Рациональная отработка пласта k5 в условиях ГХК шахта Краснолиманская

1. сплошная;

2. столбовая;

3. комбинированная.

Сплошная система разработки предполагает одновременное ведение

очистных и подготовительных работ в выемочном поле или этаже. При этом

очистной забой и забои откаточного (конвейерного) и вентиляционного

штреков, оконтуривающих выемочное поле или этаж движутся в одном

направлении. Схему сплошной системы разработки смотри на рисунке №4.

[pic]

Рисунок 4 – Схема сплошной системы разработки

Достоинствами сплошной системы разработки являются быстрый ввод

очистных забоев в эксплуатацию, возможность размещения породы, получаемой

при проведении штреков в выработанном пространстве, сравнительно невысокая

трудоемкость проведения штреков. Недостатки сплошной системы разработки –

сложность совмещения подготовительных и очистных работ в одном выемочном

столбе или поле, повышенные нагрузки на крепь подготавливающих выработок в

зонах активного опорного давления, невозможность доразведки пласта при

подготовке выемочных столбов или полей, большая утечка воздуха через

выработанное пространство, что требует установки бутовых полос.

Столбовая система разработки предполагает разделение в пространстве и

во времени очистных и подготовительных работ. При столбовой системе

разработки все подготавливающие выработки в выемочном поле проводят до

начала очистной выемки.

Столбовая система позволяет отрабатывать подготовленный столб в

обратном порядке – от границ этажа (яруса) к центру шахтного поля (панели),

что позволяет погашать часть выработок. Схема столбовой системы разработки

приведена на рисунке №5.

[pic]

Рисунок 5 – Столбовая система разработки

Очистные забои при столбовой системе на пологих и наклонных пластах

имеют прямолинейную форму, на крутых – прямолинейную и потолкоуступную. Они

могут подвигаться по простиранию, падению, восстанию, или диагонально к

линии простирания пласта.

Основным способом управления горным давлением в лаве при столбовой

системе является полное обрушение, реже используют полную закладку

выработанного пространства. При отработке тонких крутых пластов применяют

также удержание кровли на кострах или плавное опускание.

К общим достоинствам столбовой системы относят: проведение выемочных

выработок в массиве, не подверженном непосредственному влиянию очистных

работ, и в соответствии с этим большая их устойчивость; разделение в

пространстве и времени подготовительных и очистных работ в выемочном поле;

получение дополнительной информации о горно-геологических условиях

залегания пласта при подготовке запасов к выемке; возможность погашения

выемочных выработок по мере подвигания очистных забоев.

Недостатками столбовой системы разработки являются: большой объем

проведения выработок до начала очистных работ; сложность проветривания

длинных (до 1500 м) выемочных выработок при их проведении, особенно на

высокогазоносных пластах; необходимость поддержания длинных выемочных

выработок как в период их проведения, так и во время ведения очистных

работ.

Для подготовки лавы в эксплуатацию по столбовой системе разработки

необходимо пройти 4-й северный конвейерный штрек длинной L=1380 м [по

заданию] и 4-й северный вентиляционный штрек такой же длины. Эти выработки

будут проводиться двумя проходческими бригадами одновременно по 310 метров

в месяц [из опыта ш. Краснолиманская]. Следовательно, эти выработки будут

пройдены за 5 месяцев. Затем необходимо нарезать лаву. По опыту работы

шахты, эта процедура займет 1,5 месяца. Дальнейший монтаж комплекса и

оборудования займет также 1,5 месяца [из опыта работы]. Следовательно, на

подготовку и ввод лавы в эксплуатацию потребуется затратить, в общей

сложности, 8 месяцев.

Исходя из всего выше сказанного, буду применять в проекте столбовую

систему разработки.

2.5 Выбор технологии и оборудования

2.5.1 Выбор технологической схемы и механизации очистных работ

Выемку угля в лаве можно производить:

а) отбойными молотками;

б) широкозахватными комбайнами;

в) узкозахватными комбайнами;

г) струговыми установками;

д) бурошнековыми установками.

Лаву можно крепить:

а) деревянными стойками;

б) гидравлическими стойками;

в) механизированной крепью.

Доставку угля по лаве можно производить скребковыми конвейерами.

Учитывая прогрессивные технологические схемы, предлагаю в лаве

использовать механизированный комплекс с узкозахватным комбайном.

