Выбор типа и типоразмера крепи и выемочно-транспортного оборудования

Так как породы кровли весьма труднообрушаемые, относятся к категории А_3, нужно провести комплекс специальных мероприятий, направленных на снижение прочности пород кровли, для того, что бы в дальнейшем была возможность применения способа управления кровлей полным обрушением. Добиваюсь снижения прочности с помощью торпедирования.

Торпедирование применяется в пластах, представленных твердыми породами: известняками, доломитами, крепкими песчаниками. Оно осуществляется при помощи взрыва в скважине заряда взрывчатого вещества. При взрыве происходит частичное разрушение призабойной зоны скважины с образованием каверны, а в прилегающей зоне пласта возникают трещины, облегчающие разрушение.

Таким образом понизила категорию обрушаемости до А₂ – среднеобрушаемые породы кровли, и применяю способ управления кровлей полным обрушением. В связи с этим и тем, что пласт пологий, применяю механизированный тип крепи.

2.1 Выбор типа и типоразмера механизированного комплекса

В лаве принят механизированный тип креп. Выбираем механизированного комплекса в следующем порядке:

Так как в лаве принят механизированный тип крепи, то провожу выбор механизированного комплекса:

1. выбираю типы комплексов, соответствующие категориям кровли по обрушаемости и устойчивости ее нижнего слоя.

2. устанавливаю минимально допустимые величины сопротивлений поддерживающей части Р, МПа, и посадочного ряда Р_пос, МН/м, механизированной крепи в зависимости от категории пород кровли по обрушаемости и средней мощности пласта. Выбираю те комплексы, которые удовлетворяют требованиям по нагрузке на поддерживающую крепь и посадочный ряд механизированной крепи, т.е. те, которые удовлетворяют требованиям

Р¹≥Р Р¹≥0,35

Р¹_пос≥Р_пос Р¹_пос≥0,6

3. выбираю те комплексы, которые соответствуют прочности пород на вдавливание, т.е. – для которых соблюдается условие

σ¹_вд≤σ_вд σ¹_вд≤30

4. выбираю комплексы, которые соответствуют углу падения пласта при заданном направлении выемки, т.е. - для которых выполняется условие

а¹ ≥а_max а¹ ≥14

5. комплексы, которые соответствуют сопротивляемости угля резании, т.е. те, для которых соблюдается условие

А' ≥ А_р А' ≥ 195

6. определяю минимально допустимый шаг установки секции механизированной крепи l_с, м, передвигающейся без подпора кровли, при котором не будут происходить расслоение и обрушение нижнего слоя кровли (во время передвижки секций). Для этого необходимо воспользоваться формулой

l_с=1,6 В+0,5Г

где В -высота нижнего слоя пород кровли, м; Г -среднее расстояние между трещинами в нижнем слое кровли, м.

l_с=1,6 *0.6+0,5*1=1.46 м.

Выбираю крепи, которые передвигаются без подпора кровли, и без ее расслоения и обрушения пород кровли (во время передвижки секций крепи), то есть те, которые удовлетворяют условию

l¹_с≤l_с l¹_с≤1,46

7. выбираю те комплексы, которые удовлетворяют условиям

m¹_max ≥ m_max,

h_min ≤m_min

Таблица 1 — Результаты выбора типов комплексов

^* – надежность секции характеризуется коэффициентом готовности крепи. В таблице приведены ориентировочные средние значения по отрасли.

8. устанавливаю те типы комплексов и типоразмеры, а также типы и типоразмеры механизированных крепей, типы конвейеров и выемочных машин, которые удовлетворяют требованиям

m¹¹_max ≥ m_max

h¹_min ≤m_min

Установленные и записанные в таблице 2 типы и типоразмеры механизированных комплексов с соответствующим составом оборудования будут удовлетворять условиям максимальной мощности пласта, а их механизированные крепи могут быть установлены в частях лавы с минимальной мощностью угольного пласта.

Таблица 2. Параметры механизированных комплексов

Установленные и записанные в таблицу 2 типы и типоразмеры механизированных комплексов с соответствующим составом оборудования будут удовлетворять условиям максимальной мощности пласта, а их механизированные крепи могут быть установлены в частях лавы с минимальной мощностью угольного пласта.

