1.7. Расчет нагрузки на очистной забой по технической возможности применяемого оборудования

Расчет сменной нагрузки на очистной забой производится на основании полученных значений производительности очистного механизированного комплекса по формуле

, (28)

Расчет сменной нагрузки на очистной забой производится по формуле:

, (28)

где Т_см - длительность рабочей смены, мин.

Среднесуточная нагрузка на очистной забой определяется по формуле:

, (29)

где п_см - число рабочих смен по добыче в сутки; К_м - коэффициент технической производительности КМЗ, зависящий от технологии крепления и способов охраны выработок выемочного участка; К_впс - коэффициент, учитывающий вязкопластичность добываемых углей; К_геол - поправочный коэффициент на осложняющие очистные работы горно-геологические факторы.

Коэффициент К_т принимается: 0,8 - при креплении штреков рамной крепью в качестве основной; 1,0 - при креплении штреков анкерной крепью.

Коэффициент К_впс принимает следующие значения: при весьма хрупких углях - 1,15; при хрупких углях - 1,0; при вязких углях - 0,85.

Для определения нагрузки, в том числе для вновь вводимого очистного забоя в нормальных условиях эксплуатации поправочный коэффициент К_геол принимается равным 1. В случае выявления осложняющих горно-геологических факторов (разрывных нарушений, труднообрушаемой кровли, обводненности и др.) в отрабатываемом очистном забое среднесуточная нагрузка корректируется с учетом поправочного коэффициента К_геол.

, (30)

где К_рн - поправочный коэффициент, учитывающий работу в зоне разрывного нарушения; - поправочный коэффициент, учитывающий работу очистного забоя в зоне пластового геологического нарушения (утонения, размыва пласта); К_пол - коэффициент, учитывающий выкладку костров в полостях непосредственной кровли, образующихся в зоне выемки над секциями крепи при неустойчивых кровлях; К_зат - коэффициент, учитывающий уменьшение скорости крепления очистного забоя в связи с затяжкой кровли, не допускающей обрушение неустойчивого слоя пород; К_обв - коэффициент, учитывающий обводненность очистного забоя, принимается в зависимости от вида притока воды, условий стока воды из очистного забоя и вынимаемой мощности пласта; - коэффициент, учитывающий работу лавы с труднообрушаемой основной кровлей.

Поправочный коэффициент К_рн на разрывные геологические нарушения определяется по формулам:

- для тонких пластов:

, (31)

- для пластов средней мощности:

, (32)

где а - амплитуда нарушения, м; - длина нарушения, м; - длина лавы, м.

Коэффициент К_т.кр определяется в зависимости от следующих параметров: h_н - мощность непосредственной кровли, м; Р - рабочее сопротивление крепи, т/м ; т_в - вынимаемая мощность пласта, м; σ_сж - прочность пород основной кровли на сжатие по данным шахты, МПа; К - коэффициент пересчета.

При отсутствии мероприятий по разупрочнению труднообрушаемой основной кровли поправочный коэффициент К_т.кр принимается по табл. 4 в зависимости от значений и .

Таблица 4. Поправочный коэффициент К_т.кр

	Класс крепи*	Значение Кт.кр в зависимости от
		1-0,9	0,89 - 0,6	0,59 и меньше
0	П О	0,6 0,75	0,5 0,65	0,4 0,5
0,01-0,59	П О	0,7 0,82	0,60 0,67	0,45 0,55
0,6-0,79	П, О	0,87	0,75	0,6
0,8-1,0	П, О	1	0,85	0,7

*Примечания: П - поддерживающе-оградительные крепи; О - оградительно-поддерживающие крепи.

Коэффициент пересчета К определяется по табл. 5.

Таблица 5. Коэффициент пересчета К.

Класс пород	Тип пород	К
средней обрушаемости	1. Аргиллиты толстослоистые, прочные среднеслоистые	1,2
	2. Алевролиты мелкозернистые прочные, песчаники среднеслоистые прочные.	1,0
	3. Песчаники мелкозернистые	1,01
	4. Известняки глинистые среднеслоистые	1,0
труднообру- шающиеся	1. Аргиллиты толстослоистые	1,2
	2. Алевролиты	1,0
	3. Алевролиты карбонатные	0,9
	4. Песчаники среднезернистые карбонатные	0,67
	5. Известняки доломитовые толстослоистые	0,67
весьма труднообруша- ющиеся	1. Аргиллиты монолитные	1,0
	2. Аргиллиты скварцованные	0,75
	3. Алевролиты скварцованные	0,75
	4. Песчаники скварцованные	0,6
	5. Известняки скварцованные	0,6

Поправочный коэффициент на пластовые геологические нарушения принимается К_пл = 1, при условии, что расчетное значение средневзвешенной сопротивляемости угля и горных пород резанию меньше указанной в тех­нических характеристиках очистного комбайна. Если, больше сопротивляемости резанию указанной в технических характеристиках очистного комбайна, то в данном расчете нагрузки не рассматривается, так как работа в зоне влияния геологического нарушения осуществляется по специальным мероприятиям.

