8.2. Расчет механизированной крепи

Рассчитываем механизированную крепь по формулам плит и балок профессора А. А. Борисова.

Максимальная нагрузка R_max, кH, на секцию при выходе из строя одной из стоек или отсутствии одной из стоек рассчитывается по формуле:

где:1_м - максимальное расстояние от груди забоя до заднего ряда стоек в секции, м:

1_м=l_сек+r+с,

где 1_сек - длина секции по перекрытию, м;

с-расстояние от козырька перекрытия до груди забоя, м, 0,2-0,3 м;

r - ширина захвата горной выемочной машины, м, r = 0,63м;

1_м=5+0,63+0,25=5,88м;

1₀ определяется по формуле:

δ_ИЗ - предел сопротивления пород кровли изгибу, δ_ИЗ =7,5 МПа;

γ_г - плотность пород непосредственной кровли, γ_г =2,2;

h₁ - мощность пород непосредственной кровли, h₁ =3,5м;

d- шаг установки крепи в лаве, м;

Механизированную крепь проверяем на вдавливание опорных элементов секции:

основания в почву:

перекрытия в кровлю:

где: δ_кр, δ_п - пределы сопротивления вдавливанию пород кровли и почвы, мПа. В зависимости от типа пород эти пределы составляют от 40-50 мПа для глинистого сланца и 80-100 мПа для известняка.

S_кр, S_п - площадь контакта секции соответственно с кровлей и почвой, м;

N - коэффициент запаса прочности, n=6.

Вдавливание опорных элементов секции:

перекрытия в кровлю:

основания в почву:

Так как значение R_max удовлетворяет условию вдавливания опорных элементов секции, то механизированная крепь КД-90 подходит для данных горно-геологических условий.

8.3. Расчет нагрузки на очистной забой

8.3.1. Определяем нагрузку на очистной забой, оборудованный комбайном 1гш-68.

Среднесуточная нагрузка на очистной забой определяется по формуле:

где: n_см - число смен по добыче угля в сутки, =3;

k_гу - коэффициент, учитывающий уменьшение нагрузки на очистной забой при работе в сложных горно-геологических условиях, =8;

D_см - среднесменная нагрузка на очитсной забой, т/см;

где: q - средняя минутная производительность комбайна по выемке угля, т/мин;

k_м - коэффициент машинного времени комбайна по выемке угля;

Т_см- продолжительность рабочей смены, мин;

где: m - мощность вынимаемого пласта, м; m =1,45;

r - ширина захвата комбайна, м; r =0,63;

γ - плотность угля, т/м³; γ =1,63;

К_r - коэффициент использования ширины захвата, К_r =1;

V_п - скорость подачи комбайна, м/мин;

V_п определяется из условия:

где: V_пр - скорость подачи, рассчитанная по удельным энергозатратам на разрушение угля, м/мин;

V_пт -маневровая скорость подачи, м/мин;

V_пкр -скорость закрепления кровли, м/мин;

V_пк- скорость подачи комбайна, рассчитанная по производительности забойного конвейера, м/мин;

V_пм - скорость передвижения машиниста ГВМ по очистному забою, м/мин;

где: Р_уст - устойчивая мощность двигателей комбайна, кВт;

H_w- удельные энергозатраты на выемку угля, кВтч/т, Hw=0,62 кВтч/т;

где: k_пч - коэффициент, учитывающий прочность и обводненность пород почвы, =1;

μ_кр - коэффициент готовности крепи, принимается по литературным источникам, μ_кр =0,95;

V_пкр - расчетная скорость крепления кровли, м/мин, V_пкр =4 м/мин;

V_пкр =l *0,95*4 = 3,8м/мин;

где: q_k - производительность забойного конвейера, т/ч;

V_пм =4,5 м/мин.

V_п = min(4,76; 5; 3,8; 4,5)= 3,8 м/мин.

q = 3,8*1,45*0,63*1,63*1 = 5,7 т/мин.

μ_i - коэффициент готовности забоя по группе последовательных перерывов, происходящих только во время работы комбайна;

μ₂ - коэффициент готовности забоя по группе параллельных, перерывов, возникающих с одинаковой вероятностью как при работе комбайна, так и при его остановке);

где: Т_тех - среднее время выполнения концевых операций и других технологических перерывов, приходящихся на выемку угля, мин;

где: Т_тп - нормативная продолжительность технологических перерывов, прерывающих выемку угля и приходящихся на выемку одной полосы, мин;

где: t=0,l мин/м;

L_м - машинная длина лавы, 185м;

Т_зач - время перегона комбайна с зачисткой лавы, Т_зач =0;

Т_ко- нормативное время выполнения концевых операций, приходящееся на выемку одной полосы, Т_ко= 37,8 мин;

Т_тех= 18,5+37,8+0=56,3 мин;

D_ц - добыча угля с одной полосы,т;

μ_к, μ_кр, μ_ку, μ_пкр, μ_уб, μ_пр - коэффициенты готовности соответственно комбайна, крепи, участковой конвейерной линии, процесса крепления за комбайном, переполнения участкового бункера, процесса проветривания очистного забоя;

Принимаем среднеотраслевые коэффициенты готовности: μ_к = 0,94, μ_кр = 0,95, μ_ку = 0,8, μ_пкр = 0,8, μ_уб = 0,9, μ_пр = 1.

где: Т_орг - суммарная длительность регламентированных перерывов на дополнительно закладочные операции и отдых рабочих в смену, мин, Т_орг=40 мин;

μ_сэ, μ_св, μ_ск, μ_сс, μ_об - коэффициенты готовности соответственно системы электроснабжения, сопряжения очистного забоя с вентиляционным штреком, конвейерным штреком, по общешахтным причинам.

Принимаем среднеотраслевые коэффициенты:

Определим среднесменную нагрузку на очистной забой с учетом коэффициента уменьшения нагрузки при осложненных горно-геологических условиях, k_гу =0,95: