3.3. Расчёт размеров сечения выработки

Расчёт производится по наибольшим габаритам транспортного оборудования:

Из таблицы 2.2 принимаем:

n =0,7

m =0,25

Размеры, регламентируемые правилами безопасности, правилами технической эксплуатации оборудования и другими документами:

Высота свободного прохода, мм, h=1800

• высота транспортного оборудования(максимальная высота в рабочем положении), (Н), мм -2250 ;

• ширина транспортного оборудования (В), мм - 1320.

угол наклона боковой стороны к основанию выработки α, град - 83°(sin83°=0,9683; ctg 83°=0,258рад 0,1228град ).

h₃ – высота от головки рельсов до крепи (кровли) или контактного провода, h₃ = 2 м для откаточных выработок сечением не менее 4 м², при деревянной или металлической креп

Расчет площади поперечного сечения в свету

Высота выработки в свету (h₄):

h₄ = h₁ + h₃- h₂;

Толщина балластного слоя (h₂)

h₂ = h_б +2/3 h_шп

Высота балластного слоя (h_б) под шпалами при устройстве рельсовых путей составляет h_б ≥ 90 мм.

Высота (h₁) от почвы выработки до верха головки рельс при укладке шпал на балласт составит

h₁ = h_р + 1/3 h_шп + h₂,

где h_р – высота рельса, мм (Р18, h_р = 90; Р24, h_р = 107; Р33, h_р = 128);

– высота шпалы, мм (h_шп = 120; 130; 140, соответственно типу рельса);

принимаем h_шп=120мм и h_р=90мм

h₁ = 90 + 40 + (90+80)=300мм

h₄ = 300 + 2000- 170=2130мм,

Проверочный расчет по высоте оборудования в транспортном положении:

h₄^* = h_{п. раб} + h_заз + h_вп,

где h_{п. раб} – высота погрузочного оборудования с поднятым ковшом или в рабочем состоянии; h_{п. раб} = 2250мм

h_заз – зазор между поднятым ковшом и кровлей (крепью) выработки (h_з = 200 мм);

h_вп – высота временных путей, h_вп = h₁ = 300мм

h₄^* =2250+200+300=2750 мм.

Для обеспечения нормальной работы погрузочной машины принимаем высоту выработки в свету h₄ = 2750 мм.

Ширина выработки (b) в свету на уровне транспортного оборудования:

при однопутной (или при конвейерной доставке породы)

b = В + m + n₁

где В – ширина транспортного оборудования;

h₂ – высота балластного слоя (трапа);

n₁ = n + [h – (H + h₁ – h₂)] ctgα.

где Н – высота транспортного оборудования.

n₁ = 700+[1800-(1500+300-80)]∙0,258=720,64мм

b = 1320+250+720,64=2290,64мм

Ширина нижнего основания выработки в свету (b₂)

– при наличии рельсового пути и балластного слоя

b₂ = b + 2∙ (H + h₁)∙ ctgα.

b₂ = 2290,64+2∙(1500+300)∙0,258 = 3219,64мм

где b₁, –ширина выработки в свету по верхняку, мм;

При наличии рельсового пути

b₁ = b – 2∙(h₃ – H) · ctgα

b₁ = 2290,64-2∙(170-1500)∙0,258 = 2976,92 мм

Далее подставляют в расчетную формулу полученные значения и вычисляют сечение выработки в свету

Расстояние от оси пути (конвейера) до оси выработки определяется по формуле

– однопутной

k = (n₁ + B/2) - b/2

где b/2 – полупролет выработки (ось выработки);

B/2 – ось рельсовых путей по ширине транспортного оборудования.

k = (720, 64+1320/2) - 2290, 64/2 = 235,32мм

Периметр поперечного сечения выработки в свету определяют по формуле

P = b₁ + b₂ + 2∙h₄ /sinα.

Sin83⁰ = 0,968364

Р_с = 2976,92+3219,64+2∙2130/0,9683=10595,73 мм = 10,6м

Площадь поперечного сечения выработки вчерне определяют по формуле

где h₅ –высота выработки вчерне, м;

b₃ – ширина верхнего основания выработки вчерне;

b₄ – ширина нижнего основания выработки вчерне.

Высота выработки вчерне:

– с балластным слоем

h₅ = h₄ + h₂ + t₁ + t₂,

где t₁ – толщина (диаметр) верхняка;

t₂ – толщина клина или затяжки.

Рассчитаем диаметр верхняка

1. Давление со стороны кровли (при параболически распределенной нагрузке на верхняк) и отсутствие его со стороны боков.

при 1 < n_k < 4:

где а – полупролет выработки вчерне по кровле, м;

a = b/2=2573,3/2=1286,6мм=1,29м

L – расстояние между крепежными рамами, м; принимаем L=0,5м

R_и – расчетное сопротивление древесины из круглых материалов на изгиб, для сосны по СНиП II-В 4–71 R_и = 16 МПа;

m – коэффициент условий работы деревянной крепи, равный 0,6–0,7;

n_п – коэффициент перегрузки, равный 1,2;

φ – угол внутреннего трения пород .

Принимаем диаметр верхняка t₁=220мм

Толщина затяжки из обапола определяется по формуле (для условия n_к=1)

Исходя из имеющихся типоразмеров пиломатериала принимаем толщину затяжки из обапола t2=30мм.

Длина стойки с учетом заглубления ее в лунку равна:

Где lл – величина части стойки заглубленной в лунку,мм;

dв – диаметр верхняка,мм

lл=(1,5-2,5) dв=2∙220=440мм

Принимаем длину стойки 3000мм диаметром 220мм т.к.такой типоразмер выпускается промышленностью

Определяем высоту выработки вчерне

h₅ = h₄ + h₂ + t₁ + t₂,

h₅=2130+170+220+30=2650мм

Определяем ширину верхнего основания выработки вчерне

b₃=b₁+2∙(t+t₂)∙sinα

b₃=2976,92+2∙(220+30)∙0,9683=3461,07мм

определим ширину нижнего основания выработки вчерне

b₄=b₃+2∙h₅∙ctgα

b₄=3461,07+2∙2650∙0,258=4828,47мм

Определим площадь поперечного сечения вчерне

Периметр поперечного сечения вчерне

P_ч=b3+b4+2∙h₅/sinα

P_ч=3461,07+4828,47+2∙2650/0,9683=13,76м²

Результаты пасчета поперечного сечения ГРВ приведены в таблице

Параметр	Размер	Обозна чение	Значение
Ширина,мм	Ширина выработки в свету по верхняку, мм	b1	3084,15
	Ширина нижнего основания выработки в свету по верхняку, мм	b2	3199,6
	Ширина верхнего основания выработки вчерне, мм	b3	3461,07
	Ширина нижнего основания выработки вчерне, мм	b4	4828,47
Высота,мм	Высота выработки в свету, мм	h4	2130
	Высота выработки вчерне, мм	h5	2650
Площадь, м2	Площадь поперечного сечения выработки в свету	Sс	8,52
	Площадь поперечного сечения выработки вчерне	Sч	10,98
Периметр,м	Периметр поперечного сечения в свету	Рс	10,6
	Периметр поперечного сечения вчерне	Рв	13,76

Вывод: В результате проведенных расчетов были приобретены практические навыки расчета размеров ПС ГРВ.