Ордена Октябрьском Революции и ордена Трудового Красного Знаками

ИНСТИТУТ

ГОРНОГО

дела

А. А. Скочмнского

М ЕТОД И КА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО И ТИПОРАЗМЕРНОГО РЯДОВ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КРЕПЕЙ

МОСКВА

1982

Для мучения вффектявности использования источников информации просил при просмотре издания поставить подляоь

Выражение (14) с учетом формулы (?) примет вид

rrun ^тср.5 ^HfnL1 ^^mL

Полученные при расчете значения    корректируются    в соот

ветствии с одним из чисел параметрического ряда механизированных крепей по ГОСТ 15852-70 [3]. Затем по выражениям (4)-(15) аналогично рассчитываются последующие члены параметрического и типоразмерного рядов для исследуемого диапазона мощности пластов. Величины И e_mi, ac_l и Ad*_L устанавливаются для граничных значений мощности пластов. Они являются функцией параметров крепи, мощности пласта и свойств пород кровли.

Рассчитанные параметрический и типоразмерный ряды механизированных крепей для пластов мощностью 0,7-5,9 м с кровлями П и Ш классов приведены соответственно в табл. 3 и 4 и на рис. 3.

Рациональный параметрический ряд механизированных крепей включает шесть типоразмеров.В механизированных крепях предусматривается наличие гидроопор с двойной раздвижностью или настрой-

9

кол, дополнительная (вторая) раздвижносхь - гидравлическая, шаговая или с помощью удлинительных надставок. При наличии гидростоек с одинарной раздвижностыо возникает необходимость в дополнительных типоразмерах крепи.

Анализ данных табл. 3 и 4 показывает следующее. Для пластов с кровлями П класса (табл. 3), на которые приходится 50% разрабатываемых пластов, типоразмерам П-5 и П-6,3 расчетного ряда соответствует механизированная крепь £1103. Типоразмерам П-8 и П-10 может соответствовать облегченная механизированная крепь типа МТ со стойками, имеющими рабочее сопротивление 0,80-0,85 МН и унифицированными со стойками механизированных крепей типа М87Л1 (М88). Согласно данным табл. 3 и ^ для обеспечения непрерывности ряда целесообразно создание типоразмера П-14 на базе крепи £1130.

Для пластов с кровлями Ш класса (табл. 4), на которые приходится 25% общего количества шахтопластоз, типоразмерам П-5 и П-6,3 соответствует механизированная крепь MI03, при этом рабочее сопротивление крепи целесообразно увеличить на 15-20%. Типоразмерам П-8, П-10 и П-14, П-20 соответствуют механизированные крепи МТ и MTI30. Для крепи MTI30 целесообразно предусмотреть гидростойки с двойной раздвижностью для сокращения количества типоразмеров в типоразмерном ряду.

При расчете параметрического и типоразмерного рядов механизированных крепей необходимо учитывать соответствие их аналогичным рядам комбайнов, при этом минимальная мощность пласта, на котором может применяться крепь определенного типоразмера, должна быть равна или больше минимальной мощности пласта, вынимаемой комбайном соответствующего типоразмера. В то же время максимальная мощность пласта, на котором монет применяться крепь данного типоразмера,, должна быть равна или меньше максимальной мощности пласта, вынимаемой комбайном соответствующего типоразмера:

где П - типоразмер крепи; ПУ - типоразмер комбайна.

Допускается применение крепи одного типоразмера с комбайнами двух типоразмеров при граничных значениях мощности пластов.

В результате сравнительного анализа показателей параметров расчетного ряда механизированных крепей и ряда комбайнов по ГОСТ 11986-73 И выявлена их хорошая сходимость (табл. 5).

Таблица 5

Параметрический ряд механизированных крепей для пластов с кровлями П и 111 классов Параметрический ряд комбайнов (по ГОСТ 11986-73) Типоразмер крепи Вынимаемая модность пласта, м Типоразмер ком-байна Вынимаемая мощность пласта, м минимальная максималь ная минималь ная макси мальная U-5 0,700; 0,730 и,990 ОУ-6 -1 0,63 1,0 П-6,3 0,850; 0,870 1,220 ПУ-6 0,60 1,5 П-8 1,С50 1,600 ПУ-10 1,00 1,6 П-10 1,275 1,980 ЯУ-13 1*25 2,0 П-14 1,700 2,740 f ПУ-16 ПУ-20 1,60 2,00 2,5 3,2 Л-20 2,300 3,900 ПУ-20 ПУ-25 2,00 2,50 3,2 *,о

