tehspgrv46

регламентовані стандартом [2] й уніфікованими перетинами [14]. Всі інші розміри визначаються згідно рис. 1 з використанням розрахункових формул, що наведені у табл. 4.

	а)				б)

			г)
	в)

Рисунок 1 – Схеми перетинів виробок з арковим триланковим (а, б) й п’ятиланковим (в, г) кріпленням

Завдання 1. Визначити розміри поперечного переріза двоколійної виробки з арковим сталевим піддатливим кріпленням на прямолінійній ділянці при відкатці вантажів у вагонетках ВГ-3,3 акумуляторним електровозом (А = 1350 мм, h = 1550 мм). Кріплення КМП-А3 зі СВП. Виробка розташована у зоні сталого гірського тиску. Шахта ІІ категорії за газом.

Розв’язування

В залежності від заданою місткості вагонетки визначаємо тип електровоза, габарити рухомого складу (електровоза або вагонетки), розміри верхньої будови рейкового шляху (табл. 7). При подальшому

31

розрахунку варто приймати максимальні розміри встаткування (ширина – А; висота – h).

Таблиця 7- Параметри верхньої будови рейкового шляху

	Параметри рейкового шляху		Тип рейок
		Р-18	Р-24	Р-33	Р-38
	Висота верхньої будови колії	320	350	390	400
	(відстань від підошви виробки до
	рівня головки рейок) h, мм
	Товщина баластового шару (відстань	180	190	200	210
	від підошви виробки до верхнього
	рівня баласту) hб, мм
	Відстань від баластового шару до	140	160	190	190
	рівня головки рейок hр, мм
	Висота профілю рейок hпр, мм	90	107	128	135

Розміри проходу для людей і зазори між електровозом і кріпленням на рівні рухливого состава визначаються за формулами:

n nmin (hл h hp )tg 0,7 (1,8 1,55 0,19) tg15 0,72м; m mmin (hл h hp )tg 0,25 (1,8 1,55 0,19) tg15 0,27м,

де hл – висота проходу для людей від рівня баласту (тротуару),

hл =1,8 м;

nmin і mmin – відповідно мінімальний зазор між рухливим

составом і рамним кріпленням, і гранична величина проходу для людей (ПБ);

10 20 – кут переходу прямої частини стійки в криволінійну; якщо прямолінійна частина стійки перевищує hл або кут дуже малий, то n 0,7 м.

На закругленнях і поворотах зазори слід збільшувати залежно від радіуса кривої, довжини й жорсткої бази електровоза.

Ширину виробки у світлі визначаємо на висоті верхньої кромки рухливого состава за формулою:

B m 2A p n 0,27 2 1,35 0,2 0,72 3,89 м,

де р – зазор між зустрічними рухливими составами (ПБ), м. При застосуванні контактного електровоза зазор між кріпленням

і струмоприймачем передбачається не менш ніж 200 мм.

32

Графічно визначаються положення вертикальної осі виробки, відстань від осі виробки до осей рейкових шляхів і рівень підошви.

Вісь виробки перебуває посередині її ширини, а підошва відстоїть від рівня головок рейок на висоту верхньої будови рейкового шляху:

hв hб hp 0,19 0,2 0,39 м.

Для подальших побудов вихідними параметрами є висота прямолінійної частини стійки hс , величина зміщення центра радіуса дуги стійки від осі виробки сц, а також центральний кут дуги стійки 0 , які можна прийняти з табл. 8 залежно від типорозміру кріплення (ширини виробки).

Таблиця 8 - Параметри аркового триланкового піддатливого кріплення

спецпрофиляТип СВП	SПлоща	м	2	аркиШиринадо осідання, м	аркиВисотадо осідання, м		дугиРадіусверхняка, м	дугиРадіусстійки, м		Центральнийкут дуги стійки, град	прямоїДовжиначастини стійки, м	радіусаЗміщеннядуги осівідстійкивиробки, м	Периметрарки до осідання, м
			SПлоща
	осіданняпісля,	2	осіданнядом,
	св		I св
17	6		6,4	2,95	2,68		1,45	1,65		38049/	0,8	0,177	9,62
17	6,7		7,3	3,27	2,76		1,65	1,65		38049/	1,1	0,016	10,5
22	8		8,5	3,57	3,01		1,65	2,11		490	1,0	0,326	11,27
22	9,8		10,4	4,18	3,13		2,11	2,11		490	1,0	0,018	12,41
27	12,2		12,8	4,75	3,44		2,32	2,62		41041/	0,9	0,246	13,91
27	13,8		14,5	5,2	3,55		2,62	2,62		41041/	0,9	0,02	14,84
27	16,4		17,3	5,44	3,97		2,74	2,74		54016/	1,2	0,02	16,04
	Приймаємо: hс 1м, сц						0,018м,		0 49 .