Предлагаю следующую технологию выемки угля. Комбайн работает по

челноковой схеме. Вслед за проходом комбайна осуществляется передвижка

секций крепи и задвижка конвейерного става. На концевых участках, учитывая

технологические возможности комбайна и вынос головок конвейера на штреки,

ниши не предусматриваю.

Учитывая предложенную технологию, а мощность пласта m=1,3 м, угол

падения пласта ?=16° предлагаю использовать в лаве механизированный

комплекс МКД90. Горнотехнические условия применения комплекса МКД90 свожу в

таблицу №6. Данный комплекс производится серийно Дружковским

машиностроительным заводом и предназначен для комплексной механизации

очистных работ на пластах средней мощности и мощных. Агрегаты и

оборудование, входящие в комплект поставки механизированного комплекса

свожу в таблицу №7.

Высоконадежный очистной комплекс МКД90 предназначен для механизации

процессов выемки угля, крепления и управления кровлей полным обрушением в

очистных забоях пологих пластов мощностью 0,8-2,0 м с самыми сложными горно-

геологическими условиями.

Комплексы могут комплектоваться всеми серийно выпускаемыми и

перспективными моделями очистных комбайнов, струговых установок и

скребковых конвейеров.

В комплексе обеспечена техническая последовательность операций по

добыче угля; кинематические связи позволяют машинам и оборудованию работать

фактически как единый агрегат. Базой всех машин и оборудования,

расположенных в лаве, служит став скребкового конвейера.

Таблица 6 – Горнотехнические условия применения механизированного комплекса

МКД90

|Система разработки |столбовая |

|Мощность обслуживаемых пластов, м |0,8-2,0 |

|Угол падения пласта, градус | |

|при подвигании лавы по простиранию |?35 |

|то же, по падению или восстанию |?15 |

|Характеристика кровли: | |

|Непосредственной |неустойчивая |

|Основной |кроме труднообрушаемой |

|Способ управления кровлей |полное обрушение |

|Длина выемочного поля, не менее м |900 |

|Форма прилегающих к лаве штреков |трапециевидная или арочная с |

| |нижней подрывкой не менее 0,8 |

| |м |

|Ширина захвата, м |0,8;0,63 |

|Минимальное проходное сечение для воздуха в |2,2 |

|забое, м2 | |

Таблица 7 – Комплект поставки комплекса МКД90

| |1МКД90 |2МКД90 |3МКД90 |2МКД90Т |3МКД90Т |

|Механизированная крепь |1КД90 |2КД90 |3КД90 |2КД90Т |№КД90Т |

|Узкозахватный комбайн |КА-80 |РКУ10 |РКУ13 |РКУ10 |РКУ13 |

| |КА-90 | |2ГШ68Б | |2ГШ68Б |

| |1К103М | |ГШ500 | |ГШ500 |

|Скребковый конвейер |СПЦ162 |СПЦ163 |СПЦ273 |СПЦ163 |СП-273 |

| |СПЦ163 | | | | |

|Крепь сопряжения |КСШ5К, СО75С,Т6М |

|Насосные станции |СНУ5, СНТ32 |

|Кабелеукладчик |КЦ-170, КЦН-200 |

|Производительность, не менее |1000 |1200 |1500 |1400 |1700 |

|т/сут | | | | | |

2.5.2 Выбор комбайна и расчет производительности

Переломным этапом в угледобывающей промышленности явилось создание

комбинированной углевыемочной машины – очистного комбайна, применение

которого позволило одновременно механизировать в очистном забое три

процесса: зарубку, отбойку и погрузку угля на призабойный конвейер. Эта

задача для длинных очистных забоев лав впервые была успешно решена в Союзе

Советских Социалистических Республик. В последующие годы проводилось

дальнейшее совершенствование угледобывающей техники. Наращивалась

энерговооруженность комбайнов, совершенствовались технологии. Применение

комбайнов с разнесенными шнеками позволило отказаться от такой трудоемкой

операции как взятие ниш.

На данный момент отечественная промышленность выпускает различные

типы комбайнов. Их различие состоит в условии их применения: для пластов с

различной мощностью и различными углами залегания.

Согласно выбранному комплексу, учитывая мощность пласта m=1,3 м

предлагаю использовать в лаве комбайн РКУ10. Техническую характеристику

комбайна привожу в таблице №8.

