наклона выработок 11—20° рамы укрепляют распорками, которые устанавливают между замками, а стойки заглубляют в лунки. При углах наклона 21—30° распорки устанавливают как между верхними замками, так и понизу. При углах 31—45° рамы устанавливают на лежни.

При больших углах через каждые 5—Юм устанавливают венцы — рамы, врезанные концами во вмещающие породы. Анкерная крепь. Анкером называют штангу, закрепленную в шпуре или скважине и обеспечивающую повышение связанности слоев пород друг с другом, а анкерной крепью — систему анкеров и вспомогательных поддерживающих элементов.

Анкерную крепь применяют при наличии в кровле мощных слаботрещиноватых пород или слоя слабых пород мощностью до 1,5—2 м, над которым залегает мощный слой крепких пород. Анкерная крепь поддается извлечению. Известно более 200 конструкций анкеров. По материалу анкеры бывают металлические, деревянные, железобетонные и полимерные.

Первые два вида чаще применяют для крепления кровли и боков выработок, вторые два — для крепления почвы. В массиве анкер может быть закреплен или в донной части шпура замком (металлический, деревянный, полимерный), или по всей длине анкера (железобетонный, полимерный). Наибольшее распространение в угольных шахтах получили анкеры ШК, АК-8, АД-1, АР-1, ЭС-1.

На рис. 4.9, а приведена конструкция металлического анкера АД-1, предложенного ДонУГИ. Анкер состоит из гайки 7, клиньев 2 и 3, стержня штанги 4У опорной плитки 5 и натяжной гайки 6. При установке стержень с навинченными гайкой / и клином 2 подают в шпур. Затем нижний клин 3 надвигают в шпуре на верхний клин ударами по надетой на стержень трубе.

После предварительного закрепления клинового замка его затягивают путем вращения стержня за квадратный хвостовик. Затем на хвостовик навешивают опорную плитку и прижимают ее гайкой 6 к кровле.

Штанги металлических анкеров изготавливают из круглой стали диаметром 16—25 мм и длиной до 3 м. Металлическая анкерная крепь хорошо зарекомендовала себя в полевых выработках со сроком службы до двух лет, пройденных вне зоны влияния очистных работ по породам с коэффициентом крепости f=4-r-9.

Находит применение анкерная крепь при выемке угля или сланца в камерах для крепления пролетов между целиками. Часто анкеры используют в сочетании с другими видами крепи.

Сталеполимерный анкер конструкции ИГД им. А. А. Скочинского (рис. 4.

9, б) предусматривает закрепление металлической штанги в шпуре с помощью полимерного состава. Первоначально в шпур помещают большую полиэтиленовую ампулу l наполненную полимерным составом (смолой) и песком и содержащую ампулу с отвердителем. Длина ампулы 0,35—0,5 м и диаметр 22—36 мм.

Затем в шпур при помощи перфоратора или сверла посылают штангу 2, изготовленную из стали периодического профиля диаметром 18—25 мм и снабженную уплотнительной манжетой 3. При вращении и нажиме штанги обе ампулы разрываются, растворы смешиваются и затвердевают в шпуре в течение 1 ч.

Затем в стержне создают гайкой 5 через плитку 4 натяжение с усилием 35—60 кН. Несущая способность сталеполимерного анкера оценивается примерно 140 кН.

Для укрепления почвы используют железобетонные анкеры (рис. 4.9, в). В шпур 1 помещают стержень 2 из арматурной стали периодического профиля диаметром 16—22 мм, а затем заливают шпур цементно-песчаной смесью. Для смеси используют быстросхватывающие цементы марок 400—600 или портландцемент, а также песок фракцией не более 5 мм. На одну часть цемента расходуют одну-две части песка. При необходимости создания первоначального распора 30—40 кН хвостовик анкера делают с резьбой. После отверждения раствора на него одевают опорную плитку 3 и затягивают гайкой 4. Обычно затяжку железобетонных анкеров производят через 2— 3 суток после заливки раствора. При необходимости установки железобетонного анкера в кровле применяют нагнетательную машину ПН-1, а устье шпура забивают пробкой или клиньями для предотвращения вытекания раствора.