Далі графічно або шляхом розрахунку згідно з формулами, що виведені з розрахункової схеми зрушення аркового металевого кріплення (рис. 2), визначаємо радіус дуги стійки R:

R (hл hб hл hс )2 (bл сц )2 ,

33

де bл – ширина від осі виробки до габариту вільного проходу для людей:

bл (B bc cц )2 (h hв hc )2 (hл hб hл hc )2 сц2 , 2 (B bc 2cц )

bл (3,89 0,075 0,018)2 (1,55 0,39 1,0)2 (1,8 0,2 0,1 1,0)2 0,0182 1,95м; 2 (3,89 0,075 2 0,018)

Δhc

hc+ha

h0

r

rI

m	γ	n
	A

α0cц

cц

R

RI

γ1

β0

β1

o

450

o1

c1

c1

Δbc

Δbл

bc

bл

bmin

Рівень підошви виробки

Вісь виробки

Bкр

BIкр

Положення кріплення до осідання Положення кріплення після осідання

Δha

Δhл

НIкр

б
+h
		кр
л
h		Н

Рисунок 2 – Розрахункова схема зрушення металевого аркового кріплення

hл – величина вертикального зміщення кріплення до рівня проходу людей, яке приймається для попереднього визначення типорозміру кріплення в зоні сталого гірського тиску hл 100 мм, у

зоні впливу очисних робіт - hл 300 мм;

34

bc – величина горизонтального зміщення кріплення на рівні рухливого состава, яка приймається для попереднього визначення типорозміру кріплення в зоні сталого гірського тиску bc 75мм, у

зоні впливу очисних робіт - bc 200 мм.

R 1,8 0,2 0,1 1,0)2 (1,95 0,018)2 2,25м.

Радіус дуги верхняка визначаємо за формулою:

r R	Сц		h	2,25 0,018/ cos49 0,029 2,16 м,
	cos		фл
		0

де hфл – висота фланця профілю СВП (hфл =23 мм для СВП-17;

hфл =26 мм для СВП-22; hфл =29 мм для СВП-27).

Висоту від підошви виробки до центра радіуса дуги верхняка й центральний кут дуги верхняка визначаємо за формулами:

hц hc cц tg 0 1 0,018 tg49 1,02м;

0 180 2 0 82 .

Ширина виробки у світлі на рівні підошви складе:

B1 2 (R cц ) 2 (2,25 0,018) 4,46м.

Висота виробки у світлі від рівня підошви дорівнює:

H hц r hn 1,02 2,16 3,18м,

де hn – вертикальна піддатливість у нижніх замках

п’ятиланкового кріплення.

Площа поперечного переріза виробки у світлі до й після осідання визначимо згідно з формулами:

Sсв/ 0,785 (R2 r2 ) B1 (hc hб ) сц2

0,785 (2,252 2,162 ) 4,46 (1,0 0,2) 0,0182 11,21м2;

Sсв (0,94 0,96)Sсв 0,95 11,21 10,65м2.

Периметр виробки у світлі:

P 1,57 (R r ) 2 (hc hб ) B1

1,57 (2,25 2,16) 2 (1,0 0,2) 4,46 14,59м.

При визначенні розмірів виробки начорно, щоб забезпечити мінімальні розміри поперечного переріза у світлі на весь строк її служби, необхідно врахувати зміщення порід під впливом гірського тиску. Тому, крім товщини кріплення й затяжки, до ширини й висоти виробки начорно треба додати переміщення контуру. Відповідно до

35

цього ширина виробки начорно на рівні рухливого состава буде дорівнювати:

B/ B 2 (hсп hзт b) 3,89 2 (0,123 0,05 0,075) 4,20м ,

де hcn – висота профілю (hcn =93 мм для СВП-17; hcn =110мм для СВП-22; hcn =123 мм для СВП-27);

hзт – 30÷50мм - товщина одинарної залізобетонної затяжки;

b – горизонтальне переміщення порід у боках виробки, що розраховується згідно [16]; при попереднім визначенні перетину виробки параметр може бути прийнятий у зоні впливу очисних робітb = 200 мм, а в зоні сталого гірського тиску - b =75 мм.

Висота виробки начорно складе:

Н / Н hсп h 3,18 0,123 0,1 3,4м,

де h – вертикальні зміщення порід, які приймаються в зоні впливу очисних робіт h =300 мм, а в зоні сталого гірського тиску

h =100 мм.

Площа поперечного переріза виробки начорно з достатньої для практичних розрахунків точністю визначається за формулою:

Sвч Sсв (Р B1 ) (hсп hзт b h )

2

11,21 (14,56 4,46) (0,123 0,05 0,075 0,1) 13,83м2. 2

Площа поперечного переріза виробки в проходці враховує товщину забутовки:

Snp Sвч 1,08 13,83 14,9м2,

де – коефіцієнт надлишку перетину, який приймється з

табл. 9 [4] залежно відSвч і міцності порід.

Перевіряємо площу поперечного переріза виробки у світлі після осідання за фактором припустимої швидкості руху повітря:

Vmin V Q Vmax ;

Sсв

V 40/10,65 3,75м/с 6 м/с(8м/с).

Пропускна здатність виробки з транспортування вугілля за добу:

П 864Q d 864 40 1 2300 тонн.

k q

1,5 10

36

Таблиця 9 - Припустиме збільшення перетину виробки

Поперечний	Припустиме збільшення перетину у відсотках при
переріз виробкикатегорії (міцності порід)
ночорно, м2	II-IV(1-1,5)	V-VIII (1,5-9)	IX-XI (10-20)
До 8	5	10	12
Від 8 до 15	4	8	10
Більше 15	3	5	7

Відповідно до розрахованих параметрів треба вибрати в альбомі [14] найближчий більший поперечний переріз виробки й накреслити його з дотриманням вимог стандарту [2].

Обраний типовий перетин виробки наведений на рис. 3.

				420
				96038I
	300	1350	250	1350	1010
	925(1000)		1600		1645(1760)
1690	1550
					4210(4360)
	900	900
	390
211	1155(1155)	1480			1835(1955)

4630(4750)

Впр (ВIпр)

Рисунок 3 – Типовий перетин виробки

240

	2950(3050)		3140(3240)
					3340(3440)		3550(3650)

37

6.2 Виробка трапецієподібної форми поперечного переріза з піддатливим кріпленням і конвеєрним транспортом

Методика розрахунку розмірів поперечного переріза виробки трапецієподібної форми, яка закріплена металевим піддатливим кріпленням (КМП-Т) і обладнана конвеєром, розглянута у зв'язку з тим, що даний варіант є найпоширенішим при проведенні похилих виїмкових виробок за падінням (повстанням) вугільних пластів. Для розрахунку параметрів можна використовувати наступну літературу

[2, 7, 8, 19].

Розрахунок також здійснюється графоаналітичним методом, сутність якого полягає в наступному. У масштабі на рівні 1,8 м від баласту (тротуару) наносять розміри встаткування, зазори й прохід для людей згідно [1]. Потім з урахуванням кута нахилу стійок кріплення ( 80 ) визначають ширину виробки на рівні конвеєра (рухливого

состава), а також на рівні покрівлі та підошви. Розміри виробки визначають аналітично за розрахунковими формулами, які наведені у табл. 3 та в уніфікованих типових перетинах [14]. Слід зазначити, що вид формул, що наведені в [14], не залежить від типу кріплення, тому вони придатні й для трапецієподібного металевого піддатливого кріплення із СВП. Від типу кріплення залежать лише розміри виробки начорно, тому що конструктивна піддатливість трапецієподібного кріплення із СВП може доходити до 1300 мм [17]. Конструктивні схеми кріплення, які застосовуються в Донбасі, і основні його розміри наведені на рис. 4, а характеристика типорозмірів дана в табл. 10.