Таблица 8 – Техническая характеристика комбайна РКУ10

|Исполнительный орган: | |

|пределы регулирования по высоте, м |1 – 1,82 |

|величина опускания ниже опорной поверхности конвейера, |?80 |

|мм |шнековый |

|тип |2 |

|число шнеков |0,63 |

|ширина захвата, м |1000 |

|диаметр шнеков, мм | |

|Механизм подачи: | |

|тип |гидравлический БСП|

|скорость подачи, м/мин | |

|тяговое усилие, кН |(5/10 |

| |250/125 |

|Электродвигатель комбайна: | |

|тип |ЭКВЭ-4-200 |

|число |1 |

|мощность, кВт |200 |

|напряжение, В |660, 1140 |

|Габариты комбайна, мм: | |

|длина корпуса |6950 |

|ширина корпуса |915 |

|высота корпуса от почвы в зоне крепи |800 |

|Масса, кг |17000 |

Очистные узкозахватные комбайны РКУ10 предназначены для выемки угля в

очистных забоях пластов мощностью 1-1,82 м, с углом падения до 35 градусов

по простиранию и до 10 градусов по падению, при сопротивляемости угля

резанию до 300 кН/м.

Применяются в механизированных комплексах 2КМ87, 2КМТ, 2МКД90,

2МКД90Т и другими, оборудованных конвейерами СП87М, СПЦ163, СПЦ273 с рейкой

3БСП или 2УКПК бесцепной системы подачи.

Комбайн оснащен исполнительным органом, состоящим из двух шнеков,

закрепленных на выводных валах поворотных редукторов; регулировка по

мощности и гипсометрии пласта производится с помощью гидродомкратов. Шнеки

симметрично расположены по концам корпуса машины, что обеспечивает работу в

лаве без предварительной подготовки ниш при условии размещения приводных

головок конвейера на штреках. Внедрение комбайна в пласт на концевых

участках лавы в основном производится косыми заездами, (конструктивная

компоновка комбайна позволяет применять также и фронтальную зарубку).

Комбайны оснащены двумя бесцепными механизмами подачи с гидроприводом

на базе аксиально-поршневого насоса РНАСМ-125/320 с регулируемой подачей и

гидромотора РМНА-125/320.

Механизмы подачи оснащены фрикционными тормозными устройствами,

осуществляющие удержание комбайна на конвейер в аварийных ситуациях.

Наличие двух механизмов подачи и тормозных устройств позволяет

работать на пластах с углами падения свыше 9 градусов без применения

предохранительной лебедки.

Для пылеподавления комбайн оборудован системой орошения, в которую

входят насосная установка 1УНЦС-13 и забойный водовод ВЗН-32. Имеется

внутреннее орошение с подачей воды через валы шнеков непосредственно к

резцам в зону разрушения угля и внешнее с подачей воды в зоны

распространения пыли.

Комбайны РКУ10 серийно изготавливаются Горловским машиностроительным

заводом.

2.5.2.1 Определение теоретической производительности комбайна

Теоретическую производительность комбайна определяем по формуле в

тоннах на минуту

Qт=тв ( r ( ?у ( Vр,

где тв – вынимаемая мощность пласта, м; тв=1,3;

r – ширина захвата комбайна, м; r=0,63;

?у – плотность угля в массиве, т/м3; ?у=1,3;

Vр – рабочая скорость комбайна, определяю по формуле в метрах на

минуту

[pic],

Pуст - устойчивая мощность двигателей выемочной

машины, кВт; Pуст=200 [таблица №8];

Нw - удельные энергозатраты выемки угля, кВт(ч/т;

Нw=1,0 [5,рис.11].

[pic]

[pic]Qт=1,3(0,63(1,3(3,13=3,33

2.5.2.2 Определение сменной производительности комбайна

Сменную производительность комбайна определяю по формуле в тоннах на

смену

Qсм=60(Qт(kм(Tсм,

где kм – коэффициент машинного времени, характеризует

продолжительность работы комбайна по выемке угля

kм=0,47 [2, стр. 148];

Tсм - продолжительность смены по выемке угля, час; Tсм=6

Qсм=60(3,33(0,47(6=563,44

2.5.2.3 Определение комбайновой суточной нагрузки на очистной забой

Комбайновую суточную нагрузку на очистной забой определяю по формуле

в тоннах на сутки

Асут=Дсм(псм(kсу(kуп,

где Дсм - сменная нагрузка на забой по производительности

комбайна, определяю по формуле в тоннах на смену

Дсм=Qсм(Сиз,

Сиз –коэффициент извлечения угля в процессе выемки;

Сиз=0,95 [данные ш. Краснолиманская];

псм – число смен по добыче угля в сутки; псм=3;

ксу – коэффициент, учитывающий сложность условий выемки

(геологические нарушения, изменения мощности пласта и

т.д.); kсу=0,95 [5, стр.6];

kуп - коэффициент, учитывающий угол падения пласта; kуп=0,92[5,

стр.6].

