5 Кріплення і управління покрівлею в лаві

5.1 Вибір способу управління покрівлею в лаві

В наш час основним і самим розповсюдженим способом управління гірським тиском в лаві є повне обвалення порід покрівлі. Фактично всі комплекси з механізованим кріпленням працюють в поєднанні з цим способом. При цьому бажано, щоб крок обвалення покрівлі був близьким до кроку пересування секції механізованого кріплення, це збереже їх від перевантаження і деформацій.

Максимальний крок обвалення порід покрівлі може бути розрахованим формулою

(5.1)

де - межа міцності порід на згин, мПа;

М - потужність безпосередньої покрівлі, м;

- щільність порід безпосередньої покрівлі;

Виходячи із зазначеного вище, з урахуванням результатів розрахунків проектом приймаємо:

- спосіб управління покрівлею - повне обвалення;

- максимальний крок обвалення порід покрівлі – 2,8

5.2 Перевірочний розрахунок механізованого кріплення по опору навантаженню з боку порід покрівлі

Навантаження на кріплення, як правило, в режимі сталого посування лави,

створюється пачкою порід безпосередньої покрівлі, що відділилася від масиву. В

такому разі навантаження на 1 м² підтримуваної покрівлі визначиться

Q = M · γ_n = 12,3· 2,54 = 31,2 т/м² (5.2)

Відстані від грудей вибою до лінії обвалення порід покрівлі, без урахування консолі зависання порід і з урахуванням визначаться за формулами відповідно

(5.3)

(5.4)

де r - ширина захвата виконавчого органу комбайна, м;

а - величина, на яку відстає консольна частина механізованого кріплення

від грудей вибою, коли кріплення придвинуте до вибою, м;

l_k - довжина секції механізованого кріплення по перекриттю, м.

Навантаження на 1 м по довжині посадочного ряду лави, з урахуванням

консолі зависання, обчислюємо за формулою

(5.5)

Для секцій механізованого кріплення 2 КД 90 Т, що мають передній і задній ряди стояків, навантаження на передню і задню стійки обчислюємо за формулами відповідно

(5.6)

(5.7)

де в - відстань між переднім і заднім стояками секції механізованого кріплення, м;

а_м - крок розташування секцій механізованого кріплення по довжині лави, м;

п_сп - кількість передніх стояків секції механізованого кріплення шт.;

п_сз - кількість задніх стояків секції механізованого кріплення, шт.

Механізоване кріплення для лави прийняте вірно, якщо виконується умови

Q_тех ≥ Q; 87,4 > 31,2т/м² (5.8)

R_тех ≥ R; 340,2 > 135 т/м² (5.9)

R_1тех ≥R₁; 130 > 122 т (5.10)

R_2тех ≥R₂; 130 > 92,2 т (5.11)

де Q_тех – опір кріплення на 1 м² підтримуваної покрівлі із технічної

характеристики, т/м²;

R_тех - опір кріплення на 1 м по довжині лави із технічної характеристики,

т/м;

R_1тех, R_2тех – робочий опір передньої і задньої стійок механізованого

кріплення із технічної характеристики відповідно, т.

Необхідну кількість секцій механізованого кріплення на прийняту проектом довжину лави визначимо за формулою

(5.12)

Проектом приймаємо ціле число секцій в лаві в бік зменшення їх кількості. Це необхідно на випадок зменшення довжини лави в залежності від гірничо – геологічних умов. До цієї кількості входять і секції кінцевих комплектів механізованого кріплення для лави (Розділ 5.4). Остаточно приймаємо n_ск = 133 шт.