Завдання 2. Визначити розміри поперечного переріза конвеєрної похилої виробки з кутом нахилу 6º, яка закріплена трапецієподібним піддатливим кріпленням й обладнана конвеєром 1Л100 і монорейковою дорогою типу 6ДМК. Кріплення КМП-Т із прямолінійними стійками й залізобетонною затяжкої. Виробка примикає до виробленого простору й повторно використовується в якості вентиляційної при відпрацьовуванні суміжного стовпа. Шахта І категорії за газом. Через виробку повинне надходити Q 40м3/с

повітря.

Розв’язання

Для заданого встаткування з використанням довідкової літератури визначаємо габаритні розміри [8]. Конвеєр: ширина – А1 =1450 мм, висота – h=1240 мм; монорейкова канатна дорога – А2

=1010 мм.

38

Таблиця 10 - Характеристика металевого податливого кріплення

	Позначення	Тип на	Перетин		Розміри, м			Тип	Маса, кг
			у світлі,
	типорозміру	рис. 4	м2	Н	L	l2	B*	СВП
	00		8,8		3,0	3,8	-	22	248
	01		9,8		3,4	4,2	-	22	257
	02	a	9,8	2,6	3,4	4,2	-	27	309
	03		10,9		3,8	4,6	-	22	266
	04		10,9		3,8	4,6	-	27	320
	05		11,9		4,2	5,0	-	27	330
	06		8,8		3,0	3,8	1,8	22	353
	07		9,8		3,4	4,2	2,0	22	362
	08	б	9,8	2,6	3,4	4,2	2,0	27	431
	09		10,9		3,8	4,6	2,2	22	371
	10		10,9		3,8	4,6	2,2	27	442
	11		11,9		4,2	5,0	2,4	27	452
	12		8,3		3,0	3,8	-	22	248
	13		9,4		3,4	4,2	-	22	257
	14	в	9,4	2,6	3,4	4,2	-	27	309
	15		10,4		3,8	4,6	-	22	266
	16		10,4		3,8	4,6	-	27	320
	17		11,4		4,2	5,0	-	27	330
	18		8,3		3,0	3,8	1,8	22	353
	19		9,4		3,4	4,2	2,0	22	362
	20	г	9,4	2,6	3,4	4,2	2,0	27	431
	21		10,4		3,8	4,6	2,2	22	371
	22		10,4		3,8	4,6	2,2	27	442
	23		11,4		4,2	5,0	2,4	27	452
	24		10,2		3,0	3,8	-	22	274
	25		11,5		3,4	4,2	-	22	283
	26	а	11,5	3,2	3,4	4,2	-	27	341
	27		12,8		3,8	4,6	-	22	292
	28		12,8		3,8	4,6	-	27	352
	29		14,2		4,2	5,0	-	27	362
	30		10,2		3,0	3,8	1,8	22	393
	31		11,5		3,4	4,2	2,0	22	402
	32	б	11,5	3,2	3,4	4,2	2,0	27	479
	33		12,8		3,8	4,6	2,2	22	410
	34		12,8		3,8	4,6	2,2	27	491
	35		14,1		4,2	5,0	2,4	27	501

39

Розміри проходу для людей і зазору між конвеєром і кріпленням на висоті конвеєра визначається за формулою:

n nmin (hл h) сtg 0,7 (1,8 1,24) 0,176 0,71м;

	а)	До осідання					б)
	Після осідання	L
	1		200
	5	b	2	H	501			6
400							150
	4	R		3		600		4
H							100
	l1	R		1800
	l							7
					α			8
		l2		α1	1	В*
					h
		в)					г)
		L		H
H		l1		1800
		l
		l2				В*

1 – верхняк; 2 – верхній елемент стійки; 3 – нижній елемент стійки; 5 – стяжка; 6 – верхній елемент проміжної стійки; 7 – нижній елемент проміжної стійки; 8 – башмак

Рисунок 4 – Типорозмір кріплення КМП-Т с криволінійними (а и б) та прямолінійними (в и г) стійками

m mmin (hл h) сtg 0,4 (1,8 1,24) 0,176 0,41м,

де nmin й mmin – величина проходу для людей на висоті hл 1,8м і зазор між конвеєром і рамним кріпленням [1] відповідно;

– кут нахилу стійок кріплення, 80 . Ширина виробки на рівні конвеєра:

40