Дсм=563,44(095=535,27

Асут=535,27(3(0,95(0,92=1403,48

2.5.2.4 Проверка максимальной суточной добычи по газовому фактору

В шахтах опасных по метану, чем больше добывается угля, тем больше

выделяется метана. По ПБ требуется, чтобы в исходящей струе участка было

метана не более 1%. Чтобы концентрация CH4 не поднималась, на практике

добавляют расход воздуха в лаву. При этом растет скорость воздуха в лаве.

Но по ПБ скорость воздуха в лаве не должна превышать 4 м/с. Исходя из этих

соображений определяется или проверяется, сколько угля можно добыть в сутки

по газовому фактору в лаве.

Максимально допустимая нагрузка на очистной забой определяется по

формуле в тоннах на смену

[pic],

где Ар - расчетная нагрузка на забой по технической способности

комбайна, т/сут; Ар=1403,48

Iуч - абсолютная газообильность участка, м3/т; Iуч=9,5;

Qр - максимальный расход воздуха для проветривания участка

определяется по формуле в метрах кубических на минуту

Qр=60(Sоч.min(Vmax(kо.з.

Sоч.min - минимальное поперечное сечение лавы, м2; Sоч.min=2,5

[5; таб.4];

Vmax - максимальная допустимая скорость воздуха в

лаве, м/с; Vmax=4[по ПБ];

kо.з - коэффициент, учитывающий утечку воздуха по

выработанному пространству призабойной части лавы;

kо.з=1,25 [5, таб.2];

С - допустимая концентрация метана в исходящей струе лавы;

С=1% [по ПБ];

С0 - концентрация метана в поступающей струе; С0=0,1 [данные ш.

Краснолиманская]

Qр=60(2,5(4(1,25=750

[pic]

Полученный результат Аmax меньше суточной добычи комбайна, поэтому к

дальнейшим расчетам принимаю Асут=1362,74 тонны.

2.5.3 Выбор средств доставки угля по лаве

Доставку угля по лаве предлагаю производить при помощи скребкового

конвейера. Из числа предлагаемых для эксплуатации в составе

механизированного комплекса МКД90 конвейеров [смотри таб. 7], выбираю

конвейер СПЦ163. Его технические характеристики привожу в таблице №9.

Проверку производительности конвейера произвожу методом расчета

производительности конвейера для данных условий и сравнения с паспортными

данными.

Производительность конвейера нахожу по формуле в тоннах на час

Qк= 60(Vр(r(mв(?у(Cиз(kр,

где kр – коэффициент резерва производительности;

kр=1,1(1,5 [5, стр.7]; принимаю kр=1,13;

Qк=60(3,13(0,63(1,3(1,3(0,95(1,13=214,65

Сравнивая полученное значение с паспортным, равным 400 т/час, прихожу

к выводу, что данный конвейер подходит к эксплуатации в данных условиях.

Таблица 9 – Техническая характеристика конвейера СПЦ163

|Параметры |Значение |

|Производительность, т/час |400 |

|Длина конвейера, м |220 |

|Электродвигатель | |

|мощность, кВт |110 |

|количество двигателей |2 |

|Скорость движения цепи, м/сек |1 |

|Длина рештака, мм |1500 |

|Шаг скребков, мм |920 |

2.5.4 Выбор способа управления кровлей

Управление кровлей – совокупность мероприятий по регулированию

проявлений горного давления в рабочем пространстве очистного забоя и

прилегающих к нему подготовительных выработок с целью обеспечения

безопасности и необходимых производственных условий. Эти мероприятия

сводятся к правильному выбору крепи горных выработок, предупреждению

массовых обрушений пород, горных ударов и внезапных выбросов угля и газа.

В зависимости от строения, свойства боковых пород, характера

проявления горного давления и осуществления мероприятий по регулированию

горного давления в угольных шахтах применяют шесть способов управления

горным давлением: полное обрушение, плавное опускание, частичная закладка,

частичное обрушение, удержание на кострах и полная закладка.

Наиболее распространенный способ управления кровлей – полное

обрушение. Этот способ является самым экономичным, отличается малой

трудоемкостью, высокой производительностью и позволяет полностью

механизировать работы по управлению кровлей.

Назначение способа – предупредить или ослабить интенсивное обрушение

основной кровли, уменьшить опускание толщи вышележащих пород путем

заполнения выработанного пространства разрушенными породами

непосредственной кровли.