В соответствии с -предложенными рекомендациями Гнпгоуглемаш, И1Д им* А.А.Скочинсеогс и машиностроительные заьеды падут работы по созданию и освоении: комплексов оборудования (ЮТОЗ, ЮТ, KMI30, ШГ130) с ызханизированнкми крепям:; повышенного и высокого сопротивления дли сложных горно-геологических условий. Ведется также проработка унифицированного ряда щитобьех механизированных крепей оградительно-поддераиваюп^его типа, параметрический ряд щитовых механизированных крепей будет содержать меньшее число членов ряда по сравнению с рядом крепей поддерживающего типа для аналогичного диапазона вынимаемой мощности пластов.

ЛИТЕРАТУРА

1.    Коровкин Ю. А. О классификации кровель в комплексно-механизированных забоях. - Уголь, 1980, It 1, с. 18-22.

2.    Д а в и д я н ц В. Т. Совершенствование способов л средств управления кровлей на шахтах Донбасса. - М.: Недра, 1969, с. ЗбЗ-Р^О.

3.    ГОСТ 15852-70. Крепи механизированные для лав пологих пластов.

Основные параметры. - Введ. с 1.01.71. - М,:    Госкомстандарт,    1970,

с. 1-2.

д. ГОСТ 11986-73.Комбайны очистные узкозахватные.-Взамен ГОСТ 1X986-66; Введ. с 1.07.75. - U*: Госкомстандарт, 1973, u. 1-2.

Юрий Алексеевич Коровкин МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО И ТИПОРАЗМЕРНОГО РЯДОВ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КРЕПЕЙ Редактор Л. И.Сидорова Т-02423 Тираж 500 Цена 9 коп. Изд. К? 8452 Заказ fe УЗ/

Типография Института горного дела ии. А.А.Скочинского I уч.-изд.л.    Подписано    к    печати    2/П    1982    г.

Министерство угольной промышленности СССР Академия наук СССР

Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени Институт горного дела им. А. А. Скочинского

Ю. А. Коровкин

МЕТОДИКА.

РАСЧЕТА ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО И ТИПОРАЗМЕРНОГО РЯДОВ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КРЕПЕЙ

Москва

1982

Приведена методика расчета параметрического и типоразмерного рядов механизированных крепей во взаимосвязи с типоразмерным рядом комоа.шов для пластов с кровлями П и ш классов по управляемости. Даны практические рекомендации по выбору параметров и типов механизированных крепей для пластов различной модности.

©

Методика разработана на основе результатов теоретических и экспериментальных исследований и предназначена для работников научно-исследовательских и проектно-конструкторских организация.

Институт горного дела ни. А. А. Скочинского (ИГД нм. А. А. Скочннского), 1982

Параметрический ряд - это упорядоченная совокупность числовых значений главного параметра машин одного или нескольких видов, которые обеспечивают минимум приведенных затрат в процессе производства и эксплуатации.

Б качестве главного параметра механизированных крепей принята их минимальная конструктивная высота по последнему от линии забоя ряду стоек.

Параметрический ряд, дополненный основными параметрами машин, образует типоразмерный ряд. Основными параметрами механизированных крепей являются рабочее сопротивление на единицу поддерживаемой площади кровли, МН/м^; на единицу длины зао'ея* МН/м и на единицу длины забоя по последнему от линии забоя ряду стоек (по посадочному ряду), МН/к, а также 'коэффициент раздвижности гидростоек*

Методика расчета параметрического и типоразмерного рядов механизированных крепе*! для пластов с кровлями П и Ш классов по управляемости включает следующее;

установление нижнего предела вынимаемой мощности пласта; обоснование величин смещений кровли по ширине призабойного пространства в различных стадиях осадки кровли с учетом мощности пласта и рационального сопротивления крепи;

определение необходимых конструктивных размеров элементов механизированных крепей для выбора главного и основных параметров;

расчет параметрического и типоразмерного рядов механизированных крепей во взаимосвязи с па!шметрическим и типоразмерным рядами комбайнов с учетом колебаний средней мощности пластов и обеспечения непрерывности этих рядов;

экономическую оценку создания механизированных крепей с рациональными параметрами для пластов с кровлями различных классов