Комбинированная и смешанная крепи. Комбинированной называют крепь, состоящую из анкеров и подпорной крепи.

Примером комбинированной крепи может служить крепь из анкеров и набрызгбетона. Комбинированная крепь КузНИИшахтостроя состоит из анкеров и металлических арок (рис. 4.10). Анкеры устанавливают после возведения рамной крепи и соединяют их друг с другом полосовыми стяжками. Применяют такую крепь в горизонтальных и наклонных выработках, подверженных влиянию очистных работ.

Смешанной называют крепь, несущие элементы которой выполнены из различных крепежных материалов. Широко применяют при проведении выработок с поперечным сечением трапециевидной формы смешанные крепи, состоящие из круглых, прямоугольных или трапециевидных в сечении железобетонных стоек и металлических верхняков из спецпрофиля, двутавровых балок или рельсов (рис. 4.11).

Для верхняка используют спец-профиль (от СВП-14 до СВП-27) или двутавровые балки (№ 16—20). Жесткие смешанные железобетонно-металлические крепи применяют в горизонтальных и наклонных (до 25°) выработках со сроком службы более 3 лет, проводимых по тонким и весьма тонким пластам вне зоны влияния очистных работ.

Не рекомендуется устанавливать такую крепь в выработке, расположенной по простиранию пласта при его угле падения более 12°, а также при пучащих породах и значительном боковом давлении. На сопряжении выработок применяют смешанные крепи, состоящие из железобетонных или деревянных стоек и металлических двутавровых или рельсовых верхняков. Затяжка.

Затяжку укладывают над верхняками и за стойками рамной крепи. Затяжка может отсутствовать, если окружающие породы весьма устойчивы. Для затяжки используют распилы, горбыли, железобетонные пластины, металлические решетки, корытообразный или гофрированный прокат, рулонные стеклопластиковые ограждения.

Несущая способность деревянных затяжек составляет от 12 до 85 кПа (срок службы до двух лет), железобетонных — 20—50 кПа, металлических решетчатых — 85 кПа. В последние годы получили распространение стеклопластиковые затяжки. Они изготовляются из рулонных стеклопласти-

ковых материалов на основе синтетических материалов ВПР-10 или ТСЖ-0,7. В выработку такую затяжку доставляют в виде рулона из полосы длиною 50 м и шириною 0,8—1 м. Временные крепи. Временная крепь служит для предотвращения обрушения пород кровли непосредственно после их обнажения и во время возведения постоянной крепи. После установки постоянной крепи временную убирают.

Временные крепи делят на предохранительные и поддерживающие. Первые служат в основном для предотвращения травмирования людей в забое, вторые — для удержания кровли от обрушения.

Широкое распространение получили предохранительные консольные крепи, принцип действия которых заключается в выдвижении защитных секций и временного перекрытия кровли из-под постоянной крепи в рабочей зоне забоя. В консольной предохранительной крепи конструкции ВНИИОМШС (рис. 4.12) три металлические сетчатые секции надвигают на забой с помощью лебедки.

Перемещение секций осуществляют по балке (монорельсу), а удержание в раскрытом состоянии — телескопическими устройствами. Поддерживающие временные крепи состоят из стоек и верхняков или анкеров с подхватами. В качестве опорных элементов используют металлические (ВК 8) и гидравлические (ГС-3) раздвижные стойки.

Анкеры или штыри заделывают в боковые породы на глубину до 1 м на расстоянии 0,1—0,15 м от кровли. При возведении рамной постоянной крепи длина участка установки временной предохранительной крепи не должна превышать 3 м. На начало нового проходческого цикла отставание рамной постоянной крепи от забоя не должно превышать шага

ее установки. При возведении в выработке бетонной, железобетонной или каменной крепи участок, закрепленный временной крепью, может иметь длину 20—60 м.

Источник: https://sinref.ru/000_uchebniki/01701gornoe_delo/012_vasuchkov_gorn_delo/019.htm

Расчет несущей способности крепи

1.2.1. Конструкции жесткой крепь с высокой несущей способностью

< Предыдущая СОДЕРЖАНИЕ Следующая >

Перейти к загрузке файла

Таблица 3

Техническая характеристика забойной крепи

Техническая характеристика крепи БС-2.1.II (2.1.IIМ)

Величина

Ед. изм.