Сущность способа в том, что по мере подвигания очистного забоя и

увеличения консоли непосредственной кровли производят ее периодическое

обрушение (посадку) за пределами призабойного пространства на величину шага

самопроизвольного обрушения непосредственной кровли. Величина шага зависит

от устойчивости пород и принимается кратной ширине вынимаемой в лаве полосы

угля (захвату комбайна).

Управление кровлей полным обрушением применяют в породах 1 и 2

классов по классификации ВУГИ; 1-3 классов – по классификации ДонУГИ, т.е.

когда в непосредственной кровле залегают породы, склонные к обрушению после

удаления крепи.

При применении деревянной крепи в лаве мощность легкообрушающихся

пород должна быть не менее 6-8-кратной мощности пласта (1 класс по

классификации ВУГИ). В этих условиях непосредственная кровля, обрушаясь,

разрыхляется и увеличивается в объеме в 1,15-1,3 раза, заполняет

выработанное пространство. Основная кровля прогибается без вторичных осадок

и опирается на обрушенные породы непосредственной кровли.

При применении металлической крепи, обладающей большей несущей

способностью, полное обрушение можно применять при мощности

непосредственной кровли меньше 6-8-кратной мощности пласта, а также в

породах средне- и труднообрушающихся при наличии вторичных осадок основной

кровли.

Для предупреждения обрушения не только основной, но и

непосредственной кровли, применяется способ управления кровлей частичной

закладкой.

Сущность способа состоит в том, что выработанное пространство

частично заполняется породой в виде полос, на которые опирается

непосредственная кровля. По мере уплотнения породы в полосах кровля

прогибается без обрушения вблизи призабойного пространства. Частичную

закладку применяют при пологом и наклонном залеганиях в породах 4 класса по

классификации ДонУГИ, т.е. когда в непосредственной кровле залегают мощные

монолитные и труднообрушающиеся породы или когда над пластом залегает

основная кровля при мощности пластов не более 1,5 м.

Управление кровлей частичным обрушением. Назначение способа – не

допустить интенсивных вторичных осадок основной кровли. Сущность способа в

том, что, как и при частичной закладке, выработанное пространство за

пределами призабойного частично заполняется породой в виде полос по

простиранию, в остальной части выработанного пространства непосредственная

кровля обрушается. Основная кровля при этом не обрушается, а опирается

через необрушенные участки непосредственной кровли на бутовые полосы.

Применяют частичное обрушение редко, в породах 2 класса по

классификации ВУГИ, когда в непосредственной кровле залегают

легкообрушающиеся породы мощностью менее 6-кратной мощности пласта угля при

деревянной крепи и менее 3-4-кратной мощности при индивидуальной

металлической крепи.

В породах 5 класса по классификации ДонУГИ, т.е. когда в

непосредственно над пластом залегают породы, способные плавно опускаться

без видимых нарушений или с местными нарушениями без потери связи между

отдельными частями кровли, при мощности пласта до 1-1,2 м и при наличии в

почве пучащих пород, применяют способ плавного опускания кровли.

Сущность способа состоит в том, что, применяя податливую призабойную

и специальную (ограждающую призабойное пространство) крепи, обеспечивают

плавный прогиб и опускание кровли на почву без нарушения ее сплошности.

Удержание пород на кострах применяют на тонких крутонаклонных и

крутых пластах в породах различных классов. Сущность способа состоит в том,

что по мере подвигания очистного забоя выкладываются деревянные костры.

Этот способ характеризуется высокой трудоемкостью и большим расходом

леса. Применение этого способа сокращается.

Учитывая, что в кровле пласта проектируемой лавы залегают породы,

склонные к обрушению, мощность непосредственной кровли 9,2 метра, что

более, чем в 6 раз превосходит мощность пласта, принимаю в проекте способ

управления кровлей – полное обрушение.

2.5.5 Выбор типа механизированной крепи

При выемке полезного ископаемого обнаженные вмещающие породы теряют

устойчивость и могут обрушаться. Для создания безопасных условий труда и

эксплуатации горного оборудования выемка угля сопровождается креплением

очистного забоя – процессом установки поддерживающих кровлю (а также почву)

конструкций. Сами поддерживающие конструкции называют крепью очистного

забоя.

К крепям очистных забоев предъявляются следующие основные требования.