Определение поправочного коэффициента К_пол на выкладку клетей в полостях пород непосредственной кровли над секциями крепи в зоне выемки производится по формуле:

, (33)

где S - величина обнаженной площади кровли в зоне выемки, м ; Т₀ - параметр, учитывающий потери рабочего времени на заделку полостей над секциями крепи.

Величина обнаженной площади кровли в зоне выемки зависит от габаритных размеров выемочного комбайна, шага задвижки крепи, отставания крепи от груди забоя и принимаемой технологией задвижки секций.

, (34)

где - длина очистного комбайна, м; - шаг задвижки секций, м; - отставание крепи от груди забоя, м.

Параметр Т₀ при необходимости определяется по графикам (раздел 4.4 [2]) в зависимости от мощности неустойчивого слоя над пластом h_сл, верхним пределом раздвижности крепи Н_кр, и вынимаемой мощностью пласта m_в.

Использование современной техники и технологий позволяет исключить выкладку клетей в полостях пород непосредственной кровли над секциями крепи в зоне выемки, следовательно для нормальных условий при планировании нагрузки на очистной забой поправочный коэффициент принимать К_пол = 1.

Коэффициент, учитывающий уменьшение скорости крепления лавы в связи с затяжкой кровли (K_зam), не допускающей обрушение неустойчивого слоя пород (пачки угля) применяется:

• при значительных дополнительных обнажениях кровли вследствие неработоспособности козырьков секций крепи или уходе груди забоя из-за интенсивного отжима пласта (при невозможности применения уступной схемы выемки);

• при мощности весьма неустойчивого слоя пород h_сл, существенно превышающего разность между высотой верхнего предела раздвижности крепи Н_кр и вынимаемой мощностью пласта т_в.

При планировании нагрузки на очистной забой в нормальных условиях коэффициент К_зат принимается = 1.

Коэффициент, учитывающий обводнённость очистного забоя, принимается по табл. 6 в зависимости от вида притока воды, условий стока воды из очистного забоя и вынимаемой мощности пласта.

Таблица 6. Коэффициент обводненности К_oбв.

Условия стока воды из очистного забоя или сопряжения его с нижней бортовой выработкой	Приток воды в очистной забой	Вынимаемая мощность пласта, м
		1,31-5,0	0,5-1,3
Благоприятные (при угле падения пласта более 5° и отсутствии водонепроницаемых целиков длиной более 4 м у нижней бортовой выработки)	капеж	0,95	0,91
	струи	0,89	0,85
Неблагоприятные (при угле падения пласта менее 5° - наличии мульд в лаве или на сопряжении; При любых углах падения наличие водонепроницаемых целиков длиной более 4 м у нижней бортовой выработки	капеж	0,87	0,83
	струи	0,81	0,77

Список рекомендованной литературы

для выполнения практической работы

1. Пучков Л.А., Жежелевский Ю.А. Подземная разработка месторождений полезных ископаемых. Т.1., Т.2. - М.: Горная книга.

2. Нагрузки на очистные забои действующих шахт при различных гор­но-геологических условиях и средствах механизации» - М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1996г.

3. Прогрессивные технологические схемы разработки пластов на угольных шахтах» - М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1979г.

3. О производительности комплексно-механизированных забоев, оснащаемых по инвестиционным проектам и договорам лизинга, Ю.А. Коровкин и др., Уголь 5-2001, С. 37-42.

4. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных произ­водственных объектов» от 21.07.97г. № 116-ФЗ.

5. Правила безопасности в угольных шахтах, ПБ 05-618-03.

6. Очистные комбайны. Справочник./ В.И. Морозов, В.И. Чуденков, Н.В. Сурина. – М.: Издательство МГГУ. – 2006 – 650 с.

7. Каталог-справочник «Горная техника», 2007-2013гг. – М.: Изд-во Литхер – Русланд.

8. Малкин А.С., Пучков Л.А., Саламатин А.Г., Еремеев В.М. Проектирование шахт: Учебник для вузов. М., Изд-во АГН, 2000. – 375 с.

9. Методические указания «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» (Процессы подземных горных работ в выемочном участке)/ Ю. А. Жежелевский, В. В. Мельник, Ю. Г. Анпилогов, Е.И. Сергеев, В. И. Лебедев, А.В. Федаш, М. А. Федорова. Изд-во МГГУ, 2010

10. Практикум по дисциплине «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых», Часть 4 (Процессы обеспечения горных работ) / Анпилогов Ю.Г., Лебедев В.И., Сергеев Е.И. – М.: МГГУ, 2005.

11. Горно-геологические и горнотехнические характеристики предприятия по добыче пластовых полезных ископаемых подземным способом. (Материалы производственной практики).

13