Рабочий диапазон крепи

1,4-2,6

м

Максимальная высота крепи

2670

мм

Минимальная высота крепи

1300

мм

Поддерживающая способность крепи (при h =2,3м)

289

кН/м2

Шаг установки крепи

2,0(1,5)

м

Масса секции

6,6(5,6)

т

Давление питания

32

МНа

Количество стоек в секции

4

шт.

Предварительное сопротивление стойки

461

кН

Рабочее сопротивление стойки

554

кН

Диаметр поршня гидростойки

165

мм

Настройка предохранительного клапана гидростойки

38

МПа

Усилие передвижки крепи

304

кН

Усилие передвижки конвейера

143

кН

Шаг передвижки секции

800

мм

Ширина верхняка

1370

мм

Длина верхняка

2700

мм

Конструктивные параметры крепи по условию вынимаемой мощности должны удовлетворять следующему условию:

Hmin ? mmin х (1 — (a х Lз)) — b — t ,м

Hmax ?mmax (1 — (a х Lп)) ,м

где: mmin и mmax — минимальная и максимальная вынимаемая мощность пласта соответственно 1,9 м и 2,1 м;

Lз и Lп — расстояние от груди забоя до оси задней и передней стойки секции крепи, м;

а — коэффициент опускания кровли, 1/м, равный 0,015;

b — запас на разгрузку крепи от горного давления. Для пластов с мощностью 1,5м и более b = 50мм;

t — суммарная толща породной продукции под основанием и на перекрытии секций, при m ? 1,5м t = 45мм.

Проверка конструктивных параметров крепи типа БС-2.1 выполняется для положения, когда комбайном выполняется опережающий вруб. В этом случае ширина призабойного пространства увеличена на 0,8м по отношению к обычному положению крепи

Lп = 800 + 800 + 540 + 732 + 590 + 1100 = 4562мм = 4,56м;

Lз = 4,56 + 0,85 = 5,41м;

Hmin ? 1,9 х (1 — (0,015 х 4,56)) — 0,05 — 0,045 = 1,765м

Hmax ? 2,1 х (1 — (0,015 х 5,41)) = 1,93м

Условие удовлетворяется: 1,765 < 1,9 и 2,6 > 1,93.

Несущая способность механизированной крепи в лаве должна быть не ниже удельной нагрузки от горного давления и определяется по формуле:

, кН/м2;

где: Qс — рабочее сопротивление секции, кН;

Вз — ширина призабойного пространства, м;

S — шаг установки секции в лаве, м;

При ширине призабойного пространства Вз >4,2м значение удельной нагрузки должно быть скорректировано в соответствии с зависимостью:

qк = q + , кН/м2

где: q — удельная нагрузка от горного давления.

При мощности пласта 1,5-3,0м, значение q = 300 кН/м2;

k — размерный коэффициент, равный 0,0225 м4/кН

Расчетные значения несущей способности крепи должны удовлетворять условию: q ? q; qс ? qk , кН/м2

Рассчитаем несущую способность крепи БС-2.1П при диаметре поршневых полостей применяемых гидростоек d = 170 мм = 17 см.

Qc = 1,02 х Pnk х Sn х g х n ;

где: Pnk — давление настройки предохранительного клапана гидростойки, бар.

S = (рd2) : 4 — площадь поперечного сечения, м/с2;

g — 9,81 ускорение свободного падения, м/с2;

n — количество гидростоек в секции, шт.

Qc = 1,02 х 380 х ((р х 172) ч 4) х 9,81 х 4 = 3452 , кН

Шаг установки секции крепи, в соответствии с протоколом технического совещания по вопросу размещения забойной крепи в лаве на проектируемого участка 1-го калийного горизонта 1РУ от 03.04.2003г:

-у бортовых штреков и центре лавы — 1,5м (87 секций)

-между бортовыми и закладочными штреками лавы — 2м (30 секций)

Ширина призабойного пространства Вз = 4,56м.

qс = кН/м2 ; qс = кН/м2;

так как у нас Вз > 4,2м определяем qk:

qk = , кН/м2;

Условие qc ? q; qc ? qk , выполняется, следовательно крепь БС-2.1П и крепь БС-2.1ПМ подходит для эксплуатации в условиях проектируемого участка Первого горизонта.