Они должны иметь необходимую прочность, т.е. выдерживать без разрушения

заданные нагрузки, обладать устойчивостью, т.е. сохранять заданное

положение в пространстве, обладать жесткостью, т.е. не допускать

деформаций, превышающие установленные для данных условий. Кроме того, крепь

должна позволять человеку эффективно работать в очистной выработке, быть

безопасной, надежной, долговечной и экономичной.

Применяют следующие виды крепи очистного забоя: индивидуальную

(призабойную и посадочную) и механизированную (секционную, комплектную и

агрегатную). Секционную крепь по числу опорных стоек разделяют на

одностоечную, рамную и кустовую. По материалу индивидуальные крепи бывают

металлическими и деревянными, механизированные – только металлическими.

Так как в проекте предусматриваю применение механизированного

комплекса МКД90, в состав которого входит механизированная крепь КД90, то

лаву предлагаю крепить этой крепью. Технические характеристики данной крепи

привожу в таблице №10.

Крепь КД90 состоит из секций оградительно-поддерживающего типа,

электро- и гидрооборудования и штрекового оборудования. Секции крепи

шарнирно соединены с навесным оборудованием конвейера, которое обеспечивает

их установку перпендикулярно рештаку в конце хода передвижки. Каждая секция

выполняет функцию забойной и посадочной и передвигается вслед за проходом

комбайна.

Таблица 10 – Технические характеристики механизированной крепи МКД90

| |1МКД90 |2МКД90 |3МКД90 |2МКД90Т|3МКД90Т|

|Вынимаемая мощность пласта, м |0,8-1,2|1,1-1,5|1,35-2,|1,1-1,5|1,35-2,|

| |5 | |0 | |0 |

|Шаг передвижки секций, м |800 |630 |630 |630 |630 |

|Удельное сопротивление крепи, кН | | | | | |

|на 1м2 поддерживаемой кровли: |430 |500 |550 |800 |800 |

|Коэффициент гидравлической |1,9 |2,0 |2,0 |1,95 |1,95 |

|раздвижности | | | | | |

|Коэффициент начального распора |0,8 |0,8 |0,8 |0,7 |0,7 |

|Сопротивление, кН | | | | | |

|одной секции |2800 |3000 |3200 |4000 |4200 |

|на 1 м длины лавы |1700 |2000 |2200 |3000 |3200 |

|Удельное сопротивление на конце | | | | | |

|передней консоли перекрытия, кН/м|90 |90 |90 |140 |140 |

|Подпор при передвижке секции, |10 |10 |10 |15 |15 |

|кН/м2 | | | | | |

|Максимальное рабочее давление в | | | | | |

|напорной магистрали, МПа |32 |32 |32 |32 |32 |

|Шаг расстановки секции крепи, м |1,5 |1,5 |1,5 |1,5 |1,5 |

|Коэффициент затяжки кровли |0,9 |0,9 |0,9 |0,9 |0,9 |

|Высота секции крепи, мм | | | | | |

|минимальная |560 |710 |1000 |710 |1000 |

|максимальная |1160 |1420 |2000 |1420 |2000 |

|Габариты секций крепи, мм | | | | | |

|ширина по оградительному |1,5 |1,5 |1,5 |1,5 |1,5 |

|перекрытию |4,1 |3,542 |3,542 |3,542 |3,542 |

|длина | | | | | |

|Масса крепи на 1 м по длине лавы,|7200 |7190 |7190 |7190 |7190 |

|кг | | | | | |

Основные особенности крепи КД90:

- высокий уровень унификации по типоразмерам (до 90%) основных

элементов: оснований, консолей, перекрытий, механизмов передвижения и

подъема носка основания, систем управления, что существенно упрощает

производство и обслуживание крепей;

- надежность работы благодаря: опережающему прижатию консолей к

кровле непосредственно стойками без дополнительных цилиндров; передвижению

крепи с подъемом носка основания; наличию четырехзвенного механизма связи

перекрытия с основанием, что обеспечивает разгрузку стоек от боковых

нагрузок и постоянство размеров от конца консолей до забоя. Особой

прочностью отличается перекрытие крепи благодаря отсутствию в нем

коробчатых сечений и внутренних сварных швов;

- безопасность труда за счет применения гидравлически управляемых

боковых щитов вдоль консолей, основного и оградительного перекрытий.

Системы управления крепью существенно улучшены за счет применения

модульных гидрораспределителей, стоечных блоков, установленных

непосредственно на стойках, и верхней гидроразведки.

Козырек секции опирается на выдвижную балку, встроенную в

оградительное перекрытие.

