12. Розрахунок кріплення (1 - 2 стор.)

Якщо в лаві застосовується механізоване кріплення, то розрахунок зводить-ся до перевірки чи витримають задні стояки кріплення навантаження від порід по-крівлі.

Навантаження на 1 м посадкового ряду кріплення визначається по формулі:

[4], c. 59; [3], c. 205.

де: h - висота руйнуємого пластую чи порід або потужність безпосередньої покрівлі, м;

γ - щільність порід безпосередньої покрівлі, т/м³;

B - довжина секції кріплення по перекриттю, м;

r - крок пересувки секції (крок посадки), м;

З технічної характеристики кріплення ми знаємо крок установки секцій кріплення, кількість стояків у задньому ряді секції і робочий опір однієї стійки. По цим даним визначаємо навантаження, що витримується 1 м посадкового ряду кріплення і порівнюємо неї з розрахунковим навантаженням.

Наприклад, прийнятий механізований комплекс КМК-97 М с кріпленням МК-98. З характеристики кріплення відомо [7] с.17:

крок установки комплектів - 1,6 м,

кількість стійок у посадковому ряді комплексу - 2,

робочий опір, однієї стійки - 460 кН.

Визначаємо навантаження, що витримується одним метром посадкового ря-ду кріплення:

Порівнюємо R₁ з R.

Якщо лава кріпиться індивідуальним кріпленням, то розрахунок кріплення в лаві і кріплення ніш виробляється в наступному порядку:

визначаємо тиск на 1 м² привибійного простору в залежності від порід, що заля-гають у покрівлі пласту.

А) Якщо безпосередня покрівля представлена, слабкими, легко руйнуюємимі по-родами великої потужності, то навантаження на кріп визначається по гіпотезі сво-ду по формулі:

[3], с. 195,

де: Q_з - тиск на 1 м² площі покрівлі на відстані, рівній ширині робочого простору вибою (в), тс/м²;

L - відстань від вибою до масиву завалених порід (масиву закладки), що під-пирають вище лежачі породи (основної покрівлі), м. У залежності від гірничо-геологічних умов L коливається від 40 до 80 м.

в - ширина робочого простору вибою, м;

S - величина проникнення посилених напруг у глиб вугільного вибою, м.

[3], с. 195

Тут: H - глибина очисних робіт від поверхні, м;

γ - об'ємна маса порід покрівлі, т/м³;

f - коефіцієнт міцності привід покрівлі по Протод'яконову (звичайно 2,4 - 2,6 т/м³).

Б) Якщо породи безпосередньої покрівлі більш міцні і представляють консольну балку, то тиск на 1м площі робітника, простору вибою визначається по формулі:

[3], с. 196,

Визначивши тиск покрівлі на 1м² (Q_з, необхідно розрахувати щільність кріплення, тобто кількість стійок на 1 м² привибійного простору:

[3], с. 202,

де: Р_д - припустиме навантаження на стійку ( тс або кН).

Якщо для кріплення застосовуються металеві стійки, то Р_д береться з їхньої технічної характеристики, а якщо дерев'яні стійки, необхідно зробити наступні розрахунки:

1. Визначити діаметр стійки по формулі:

[3], с. 202,

де: m - потужність пласту, см.

2. Навантаження, що витримується дерев'яною стійкою, визначається по формулі:

[3], c. 202,

де: δ_к - критичне напруження на стиск, по П.М. Цимберевичу, що визна-чається:

[3], c. 202,

Тут: m - довжина стійкі, рівна потужності пласту, см;

i - радіус інерції для круглого перетину, см.

4. Визначивши критичне навантаження на дерев'яну стійку Р_к, необхідно роз-рахувати припустиме навантаження на цю стійку по формулі:

де: Ψ - запас міцності (звичайно Ψ = 2 ÷ 3).

Вимір Р_д у кгс необхідно перевести в тс, тобто розділити на 1000.

5. Знаючи, тиск покрівлі на 1м² (Q_з) у тс/м² і припустиме навантаження на стійку Р_д у тс, визначаємо щільність кріплення, тобто кількість стійок на (1м² приви-бійного простору по формулі:

[3], с. 202,

6. Відстань між кріпленняльними рамами по падінню визначається по формулі:

[3], с. 203,

де: n^/ - число стійок по простяганню на глибину врубу відповідно до прийнятої конструкції кріплення (число стійок у кріпильній рамі) n^/ = 3;

r - глибина врубу (ширина захоплення), м., при виїмці ОМ r = 1 м;

n_ст - число стійок на 1 м² привибійного простору.

Звичайна відстань між кріпильними рамами на положистому і похилому па-дінні приймають 1 - 1,2 м, а на крутому - 0,9 м.