После того как очистной забой подойдет к существующему, ранее пройденному, вентиляционному штреку и собьется с ним, предусмотрена замена одной секции забойной крепи БС-2.1П на приштрековую крепь «Фазос» 22/34, имеющуюся на руднике 1 РУ.

Исходные данные для расчета:

1. Мощность вынимаемого слоя: по сильвиниту — 1,31м по галиту — 0,75м

2. Длительная скорость подачи по сильвиниту — 2,5 м/мин

3. Длительная скорость подачи по галиту — 4 м/мин

4. Мощность двигателя резания — 2 х 230 кВт

5. Ширина захвата вынимаемой полосы — 0,8 м

6. Величина выдвижения правого и среднего режущих органов относительно стандартного положения — 0,8 м

7. Передвижение комбайна с помощью встроенной безцепной системы подачи Айкотрак

8. Конвейер забойный — 600 т/час

9. Вес комбайна — 58 тонн

Расчет

1. Время по добыче в сутки с выполнением вспомогательных операций и предусмотренным коэффициентом на отдых составляет 16,25 часа, или

6 х 3 х 60 = 1080 мин

1080 — ((25 х 3) + (10 х 3)) / 60 = 16,25 час

25 мин — время на подготовительно — заключительную работу в смену;

10 мин — время на личные надобности в смену МГВМ

2. Оперативное время при выполнении одного цикла составит 220, 4 мин в том числе:

а) концевые операции на конвейерном штреке лавы:

3 мин — выдвижение и установка правого режущего d = 1,4 м на выемку ниши по слоям 5 ч 4; 5 ч 4 ч 3; 4, зарубка;

11,5 : 2,5 = 4,6 мин — выемка ниши правым выдвижным шнеком d = 1,4 м;

3 мин — задвижка правого режущего в нормальное положение, переворот щитка;

11,5 : 7 = 1,6 мин — отгон комбайна к КШЛ с зачисткой призабойного пространства;

10 мин — задвижка конвейера с комбайном в нишу, передвижка эстакады с приводом забойного конвейера, передвижка крепи сопряжения;

4 мин — переворот щитков и установка левого режущего на выемку галита;

итого на КШЛ — 26,2 минуты

в) выемка галита:

(200 — 11,5) : 4 = 47,1 мин

11,5 — длина зарубки при устройстве ниши

10 мин — остановка конвейера и комбайна при переключении метателей, реверсирование забойного конвейера;

итого при выемке галита — 57,1 минуты

в) зарубка на выемку сильвинита:

4 мин — переворот щитков, установка левого режущего на выемку 5-го слоя;

10 : 2,5 = 4 мин — выемка 5-го слоя левым шнеком;

4 мин — разворот щитка на левом шнеке и зарубка на выемку 3-го слоя;

10 : 2,5 = 4 мин — выемка 3-го слоя левым шнеком в направлении к ТШЛ;

2,1 — разворот щитка левого режущего;

6 мин — установка трех режущих шнеков на выемку сильвинита;

итого на ТШЛ — 24,1 минуты

г) выемка сильвинита:

200 : 2,5 = 80 мин

3 мин — остановка комбайна, опускание и зарубка правым режущим в 3-й слой за 11,5 м до КШЛ;

итого при выемке сильвинита — 83 мин

д) осмотр комбайна, замена зубков, проверка и заливка при необходимости смазки — 20 мин

е) прочие работы (разбивка негабаритов, зачистка штыба, мелкий ремонт и др.) — 10 мин

3. Время на цикл с учетом коэффициента 10% от оперативного времени и предусмотренного на отдых, составляет:

220,4 х 1,1 = 242,4 мин или 4,04 часа

4. Количество циклов в сутки: 16,25 : 4,04 = 4,0

5. Выход руды с цикла в среднем при мощности вынимаемого пласта:

2,06 м — средняя вынимаемая мощность с учетом прихвата до 5 см в кровле и почве лавы

1,31 м — вынимаемая мощность по сильвиниту;

0,75 м — вынимаемая мощность по галиту;

(200 — 6) х 2,06 х 1,98 х 0,8 х 0,99 = 626,7 т

6. Добыча руды в сутки:

626,7 х 4 = 2506,8

сильвинита при m = 1,31 м

(200 — 6 — 11,5) х 1,31 х 1,98 х 0,8 х 0,99 = 374,9 т

валовая выемка:

((8 х 2,06) + ( 3,5 х 1,41)) х 1,98 х 0,8 х 0,99 = 33,4 т

всего: 374,9 + 33,4 = 408,3 т

Суточная производительность по руде составит:

408,3 х 4,0 = 1633,2 т

Месячная производительность при работе 25 дней в месяц:

1633,2 х 25 = 40830 т/мес

Годовая производительность (по очистным работам) при режиме работы горизонта, согласно плану горных работ 1 РУ на 2004 г, — 283 дня в году:

1633,2 х 283 = 462195 т/год

Годовая производительность лавы по подготовительным работам определяется по формуле

462195*0.1 = 46219,5 т/год

Подвигание очистного забоя составит:

4 х 0,8 = 3,2 м/сутки

3,2 х 25 = 80 м/месяц

80 х 11 = 880 м/год

Page 3

< Предыдущая СОДЕРЖАНИЕ Следующая >

Перейти к загрузке файла

п/п

Наименование показателей

Единицы

измерения

Показатели

1

Вынимаемая мощность (средняя)

м

2,06

2

Угол падения пласта

Град.

1,7

3

Сопротивление пласта резанию

Кгс/см

1,98

4

Объемный вес

т/м3

1,98

5

Прочность почвы

прочная

6

Устойчивость кровли

средней устойчивости

7

Способ управления кровлей

комбинированный:

полное обрушение + бутовые полосы

8

Длина лавы

м

200

9

Ширина захвата

м

0,8

10

Схема работы комбайна

челноковая

11

Скорость подвигания очистного забоя

м/сут

3,2

12

Выход горной массы с одного цикла

т

626,7

13

Количество циклов в сутки

4

14

полезного компонента в руде

%

37,36

15

НО в руде

%

6,1

16

Суточная производительность комплекса:

т/сут

по сильвиниту — 1633,2

по галиту — 873,6

17

Производительность рабочих

т/сут

179,1

Проветривание выработок осуществляется за счет общешахтной депрессии.

Свежая струя поступает по стволу №2, выработкам главных северных транспортных штреков Второго горизонта, далее по бремсбергам на главные выработки Первого горизонта и затем по главным конвейерному, транспортному №1 и №2 штрекам к проектируемому участку.

Исходящая струя в обратном порядке от панели по вентиляционным штрекам поступает к стволу №3. Тупиковые забои проветриваются вентиляторами местного проветривания, которые устанавливаются в соответствии с проектом производства работ, составленными и утвержденными в установленном порядке.

Расчет количества воздуха для проветривания проектируемого участка на период ведения подготовительных работ

1.1 Расчет количества воздуха, необходимого для проветривания подготовительных выработок.

1.1.1 Количество воздуха необходимое для проветривания подготовительной тупиковой выработки по факторам «взрывоопасные газы» и «природные ядовитые газы» (окислы азота, оксид углерода, сероводород):

, м3/мин

где: Кп -коэффициент, учитывающий способ подачи воздуха в выработку, Кп = 1,43

Ку- коэффициент, учитывающий утечки воздуха в трубопроводе, для гибкого трубопровода из прорезиненной ткани типа М диаметром d = 600 мм длиной ? 400 м Ку = 1,25

g — газоносность пласта по соответствующему газу, м3/м3, по метану

g = 0,1 м3/м3

Кн — коэффициент неравномерности газоносности по соответствующему газу, по метану Кн = 1,35

Кд — коэффициент дегазации отбитой горной массы, Кд = 0,9

J — производительность комбайна, м/мин, для ПК-8МА J = 2,3 т / мин

j — объемный вес руды, т / м3, j = 2,09 т/м3

C — допустимая концентрация соответствующего газа в исходной струе из подготовительной выработки, %, для метана С = 0,5 %

м3/мин

1.1.2 Необходимое количество воздуха по фактору «температура воздуха»

, м3/мин,

где: Кп = 1,43;

Кз — коэффициент, учитывающий тип забоя, Кз = 50

Ку = 1,25

Кк — коэффициент, учитывающий условия работы комплекса, Кк = 0,5

N — суммарная мощность электродвигателей оборудования, кВт, для ПК-8МА N = 360 кВт

з — средневзвешенный КПД оборудования, з = 0,92

Кт — коэффициент, учитывающий вынос тепла, Кт = 1,0

Т — температура поступающего в выработку воздуха, ?С, Т = 17 ?С

, м3/мин

1.1.3 Необходимое количество воздуха по фактору «минимальная допустимая скорость»:

, м3/мин

где: Кп = 1,43;

Sк — площадь сечения одного комбайнового хода, м2, для ПК-8МА Sк = 8,1

, м3/мин

1.1.4 Необходимое количество воздуха по фактору «наибольшее количество людей в смене»

, м3/мин

где: gч — норма воздуха на одного человека, gч = 6 м3/мин

Nл — максимальное количество людей в смене, Nл = 3

, м3/мин

Так как работают одновременно два комбайна, то , м3/мин.

Количество воздуха для проветривания тупиковой выработки принимаем по фактору «температура воздуха». Т. к. подготовку ведут два комбайна ПК-8МА, то количество воздуха для проветривания подготовительных выработок

Qвыр = 143 х 2 = 268 м3/мин

1.2 Расчет количества воздуха, необходимого для проветривания проектируемого участка

Qпан = Qвыр + Qут , м3/мин,

где: Qут — величина утечек воздуха через вентиляционные сооружения в пределах панели, м3/мин

Qут = jшл х Qут шл + jг х Qут г + jдв х Qут дв , м3/мин,

где: jшл, jг, jдв, — количество вентиляционных сооружений на панели, соответственно, шлюзов, глухих перемычек и солебетонных перемычек с дверями, jшл = 0, jг = 7, jдв = 7;

Qут дв — норма утечек воздуха через солебетонную перемычку с дверями, м3/мин

Qут дв = 9,2 м3/мин

Qут дв — норма утечек воздуха через глухую солебетонную перемычку, м3/мин

Qут дв = 4,8 м3/мин

Qут = (7 х 9,2) + (7 х 4,8) = 98 м3/мин,

Qпан = 289 + 98 = 384 м3/мин

1.3 Проверка по выхлопным газам от ДВС

Количество воздуха, проходимое по транспортным выработкам, в которых предусмотрено периодическое использование машин с ДВС, должно быть достаточным для разжижения выхлопных газов ДВС, т.е. быть не меньше, чем определенное по формуле:

QДВС = q х N , м3/мин

где: q — расход воздуха, приходящийся на 1 л. с. номинальной мощности двигателя, м3/мин, q = 5 м3/мин для дизельных двигателей

N — суммарная номинальная мощность одновременно работающих в выработке машин с ДВС, N = 75 л. с. для трактора МТЗ.

QДВС = 5 х 75 = 375 м3/мин (>286 м3/мин),

Qплан = QДВС + Qут = 375 + 98 = 473 м3/мин.

Количество воздуха для проветривания проектируемого участка принимаем по максимальному фактору Qпан = 473 м3/мин.

Таблица расчетных данных потребности воздуха на период ведения подготовительных работ

Наименование работ, фактора

Количество воздуха по факторам, м3/мин

Q1

Q2

Q3

Q4

Qдвс

Подготовительные работы

47,8

268

104,3

36

375

Итого с учетом утечек

145

384

202,3

134

473

Источник: https://studbooks.net/1787477/geografiya/raschet_nesuschey_sposobnosti_krepi

Scicenter1
Добавить комментарий