Оградительное перекрытие с забойной стороны опирается на две

гидростойки одинарной раздвижности, а со стороны выработанного пространства

шарнирно соединено с кронштейном основания. При раздвижке перекрытие

поворачивается относительно основания и его забойная часть, описывая дугу,

удаляется от забоя. Для сохранения постоянного расстояния от забойной

кромки козырька до забоя применен механизм компенсации, состоящий из двух

рычагов, траверсы и выдвижной балки, который выталкивает из полости

перекрытия или втягивает в нее выдвижную балку вместе с навешенным на нее

козырьком. Этим обеспечивается практически постоянная величина зазора между

кромкой козырька и забоем.

Для закрытия зазоров между соседними оградительными перекрытиями и

выравнивания секции при ее боковом наклоне служит боковой борт на одной

стороне каждой секции, управляемый гидравлическим домкратом, вмонтированным

в корпус перекрытия.

Гидростойки секции могут быть установлены в двух положениях: ближе к

конвейеру, при котором в исходном положении комплекса крепь подтянута к

конвейеру, и ближе к завальной стороне, когда в исходном положении

комплекса крепь располагается по оттянутой схеме. В последнем случае

обеспечивается удобство управления комбайном из бесстоечного пространства,

однако уменьшается сопротивление крепи по поддержанию кровли.

Передвижка крепи производится одним гидродомкратом, посредством

которого передвигается и забойный конвейер.

Комплекс 1УКП производится серийно на Дружковском машиностроительном

заводе имени 50-летия Советской Украины.

В качестве четырех первых и последних секций крепи предлагаю

использовать концевые комплекты 2КК.

Концевые секции с обратными консолями предназначены для механизации

процессов поддержания кровли, передвижки конвейера, создания безопасных

условия для обслуживающего персонала, при отработке пологих пластов в

составе механизированного комплекса.

В зависимости от мощности вынимаемых пластов применяются концевые

секции второго или третьего типоразмеров. Концевые секции могут работать

как в правом, так и в левом забоях с выполнением перемонтажа отдельных

узлов в шахтных условиях.

Концевые секции однотипные, четырехстоечные и имеют шарнирную связь с

призабойным конвейером, который осуществляет силовую связь между секциями

крепи при их передвижке с опорой на соседние секции.

Крепление и поддержание кровли в рабочем пространстве после прохода

комбайна обеспечивается забойными поджимными консолями, жестким

перекрытием, опирающимся на четыре гидравлические стойки. Со стороны

выработанного пространства секции оснащены обратными консолями. Для

обеспечения работы крепи в условиях слабой почвы концевые секции оснащены

механизмом для подъема основания при передвижке. Управление осуществляется

с соседних загруженных концевых секций.

Наличие обратных консолей на концевых секциях позволяет создать

безопасные условия для обслуживающего персонала и снизить расход

лесоматериалов.

Техническую характеристику концевых комплектов 2КК привожу в таблице

11.

Таблица 11 – Техническая характеристика концевых комплектов 2КК

|Наименование параметра |2 типоразмер|3 |

| | |типоразмер |

|Вынимаемая мощность пласта |1,0-1,5 |1,35-2,0 |

|Угол падения пласта при подвигании забоя, градус, | | |

|не более: |25 |25 |

|по простиранию |10 |10 |

|по падению или восстанию | | |

|Сопротивление концевой секции, кН |3000 |3000 |

|Удельное сопротивление на 1 м2 | | |

|поддерживаемой площади, кН/м2 |380 |380 |

|Рабочее давление, Мпа |32,5 |32,5 |

|Давление срабатывания предохранительного клапана | | |

|гидростойки, Мпа |39 |39 |

|Шаг установки концевых секций, м |1,5 |1,5 |

|Шаг передвижки, м |0,8 или 0,63|0,63 |

|Коэффициент затяжки кровли |0,9 |0,9 |

Типоразмер механизированной крепи устанавливаю на основании расчетов

допустимой минимальной и максимальной высоты ее по заднему ряду стоек в

метрах.