Таблиця 5.1 – Технічна характеристика кріплення 2КД90Т

Показники	Одиниця виміру	Значення
Опір кріплення на 1м2 покрівлі	т/м2	84,7 - 87,4
Опір кріплення на 1 м	т/м	329,7 – 340,2
Робочий опір стояка	т	130
Робочий опір секції	т	494,5 – 510,3
Коефіцієнт затяжки покрівлі	-	0,9
Крок пересування секцій	м	0,63 ; 0,8
Крок розташування секцій	м	1,5
Габарити секції кріплення	-	-
- мінімальна - максимальна висота	м	0,75 – 1,41
- ширина по перекриттю	м	1,4
- довжина по перекриттю	м	3,545

5.3 Перевірочний розрахунок механізованого кріплення на відповідність виїмкової потужності пласта

Відстані від грудей очисного вибою до заднього ряду стояків механізованого кріплення 2КД90Т, при найбільшому їх віддаленні, обчислюємо за формулою

l_з = r + a + l_кз = 0,63 + 0,2 + 3,33 = 4,16м. (5.13)

де l_кз – довжина секції механізованого кріплення по перекриттю до заднього ряду стояків, м.

Відстань від грудей вибою до переднього ряду стояків механізованого кріплення, при найменшому їх віддаленні, обчислюємо за формулою

l_n = a + l_кп = 0,2 + 2,018 = 2,2м (5.14)

де l_кп – довжина консольної частини секції механізованого кріплення до переднього ряду стояків, м.

Прогин покрівлі біля заднього і переднього ряду стояків обчислюємо за формулами відповідно

h_з = а_пр ∙ m_min ∙ l_з = 0,025 ∙ 1,22 ∙ 4,16 = 0,13 м (5.15)

h_n = а_пр ∙ m_max ∙ l_n = 0,025 ∙ 1,44 ∙ 2,2 = 0,08 м (5.16)

де а_пр – коефіцієнт прогину покрівлі;

m_min – мінімальна потужність пласта в межах дільниці, що розглядається, м;

m_max – максимальна потужність пласта в межах дільниці, що розглядається,

м.

Необхідну мінімальну і максимальну висоту механізованого кріплення обчислюється за формулами відповідно

H_min = m_min – h_з - ɵ = 1,22 – 0,13 – 0.04 = 1,05 м (5.17)

H_mаx = m_max – h_п = 1,44 – 0,08 – 0.04 = 1,36 м (5.18)

де ɵ - запас розсувності стійок секції, м.

Механізоване кріплення 2КД90Т не буде на "жорстко" , коли потужність пласта досягне свого мінімального значення і не втратить контакт з породами покрівлі, коли, потужність пласта досягне свого максимального значення тому, що необхідні умови виконуються

H_min.тех ≤ H_min; 0,75 < 1,05 м (5.19)

H_mаx.тех ≥ H_mаx 1,41 > 1,36 м (5.20)

де H_min.тех – мінімальна висота механізованого кріплення із технічної

характеристики, м;

H_mаx.тех – максимальна висота механізованого кріплення із технічної

характеристики, м.

5.4 Кріплення ніш та сполучень

Питання кріплення ніш не розглядається тому, що ніші на кінцевих ділянках

лави даним проектом не передбачені

Зі збільшенням глибини гірничих робіт, а також при наявності нестійкої покрівлі і підошви схильної до здимання хідники пройдені до початку очисних робіт, підвладні значній конвергенції. Для того, щоб максимально знизити негативні явища на кінцевих ділянках лави і сполученнях, проектом передбачаємо використання:

• кінцевих секцій механізованого кріплення 1КК , по 2 секції на обох кінцях лави;

• механізованого кріплення сполучення лави з конвеєрним хідником і вентиляційним хідником – УКС;

• випереджаючого підсилюючого кріплення – гідравлічні стояки 2ГВС-16 під відрізки СВП – 33 довжиною 4 м, випередження грудей очисного вибою 45м.

Таблиця 5.2 – Технічна характеристика кріплення сполучення УКС

Показники	Одиниця виміру	Значення
1. Форма кріплення виробки	люба
2. Поперечний переріз виробки	м2	≥ 7
3. Опір підошви втисканню	мПа	≥2
4. Можливе використання на шахтах таких категорій по газу і пилу	любих
5. Опір кріплення, секції	т	304; 152
6. Крок пересування: - секції	м	3,2
- столу розпірного	м	0,8; 0,63
7. Габаритні розміри : - довжина	м	7,28
- ширина	м	1,1
- висота	м	1,87 – 3,87
8. Маса	м	12