4.2 Розрахунок металевого трапецієвидного кріплення

Згідно гіпотези проф. М. М. Протодьяконова на кріплення гірничої виробки діє гірничий тиск від порід, що знаходяться у склепінні обвалення, тому більша його частина приходиться на верхняк.

Розмір спец профілю для верхняка визначається у такій послідовності: Визначається гірничий тиск на раму:

(4.2.1)

де: а — половина ширини виробки по верхняку у просвіті, м; у - питома вага порід покрівлі, кН/м³;

lр - відстань між кріпильними рамами, м;

k_c - 2÷3 — коефіцієнт запасу висоти склепіння обвалення;

b₁ – висота склепіння обвалення, м.

де: h - висота виробки у просвіті, м;

= 80-85 град.—кут похилу стояка до горизонту, град.

Визначається максимальний згинаючий момент верхняка:

(4.2.3)

(4.2.4)

Мmax =

Визначається момент опору верхняка:

де: - припустиме навантаження на згинання профілю верхняка.

Для СВП =270МПа

Підбирається розмір профілю для верхняка

Таблиця 4.2.1 - Розміри профілю СВП

СВП	14	17	19	22	27	33
W, см3	42,7	50,3	61,3	74,8	100,2	133,5

Боковий тиск завжди значно менший ніж тиск з боку покрівлі, тому спец профіль для стояків приймається з урахуванням технології такий же, як для верхняка без розрахунків.

4.3 Розрахунок монолітного бетонного кріплення. Визначення витрат бетону на 1 п.М. Виробки

Бетонне кріплення з вертикальними стінами та склепистим перекриттям застосовується у породах з коефіцієнтом міцності f= З÷9.

Розрахунок кріплення зводиться до визначення висоти склепіння і товщини бетону у замку, п'яті, стінці, фундаменті, після чого можна визначити витрати бетону на 1 п.м, виробки.

Висота склепіння в залежності від форми визначається:

де : В – ширина виробки у просвіті,м.

Товщина бетону у замку склепіння визначається за формулою професора М. М. Протодьяконова:

де: а—половина ширини виробки у просвіті, м;

Припустиме напруження стискання, для бетону приймається в залежності від його марки.

Марка бетону	В-15	В-20	В-25	В-30	В-35	В-40	В-45	В-55	В-60
	8,5	11,5	14,5	17,0	19,5	22,0	25,0	27,5	30,0

Товщина бетону у замку склепіння має граничне позначення не менше 17см.

Товщина бетону у п'яті -1,25-1,5 см;

Товщина бетону у стінах—1,0-1,5см;

Товщина бетону у фундаменті -1,0-1,5 см;

Глибина фундаменту складає 50см і більше, в залежності від міцності порід.

На практиці товщина стін складає 25-50 см.

Якщо розрахунок дає більші показники, слід прийняти бетон вищої марки, або застосувати залізобетонне кріплення.

Для розрахунку потрібної кількості бетону слід визначити площину перерізу кріплення у склепінні, стінах та фундаменті, після того помножити суму площин на довжину виробки.

При коробовому склепінні:

, м² (4.3.2)

При напівциркульному склепінні:

, м² (4.3.3)

де: h - висота стіни, м;

hф - висота фундаменту, м.

5 Розрахунок експлуатаційної продуктивності прохідницького обладнання ,

5.1 Розрахунок експлуатаційної продуктивності прохідницького комбайну

Змінна експлуатаційна продуктивність комбайну залежить від міцності порід та перерв у роботі для зведення кріплення, ремонтів, оглядів та інше, і може бути визначена за формулою:

де: е Кекс-коефіцієнт використання комбайну, який залежить від перерв на Зведення кріплення, заміну зубків і може бути 0,15-0,35. Для збільшення продуктивності комбайну слід збільшити чисельність ланки прохідників, що прискорить зведення кріплення. Допоміжні роботи виконуються при роботі комбайна.

_т - технічна продуктивність комбайна, приймається з технічної характеристики, м³/хв.

При змішаному вибої технічна продуктивність змінюється на середньозважену.

де: Sпр, Sвуг, Sпор - площина перерізу вибою у проходці, вугільної та породної частини його, м2;

Qвуг, Qпор - технічна продуктивність комбайна по вугіллю та породі, м³/хв.

Знаючи експлуатаційну продуктивність комбайна визначається посування вибою за зміну:

(5.1.3)

Одержане значення корегується за числом кріпильних рам, які можливо встановити за зміну.

(5.1.4)

де: -відстань між рамами,м;

кількість рам, що встановлюється протягом зміни.

Місячні темпи проведення виробки з урахуванням обов'язкової перевірки роботи комбайна під повним навантаженням після ремонту визначається:

де: —кількість робочих змін на добу;

посування вибою у ремонтну зміну, м;

кількість робочих днів за місяць ( 22, 25, 30).

Одержаний результат повинен бути більшим, ніж задані темпи проведення.