Нmin=тmin(1-((lз)-(

Нmах=тmах(1-((lп),

где тmin – минимальная мощность пласта в метрах,

тmin=m-(m

тmах – максимальная мощность пласта в метрах,

тmах=m+(m

(m – колебания пласта по мощности в пределах выемочного участка

в метрах; (m=0,05 [таб. 5]

тmin=1,3-0,05=1,25

тmах=1,3+0,05=1,35

( – коэффициент сближения пород кровли и почвы, зависящий от

класса пород по обрушению; (=0,04 [5, стр. 8]

lп – расстояние от передней стойки до плоскости забоя, м;

lп=2,325 [1, стр. 249]

lз – расстояние от задней стойки до плоскости забоя, м; lп=3,615

[1, стр. 249]

( – запас раздвижки на разгрузку крепи от давления пород, м;

(=0,05 [5, стр. 9]

Нmin=1,25(1-0,04(3,615)-0,05=1,019

Нmах=1,35(1-0,04(2,325)=1,224

На основании произведенных расчетов принимаю к эксплуатации второй

типоразмер крепи 2МКД90, у которого минимальный и максимальный размеры по

высоте соответственно равны 0,71 метра и 1,42 метра.

2.5.6 Проверка принятой крепи на прочность

2.5.6.1 Определения давления пород кровли на 1 м2 крепи

Определяю давление пород кровли на 1 м2 крепи по формуле в кН/м2

Qз=hп(?п,

где hп – мощность непосредственной кровли, м; hп=9,2 [таб. 5];

?п – средний удельный вес пород, определяется по формуле

?п=Рп*9,81

Рп – плотность пород; Рп=2,35 [таб. 5]

?п=2,35*9,81=23,05

Qз=9,2(23,05=212,06

Полученное значение должно удовлетворять условию

Qз?Qтех

где Qтех=500 [таб. 10]

212,06?500

Полученное значение удовлетворяет данному требованию.

2.5.6.2 Определение нагрузки на 1 м посадочного ряда

Определяем нагрузку на 1 м посадочного ряда крепи по формуле в кН/м

[pic],

где b – длина секции крепи по перекрытию, м; b=3,542[таб. 10];

l – шаг посадки непосредственной кровли, равен шагу передвижки

секции, м; l=0,63 [таб. 10]

[pic]

Полученное значение должно удовлетворять условию

Rр?Rmax.тех

где Rmax.тех=3000 [таб. 10]

230,94?2000

Полученное значение удовлетворяет данному требованию.

2.5.6.3 Определение давления на одну секцию

Давление пород кровли на одну секцию крепи определяю по формуле в кН

Qc=hп*?п*b*ac,

где ас – шаг установки секций, м; ас=1,5 [таб. 10]

Qc=9,2(23,05(3,542(1,5=1126,67

Полученное значение должно удовлетворять условию

Qc? Qc.тех

где Qc.тех=3000 [таб. 10]

1126,67?3000

Полученное значение удовлетворяет данному требованию.

По всем выше приведенным проверкам, делаю вывод, что данный

типоразмер крепи удовлетворяет всем условиям заданной лавы, и окончательно

принимаю для работы в лаве механизированный комплекс МКД90 с

механизированной крепью второго типоразмера 2КД90.

2.6 Крепление сопряжения лавы с прилегающими выработками

На сопряжении лавы с прилегающими выработками, в процессе

эксплуатации лавы, возникает большое опорное давление, и крепление не

выдерживает данного давления, деформируется, уменьшается сечение,

уменьшается безопасность из-за обрушения пород кровли. Поэтому

целесообразно усиливать крепление сопряжений.

На практике предусматривают различные варианты крепления сопряжений:

1. установка ремонтин или гидравлических стоек под каждую раму;

2. использование механизированной специальной крепи сопряжения,

которая при помощи специального приспособления перемещается вслед за лавой.

Использование специальной крепи сопряжения полностью механизирует

процесс крепления сопряжения, способствует повышению безопасности и

производительности работ.

На основании выше изложенного предлагаю использовать для крепления

сопряжения лавы с прилегающими выработками механизированную крепь

сопряжения КСШ5К, которая предназначена для эксплуатации в составе

комплекса 1УКП. Технические характеристики крепи КСШ5К привожу в таблице

12.

Таблица 12 – Технические характеристики крепи КСШ5К

|Сопротивление, кН: | |

|крепи |2760 |

|стойки |460 |

|на 1 м по длине поддерживаемой кровли |430 |

|Давление на почву, МПа |?1,5 |

|Усилие домкрата при передвижке секций, кН: | |

|опережающей |172 |

|отстающей |312 |

|Шаг передвижки секций крепи, м |0,8 |

|Габариты крепи, мм: | |

|высота минимальная – максимальная |2200 – 3100 |

|длина/ширина по верхнякам |7500/1000 |

|Масса комплекта крепи, кг |8000 |

Крепь сопряжения штрековая КСШ5К предназначена для механизации в

Страницы: 1, 2, 3, 4