3. Проверка несущей способности крепи по величине внешней активной нагрузки.

Расчет производится по формулам (3.5)-(3.7).

Согласно габаритным размерам секции крепи (рисунок 3.3), длина верхняка составляет L_кр = 4,0м, а ширина b_кр = 1, 266 м.

Площадь верхняка механизированной крепи S будет

S = 1,266*4,0=5,06м²

Полагаем крайний случай, когда непосредственная кровля отслоилась от основной и полностью, вместе с зависающей консолью, находится на крепи.

Согласно расчетной схеме (рис. 2.4), нагрузка R на поддерживающую часть секции крепи составит:

R=1,266(5+4+0,63)*7,15*2,5=218т = 2180кН.

Значения входящих в формулу величин берутся из технической характеристики комплекса, расчетной схемы и заданных горногеологических условий

Нагрузка R₁ на 1м² секции крепи составит:

По табл. 6 (приложения) находим что для крепи 2МТ R_п = 1000 кН/м².

Так как паспортное сопротивление поддерживающей части секции крепи R_п=1000 > R₁=430,8, то крепь пригодна для применения в рассматриваемых условиях.

Контрольные вопросы к заданию №3

1. Какие горногеологические данные должны быть учтены при выборе механизированного комплекса?

2. Как учитывается состав кровли при определении возможной величины ее опускания?

3. Что является основным фактором при проверке рабочего сопротивления крепи?

Задание №4

Время выполнения – 4 часа

Рассчитать и выбрать скорость подачи комбайна

Цель задания – определить для заданных горногеологических условий и выбранного комбайна скорость его подачи.

Последовательность выполнения

1. Рассчитать скорость подачи комбайна:

1. по сопротивляемости угля резанию;

2. по газовому фактору;

3. по скорости крепления лавы;

2. Выбрать скорость подачи комбайна.

Справочный материал к выполнению задания №4

Под производительностью угольного комбайна понимают количество угля, отделяемого комбайном от пласта в единицу времени.

Производительность комбайна определяется по формуле:

Q - V_nm_вr, т/мин, (4.1)

где V_n - скорость подачи комбайна, м/мин;

m_в - вынимаемая мощность пласта, м;

r - ширина захвата комбайна, м;

 - плотность пласта, т/м³.

Для конкретного пласта и комбайна величины m_вr постоянны. Таким образом, производительность комбайна зависит только от скорости его подачи.

Скорость подачи комбайна определяется по трем факторам: сопротивля-емости угля резанию, газовому фактору и скорость крепления лавы

Скорость подачи комбайна по сопротивляемости угля резанию, м/мин:

, м/мин; (4.2)

где N_уст - устойчивая мощность двигателя комбайна, кВт;

H_w - удельные энергозатраты на разрушение угля, кВт*ч/т;

m - вынимаемая мощность пласта, м;

r - ширина захвата комбайна, м;

 - средневзвешенная плотность угля, т/м³;

Устойчивая мощность двигателя рассчитывается по формуле:

N_уст=(0,7-0,9) N_пасп , кВт; (4.3)

где N _пасп - мощность двигателя по паспорту.

Средневзвешенная плотность угля определяется как средневзвешенная величина с учетом породных прослоев по формуле (2.1)

Удельные энергозатраты на разрушение угля, кВт/ч:

H_w=0,00185A_p (0,77+0,008R) (4.4)

где A_p - сопротивляемость угля резанию, кН/см. Определяется по формуле (2.2);

R - показатель разрушаемости пласта. Для вязких углей R=0,25A_p, для хрупких R=0,15A_p, для весьма хрупких R=0,09A_p.

Скорость подачи комбайна по газовому фактору, м/мин:

, м/мин; (4.5)

где v = 4м/с - допустимая по ПБ (§161) скорость движения воздушной струи в лаве;

m_вын - вынимаемая мощность пласта, м;

 - плотность угля, т/м³;

b - ширина призабойного пространства, м;

 - коэффициент сужения воздушной струи ( =0,7...0,9);

d = 1% - допустимое по ПБ (§194) содержание метана в исходной струе;

k_вп - коэффициент, учитывающий движение части воздушной струи по выработанному пространству. Для лав, работающих с полным обрушением коэффициент k_вп=1,2-1,3;

q - метанообильность пласта, м³/т;

r - ширина захвата комбайна, м;

m_геол - геологическая мощность пласта, м;

k_н - коэффициент неравномерности выделения метана в лаву. При добыче углей k_н=1,4, при добыче антрацитов k_н=1,6.

Скорость крепления лавы, м/мин:

, м/мин; (4.6)

где b_кр - шаг установки секций крепи, м;

t_кр -продолжительность цикла передвижки, мин.

Для механизированной крепи

t_кр=t₁+t₂+t₃+t₄+t₅; (4.7)

где t₁ - время на перемещение рабочего от секции к секции и осмотр кровли, (0,06-0,08мин);

t₂ - время на зачистку секции крепи перед передвижкой, (0,08-0,8мин) (если t₂>0,5 мин, то на зачистку секций необходимо ставить специального рабочего по зачистке);

t₃ - время на разгрузку секций крепи, (0,05-0,07мин);

t₄ - время на собственно передвижку секции крепи,(0,05-0,08мин);

t₅ - время на распор секций (0,05-0,07мин).

Для индивидуальной крепи продолжительность цикла рассчитывается аналогично, в соответствии с принятой технологией установки рам.

Расчетная скорость подачи комбайна принимается в результате сопоставления полученных результатов. Скорость подачи, рассчитанная по газовому фактору, при необходимости может быть увеличена за счет интенсификации проветривания (ПБ §161) или частичной дегазации пласта. По креплению - за счет изменения схемы крепления с последовательной на шахматную.