2.9. Свойства угольного пласта в зоне отжима
В зоне отжима шириной b сопротивляемость угля резанию иная, чем в глубине массива. Поэтому для практических расчетов применяют два показателя резания:
сопротивляемость угля разрушению при резании А, определяемая в неотжатой зоне массива;
сопротивляемость угля резанию Аb в призабойной части массива.
Величина А используется в качестве основного классификационного признака разрушаемости угля.
Поскольку исполнительные органы выемочных машин частично или полностью разрушают уголь в отжатой зоне, сопротивляемость резанию при машине, имеющей ширину захвата r, определяется по выражению
(2.7)
где k0Т — коэффициент отжима, учитывающий снижение сопротивляемости резанию при данной ширине захвата по сравнению с сопротивляемостью резанию неотжатого массива.
Разрушение угля в зоне отжима изменяется от кромки в глубь массива. Выделяют зону явного отжима и зону, в которой деформации растяжения не достигают предельных значений и уголь не подвергается видимому разрушению. Эта часть зоны называется зоной неявного отжима.
Если бы отжим завершался разрушением, то исполнительные органы выемочных машин выполняли бы только погрузочные операции. Однако часто деформации у поверхности забоя не достигают предельных, но и в таких случаях они ослабляют массив.
Таблица 2.2
Тип углей |
Значения k0Т при заглублении в массив Am, доли мощности пласта
|
||||||
0-0,1 |
0,1-0,2 |
0,2-0,3 |
0,3-0,4 |
0,4-0,5 |
0,5-0,6 |
0,6-0,7 |
|
Карагандинские вязкие |
0,48 |
0,66 |
0,81 |
0,92 |
0,98 |
1,0 |
1,0 |
Донецкие весьма хрупкие |
0,23 |
0,38 |
0,56 |
0,73 |
0,83 |
0,93 |
1,0 |
Таблица 2.3
Категория углей по разрушаемости |
Классы углей по сопротивляемости резанию |
Наиболее представительные районы распространения |
Количество шахтопластов с углями данной категории, % |
|
хрупкие |
вязкие |
|||
Весьма слабые |
1 |
- |
Угли коксовых марок и весьма слабые антрациты украинской части Донбасса |
10,2 |
Слабые |
2 |
- |
Некоторые антрациты и угли коксовых марок украинский части Донбасса; угли -коксовых марок восточной части Донбасса и месторождений Дальнего Востока |
21,9 |
Средней крепости |
3 |
2 |
Антрациты и некоторые угли коксовых марок украинской части Донбасса; угли Кузнецкого и Карагандинского бассейнов; бурые угли Подмосковного, Челябинского бассейнов и месторождений Дальнего Востока; угли Воркутинского месторождения |
24,7 |
Выше средней крепости |
4 |
3 |
Угли марок Г, Д и некоторые антрациты украинской части Донбасса; угли Кузнецкого и Карагандинского бассейнов; бурые угли Подмосковного бассейна и месторождений Дальнего Востока; угли Интинского месторождения |
26,4 |
Крепкие |
5 |
4 |
Угли марок Г, Д украинской части Донбасса; антрациты восточной части Донбасса; некоторые угли Кузнецкого и Карагандинского бассейнов; угли марок Г, Д месторождений Дальнего Востока |
9,2 |
Весьма крепкие |
- |
5-6 |
Угли марок Г, Д украинской части Донбасса; некоторые антрациты восточной части Донбасса; угли Кизеловского бассейна; угли марок Г, Д месторождений Дальнего Востока |
6,6 |
Особо крепкие |
- |
7-9 |
Некоторые угли марок Г, Д украин ской части Донбасса; угли марок Г, Д западной части Донбасса; угли Кизеловского бассейна |
1,0 |
Таблица 2.4
Категория угля
|
Относительная энергоемкость разрушения углей при сопротивляемости резанию А, кгс/см |
|||||||
<60 |
60-120 |
120-180 |
180-240 |
240—300 |
300-360 |
360—420 |
>420 |
|
Хрупкие Вязкие |
0,2 |
0,6 0,9 |
1,0 1,35 |
1,4 1,9 |
1,9 2,4 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
По данным E.3. Позина, зависимость коэффициента отжима от ширины захвата (выраженной в долях от мощности пласта) может быть описана смещенной гиперболой вида
(2.8)
где k0Т 0 — значение коэффициента отжима на кромке забоя;
r— ширина захвата;
т — мощность пласта;
с и d — коэффициенты, зависящие от свойств угля и горнотехнических условий выемки.
Коэффициенты отжима для карагандинских и донецких углей при разном заглублении в массив в долях от мощности пласта приведены в табл. 2.2.
По разрушаемости угли разделяются на восемь классов (по E.3. Позину) (табл. П.З).
Сопротивляемость углей резанию и относительная энергоемкость разрушения для хрупких и вязких углей приведены в табл. 2.4.