Характеристика шахты и обоснование необходимости ее технического перевооружения. Гидрогеологические условия, страница 9

;

3.5.3  Оценка напряженного состояния пород на контуре незакрепленной выработки, выбор типа крепи выработки.

Определение коэффициента запаса прочности боков и кровли выработки .

n_{б =} ,                                                                                                    (27)

 

n_{б =}

n_{k =}                                                                                                         (28)

n_{k =}

Контур незакрепленной выработки считается неустойчивым, так как не выполняют условия: n_б  ;  n_k ;

Где n_б и  n_k – коэффициент запаса прочности боков и кровли соответственно.

Определение величины безразмерного показателя устойчивости:

П_уст.                                                                                                     (30)

П_уст. 

 

Определение прецела прочности пород на длительное сжатие и растяжения:  

R_у сж. = G сж. * К^s_co* E,   Па                                                                         (31)

Согласно показателю устойчивости выбираем арочную металлическую крепь, так как срок службы более 10 лет.

3.5.4Расчет арочной металлической крепи.

Определение интенсивности давления со стороны боков и кровли:

Высота свода обрушения пород кровли в₁, м                                                                                           (32)

где  - ширина арки по почве, =4,76 м

h_o – полная высота арки, h_o =3,72 м

Q=(45 –4/2) – угол (внутри) сползания породной призмы, Q=64,5

 - угол внутреннего трения,

в₁, м

Интенсивность нагрузки со стороны кровли.

, кН/м                                                                                              (33)

где L – расстояние между рамами,

L = ,  м                                                                                             (34)

Где р – несущая способность арки из спецпрофеля, р=220 мПа

g – половина ширины выработки в проходе;

L = , м

, кН/м                                                                          (35)

Боковая нагрузка на арку:

, кП                                                 (36)

, кП

Горизонтальный напор рассчитывается по формуле:

, кН                                                                                   (37)

где Ч – радиус верхней дуги арки, Ч=2,52м;

, кН

Определение реакции опор:

,кН                                                                                             (38)

, кН

Расчет координат опасного сечения Х₀ и У₀;

, м                                                                               (39)

где h₀ – расстояние от почвы до центра дуги, h₀ =1,48 (м)

, м

, м

Определение момента сопротивления изгиба:

, см³                                                                                                                                        (40)

где М max – максимально изгибающий момент,

,кН/м                  (41)

=

=39 , кН/м

, см³

Определение силы осевого сжатия:

,кН                                (42)

=136,79, кН

Определение общего напряжения (продольно-поперечного изгиба) в опасном сечении:

                                                                                   (43)

В случае если G_общ. будит меньше [G_изг.], то арка будит прочной.

[G_изг.] для стали марки 5 =270*10³ кПа

259*10³ кПа < 270*10³ кПа

Условие выполняется, арка устойчивая и прочная.

3.5.5  Выбор способа и технических средств проведения конвейерного бремсберга.

Выработка в средней прочности породах проводится в основном комбайновым способом /5/.

В данных условиях наиболее приемлем комбайн ГПКСВ.

Техническая характеристика комбайна ГПКСВ:

площадь сечения выработки 4,716м^2;

угол наклона выработки ;

коэффициент крепости пород f=4,5 ;

максимальный диаметр коронки 750 мм.;

мощность электродвигателя рабочего органа 75 кВт.

Техническая производительность комбайна рассчитывается по формуле /5/

                                                                        (44)

где а, в, с, d – табличные коэффициенты;