3

Основной силовой параметр механизированных крепей определяется экспериментально-аналитическим методом в зависимости от класса кровли по управляемости [i] и модности пласта по выражению общего вида:

где Р_. - необходимое 'Сопротивление механизированной крепи для ¹ пластов мощностью m-_L , ЫН/м²;

Р_т - рациональное сопротивление крепи,установленное в ре-⁰ зультате экспериментальных исследований для пластов мощностью т₀ , МН/ц^;

//тЛ- Функция изменения необходимого сопротивления крепи в зависимости от мощности пласта.

nrWm,

РтГ⁰’⁶⁵'

(2)

W„-m„

Ро

^Рт, ~ 0,95-

(3)

ЧН„ -т.

Ро

- предельно допустимые смещения кровли в призабойном пространстве в периоды вторичных осадок при выемке пластов мощностью соответственно т-. и т₀, м/м;

^КР,’^КРо

- коэффициенты разрыхления пород непосредственной кровли при выемке пластов мощностью и т₀ .

Применительно к кровлям Д и Li классов сопротивление механизированных крепей Р_т. и Р_т. может быть определено по выражениям частного вида:

В выражениях (2) л (3) лриР^, равном соответственно 0,65 и 0,95, значения параметров Н_тл и к_р принимаются для т₀= 2,0 м. Средние значения параметров, входящих в выражения (2) и (3), установленные в результате экспериментальных исследований, представлены в табл. I.

Значения основного силового параметра механизированных крепей поддерживающего типа в зависимости от класса кровли и мощности пластов, рассчитанные по формулам (2) и (3), даны в табл. 2 и на рис. I. Передвижка секций механизированной крепи должка осуществляться с подлором к кровле.

Таблица I

Мощность пласта, и «pi 0,? 0,0450 1.15 1.0 0,0500 1,20 2,0 0,0550 1,30 3,0 0,0600 т,+о 4,о 0,0625 1,50

Таблица 2

Мощность пласта, м Рабочее сопротивление механизированной крепи на I «2 ;оддерги- Е80МПЙ ПЛОЛЯДВ кровли, МН/мс на 1 к кланы ] эаооя, мН/м I _1 ло аосалочному , ряду, МН/м 1 1 Для кровель П класса С,7 0,37 1,50 0,75 1.0 0,43 1,70 0,85 2,0 0,65 2,60 1,30 3,0 0,77 3,10 1.55 4,0 0,84 3,40 1,70 Для кровель Ш класса 0,7 0,53 2,10 1,05 1,0 0,64 2,60 1,30 2,0 0,95 3,80 1,90 3,0 1,10 4,50 2,25 4,0 1,20 4,90 2,45

для уменьшения нижнего и увеличения верхнего пределов вынимаемой мощности пласта необходимо обеспечить превышение конструктивной высоты крепи призабойного ряда относительно высоты крепи посадочного ряда Срис. 2):

лн^(а,=н_т.(е₃-е_п),    (*)

где Ah⁽ⁿ^- превышение конструктивной высоты крепи призабойного ряда относительно высоты крепи посадочного ряда Ха -го типоразмера), м;

Ч - расстояние от крепи, ц; забоя до посадочного ряда стоек - расстояние от крепи, м. забоя до призабойного ряда стоек

5

Тогда выражение для определения минимальной вынимаемой мощности пласта, на котором применяется крепь я-го типоразмера, с учетом формулы (6) принимает вид

(П)    t:О    р{п) (п)    (а) nimui~ min ^mL ^    ®m-L    ? (S)

Максимальную конструктивную высоту крепи я-го типоразмера Чпах ^метР^ах) можно определить, зная ее минимальную конструктивную высоту и коэффициент раздвижности f :

«К/-    &

Максимальная вынимаемая мощность пласта, на котором применяется крепь я -го типоразмера, /я^_Л рассчитывается по уравнению

(п)    ,.(п)    . НпС;^ _t 4 (п) _Л ,(п)    /_ТОЛ

е_л(п) -ⁿmax=^Hma_X⁺—j^⁺^ ~*^di »    ^

Ирл *

где —- величина смещений кровли в периоды между вторич-к    ными осадками над призабойным рядом гидроопор

кр.епи, м Гкоэффициент К принимается равным двум);

/ (п)

Adi - запас раздвижности стоек на дораслор крепи я-го типоразмера, ы.

7