Рациональная отработка пласта k5 в условиях ГХК шахта Краснолиманская

|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 |

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

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

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

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

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

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

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

|кН/м2 | | | | | |

|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 |

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

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

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

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

|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,

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8

МЕНЮ

Рациональная отработка пласта k5 в условиях ГХК шахта Краснолиманская

ИНТЕРЕСНОЕ