Глава 7

Рис. 7.23. Расчетная схема для определения усилий в гидростойках и рычагах четырехзвенника

Расчет устойчивости по простиранию пласта секции крепи под горным давлением рас­смотрен выше (см. рис. 7.22). Устойчивость секции крепи считается обеспеченной, если равно­действующая проходит не ближе 1/8 от края основания.

Секция крепи проверяется на устойчивость против опрокидывания при передвижении по простиранию пласта как при наличии остаточного подпора в гидростойках, так и без него Так как у всех современных крепей h\ значительно больше кг (рис. 7.24), наибольшую часть нагрузки от Q_c воспримет сила трения Fi по почве пласта. Принимая во внимание это замеча­ние, можно пренебречь силой трения F\ на контакте перекрытия с породой кровли, что пойдет только в запас устойчивости секции крепи. Таким образом, коэффициент запаса устойчивости крепи от опрокидывания ее на забой (точка А_ч см. рис. 7.24)

F₂(h^h₂ ) + Gl_Q п = — - - —> 1,1 1,3, (7.18)

а коэффициент запаса устойчивости от опрокидывания ее на завал (точка В)

F^hi+h, )~Gq₀

п=— ■ — — >1,1...1,3, (7.19)

243

Глава 7

где 2с - усилие передвижки крепи Q_c = V F_x. ;

F/ - сила сопротивления передвижению одной секции (от веса, остаточного подпора гидростоек, частичного зажатия секции между неровностями кровли и почвы пла­ста, реакции направляющих устройств и др.);

G - сила тяжести секции крепи.

Рис. 7.24. Расчетная схема сил при передвижении секции крепи с остаточным подпором

Коэффициент запаса устойчивости секции крепи против бокового опрокидывания при ее передвижке без остаточного подпора гидростоек и отсутствии удерживающих устройств

(рис.7.25, а)

G a ₀ cos a

п = — ;—>1,1-1,3, (7.20)

G А_цт sin a

где а ₀ - координата точки поворота, зависящая от упругости почвы; -

h _цт - координата центра тяжести секции крепи при максимальной раздвижности гидростоек

Коэффициент запаса устойчивости секции к сползанию при передвижке с остаточным подпором и наличии удерживающих устройств определяется из выражения (рис. 7.25, б)

f_{Gcosa+R,( f_x +f, ) + R₃f₃

n = — "^{XJl J2} — >1,L..1A (7.21)

G sin a

где /,,/₂,/₃ - соответственно коэффициенты трения основания о почву, перекрытия о кровлю и удерживающего устройства об основание крепи; R₂ - реакция кровли при передвижке секции с остаточным подпором;

J?₃ - нормальная реакция на основание крепи со стороны удерживающего устройства. 244

Глава 7

Рис. 7.25. Расчетная схема для определения боковой устойчивости секции крепи: а - в свободном состоянии; б - при передвижке с остаточным отпором; в - при сдвижении пород кровли

Коэффициент запаса устойчивости к боковому опрокидыванию при сдвижении пород кровли (рис. 7.25, в)

(R+G)a cos a+RJa + b) + R f, H cos a

n = - — ³~ ^ > 1Д... 1,3 , (7.22)

(Gh_nr + RH) sin a

где Н - мощность пласта;

a - расстояние от линии действия усилий R cos a и G cos a до точки, относительно

которой вероятно опрокидывание секции крепи;

Ъ - расстояние от линии действия усилия R₃ до середины основания секции.

Усилие гидродомкрата, необходимое для передвижения забойного конвейера, опреде­ляется по выражению

Q_K=(G_l+G₂)fL, (7.23)

где G₁ - сила тяжести 1 м конвейерного става;

G ₂- сила тяжести угля на 1 м забойного конвейера;

f = 0,7 - коэффициент трения става конвейера по почве пласта;

L - длина участка забойного конвейера, приходящаяся на один домкрат передвижения.

Для расчета на прочность металлоконструкций перекрытий, оснований и ограждений механизированной крепи необходимо знать внешние нагрузки, действующие на эти элементы. Фактические условия нагружения металлоконструкций секции крепи зависят от конструкции этих элементов, горно-геологических и горнотехнических условий эксплуатации крепи (харак­тер проявления горного давления, физико-механические свойства боковых пород, скорость подвигания забоя и др.) и изменяются стохастически. Многообразие факторов, влияющих на нагруженность элементов секции крепи, и их случайный характер изменения существенно за­трудняют выбор схем нагружения.

245