4.2 Расчет поперечного сечения горной выработки арочной формы

Вычисляем ширину выработки на уровне верхней проекции подвижного состава:

В = m + k А+ р+ n+ С, м (1)

где m – зазор между подвижным составом и крепью

k – количество рельсовых путей;

А – ширина подвижного состава, м;

р – зазор между составами или между конвейерами, м;

n – ширина свободного прохода для людей, м;

С – ширина става конвейера, м.

В = 0,25 + 1· 1,355 + 0,25+ 0,7 = 2,55 м

По полученному размеру ширины выработки (B) принимаем типовое сечение с увеличением ширины выработки на осадку.

Выписываем основные параметры выработки:

площадь сечения штрека:

в свету до осадки S₀ , 7,1

после осадки S_СВ, 6,1

в проходке S_ПР; 8,3

ширина выработки до осадки _, в свету 2,81

до осадки В_ПР ; 3200

после осадки В_ПР; 3100

высота выработки h; в свету 2,45; в проходке 2,89

Выбранное сечение выработки проверяем на допустимую скорость

воздуха в выработки.

(2)

где Q – количество воздуха, которое должно проходить по выработке, м³/с.

(3)

где q – норма подачи воздуха на 1т суточной добычи угля, м³/мин.

z – коэффициент запаса воздуха (1,45 – 1,5);

А_С – суточная добыча, транспортируемая по выработке, т.

(4)

где q_м – фактическое выделение метана на 1т суточной добычи, м³/т.

Минимальная скорость воздуха по ПБ должна быть не менее 0,25 м/с на не газовых шахтах и 0,5 м/с на шахтах опасных по газу. Максимальная скорость воздуха в подготовительных выработках не должна превышать 8 м/с.

5 Выбор крепи, расчет и составление паспорта крепления горной выработки

5.1 Расчет металлической арочной податливой крепи

1. Определяем высоту свода естественного равновесия:

, м (5)

где а – полупролет выработки по верхняку вчерне, равен 1,55а_св, м;

h – высота выработки вчерне, м;

– угол внутреннего трения пород, градус;

f – коэффициент крепости пород.

2. Вычисляем интенсивность нагрузки на 1м ширины выработки по формуле:

, т/м (6)

где L – расстояние между крепёжными рамами, м;

 – объемный вес пород, кг/м³;

т/м

3) Вычисляем величину упругого отпора боковых пород:

(7)

где k – коэффициент отпора боковых пород, ориентировочно равный 6–7– кратной величине площади поперечного сечения выработки в свету;

т

Вычисляем горизонтальный распор по формуле:

(8)

где r – радиус осевой дуги верхняка, м; 1,520

h_o – высота выработки в свету, м; 2,45

l – ширина выработки в свету, м; 2,81

5) Вычисляем реакцию опор:

(9)

6) Вычисляем координаты опасного сечения:

абсцисса опасного сечения

(10)

ордината опасного сечения

(11)

где h_с – расстояние от почвы выработки до центра верхней дуги, м; 1,21

7) Вычисляем максимальный изгибающий момент по формулам:

(12)

8) Вычисляем момент сопротивления арки:

(13)

где _и – допустимое напряжение на изгиб, 2100 кг/см².

9. По найденному моменту сопротивления подбираем тип профиля и выписываем данные о спецпрофиле. Выбираем СВП17

Таблица 2 – Характеристика крепи из СВП

Параметры		Значения
Показатель	Характеристика СВП
	17
Масса 1м спецпрофиля, кг Высота профиля, см Площадь поперечного сечения, см2 Момент сопротивления, см3	17,1 9,4 21,3 50,3

Принимаем тип арки СВП-17

После выбора типа арки необходимо проверить ее на общее напряжение, возникающее в опасном сечении:

(14)

где W₁ – момент сопротивления спец профиля принятой арки, см³; 50,3

F₁ – площадь поперечного сечения спец профиля, см³;

N_x.o – сила осевого сжатия, определяется по формул:

(15)