9. Для записанных в таблицу 2 типов и типоразмеров механизированных комплексов и входящего в их состав оборудования определить минимально необходимую мощность пласта m_1min, м, при которой обеспечивается нормальное функционирование выемочной машины в зоне ее прохода под крепью по формуле

m_1min = , (2.9)

где Н_к - высота корпуса выемочной машины от почвы пласта, мм;

B₁ - толщина перекрытия секции крепи в зоне прохода выемочной машины под крепью, мм;

t_k - величина подштыбовки завальной боковины конвейера, мм;

t₁ -высота породной подушки на перекрытии секции крепи в зоне прохода выемочной машины под крепью, мм;

h_у - величина свободного пространства для управления комбайном, мм;

h_r - величина свободного пространства для прохода выемочной машины под крепью при изменении гипсометрии пласта, мм;

h₃ = 50 - запас свободного пространства для прохода выемочной машины под крепью, мм;

R₁ - расстояние от забоя до наиболее удаленной от него части корпуса комбайна или борта струговой установки, м.

Для 3МКД90 с РКУ13

10. Для записанных в табл. 2.5 типов и типоразмеров механизированных комплексов и входящего в их состав оборудования определить минимально необходимую мощность пласта m_2min, м, при которой обеспечивается допустимая высота для прохода людей под механизированной крепью из выражения

m_2min = (2.10)

где: В_о, В₂ - соответственно толщина основания и верхнего перекрытия секции крепи, мм;

Н_л =500-минимальная высота прохода для людей под крепью, мм,

t₀, t₂ - соответственно высота "штыбовой подушки" под основанием и "породной подушки" на верхнем перекрытии секции крепи, мм;

R₂ - расстояние от забоя до середины прохода для людей, м.

Для 3МКД90 с РКУ13

Результаты расчетов записываются в таблицу 2.

10. Для записанных в табл. 2.5 типов и типоразмеров механизированных комплексов и входящего в их состав оборудования определить минимально необходимую мощность пласта m_3min, м, при которой обеспечивается работа механизированной крепи без исчерпания ее податливости в условиях максимального опускания пород кровли по формуле

m_3min = , (2.11)

где H_min - минимальная высота крепи в сдвинутом положении, мм;

h_p - запас гидравлической раздвижности для разгрузки крепи, мм; для пластов мощностью менее I м принимается 30 мм, для пластов большей мощности - 50 мм;

R_з - расстояние от забоя до заднего ряда стоек крепи, м.

Для 3МКД90 с РКУ13

Результаты расчетов записываются в таблицу 2.

12. Полученные величины m_1min, m_2min и m_3min для записанных в табл. 2.5 типов и типоразмеров механизированных комплексов и входящего в их состав оборудования необходимо сравнить между собой и большую из них принять за нижний предел вынимаемой комплексом мощности пласта m_нmin, м. Величины m_нmin записываются в таблицу 2.

13. Из табл. 2.4 в табл. 2.5 переписать значения максимально возможной вынимаемой мощности пласта m¹¹_max м, для всех записанных там типов и типоразмеров механизированных комплексов и входящего в их состав оборудования.

14. На базе данных заполненной таблицу 2 установить типы и типоразмеры механизированных комплексов и входящего в их состав оборудования, которые можно использовать в заданных конкретных горно-геологических условиях. Этими комплексами будут те, которые удовлетворяют условиям

m_mах ≤ m^″_mах,

m_min ≥ m_нmin (2.12)

Исходя из этих условий, комплекс КМ75Б не удовлетворяет требованиям.

По горно-геологическим и горно-техническим условиям возможно применение нескольких типов и типоразмеров комплексов, но из них выбираю 3МКД90, так как для кровель легко- и среднеобрушаемых А₁, А₂ средней устойчивости и устойчивых Б₄, Б₅ целесообразно применять комплексы, механизированные крепи которых имеют сопротивление поддерживающих частей до 500 кН/м², а посадочного ряда — до 950 кН/м; отдается предпочтение легким и новым комплексам, что отражает коэффициент готовности крепи (0,9); более дешевым комплексам (70 тыс. грн стоимость выбранного); учитывается среднеотраслевой коэффициент готовности комбайна (РКУ13 - 0,84).