Ведерников Н.И. Горные машины и комплексы для добычи и обогащения полезных ископаемых

Подождите немного. Документ загружается.

Таблица 2.1

Тип секции Конструктивная

схема секции

Однорядная

Двухрядная Трехрядная

Одностоечная

Рамная

Кустовая

а — одностоечная (4ОКП70); б — двухстоечная рамная (МК75Б)

Рисунок 2.11- Схемы секций щитовых крепей

Механизированные крепи, секции которых имеют силовую

связь перекрытия с основанием, называются щитовыми неза-

висимо от числа гидростоек в секции.

К щитовым относят крепи оградительно-поддерживающего

(рис. 2.11, а) или поддерживающе-оградительного (рис. 2.11, б) типа,

у которых перекрытия, состоящие из поддерживающей 1 и

оградительной частей 3, и основание 5 секций имеют силовую и

кинематическую связь между собой, не только с помощью

гидростоек 2, но также и с помощью шарнирных рычагов 4.

Все щитовые крепи выполняют только с нижней

завязкой, а наличие силовой связи перекрытия с основанием

позволяет передвигать секции крепи с активным подпором,

разгружая при этом гидростойки от поперечных усилий.

Щитовые крепи могут быть одно- и многостоечными. При этом

секции оградительно-поддерживающего типа имеют одну (крепи

10КП70 2ОКП70Б, ЗОКП70Б и 4ОКП70) или две стойки 2 (крепи

УКП5).

Щитовой тип секций является в настоящее время основным,

особенно для пластов мощностью более 1 м.

Рисунок 2.12 - Схема подключения гидростойки к системе

гидропривода механизированной крепи (о) и рабочая

характеристика гидростойки (б)

Типовая схема подключения гидростойки к системе гидро-

привода механизированной крепи и рабочая характеристика

гидростойки показаны на рис. 9.4. В поршневую полость П

(рис. 9.4, а) гидростойки по магистрали 8—5—6—7 подается рабочая

жидкость от насосной станции. Гидростойка начинает

воздействовать на боковые породы с усилием начального распора N

Н.Р.

(кН):

,10p

.с.н

.р.н

−

⋅⋅=

где D — внутренний диаметр цилиндра гидростоики, м; р

н.с

—

давление, развиваемое насосной станцией в гидростойке, МПа.

Разгрузочный клапан (гидрозамок) РК отсекает поршне-

вую полость гидростоикп от напорной магистрали 8. Стойка оказывает

сопротивление N опусканию кровли. При этом увеличивается давление

рабочей жидкости в поршневой полости П гидростойки (линии AВ,

рис. 9.4 б), происходит упругое сжатие рабочей жидкости и упругая

деформация цилиндра стойки. В этот период выдвижные части

гидростойки опускаются на величину ∆h

с одновременным

увеличением усилия сопротивления опусканию пород кровли. На

этом участке (линия АВ) гидростойки работает в режиме

нарастающего сопротивления. При дальнейшем опускании кровли

давление в поршневой полости П гидростойки повышается до

настроечного давления срабатывания предохранительного клапана

ПК и он срабатывает. Гидростойка начинает работать в режиме

постоянного рабочего сопротивления N

(линия ВС). Работа

предохранительного клапана в этом режиме характеризуется

давлениями открывания клапана Р

от

и его закрывания Р

зк

Для контроля давления в поршневой полости стопки слу-

жит индикатор давления ИД, который компонуется совместно с

предохранительным ПК и разгрузочным РК клапанами в одном

корпусе 9, образуя стоечный гидроблок, или выносится на •рукав

высокого давления.

Для разгрузки гидростойки рабочая жидкость под давле-

нием подается по магистрали 1—2—3—4 в штоковую Ш полость

стойки и по магистрали 2—2 в разгрузочный клапан РК, открывая

выход рабочей жидкости из полости П на слив по магистрали 7—

6—5—8. При этом выдвижная часть гидростойки опускается.

Гидростойка может разгружаться полностью с потерей контакта

перекрытия с кровлей или частично со снижением давления в

поршневой полости до заданного предела (до > 0,01 МПа) в

случае передвижки крепи с активным подпором.

В механизированных крепях в настоящее время применяют

предохранительные клапаны трех типов: ЭКП, ОМК.ТМ,

ГВТН10 с номинальными давлениями срабатывания соответ-

ственно 40, 32 и 50 МПа.

Максимальный расход (л/мин) рабочей жидкости через

клапан при давлении 1,25 номинального составляет: 30 — для

клапана ЭКП, 15 — для клапана ОМКТМ и 80 — для клапана

ГВТН10. Применение предохранительных клапанов с большим

максимальным расходом рабочей жидкости уменьшает вероят-

ность раздутия цилиндров гидростоек при резких осадках

кровли.

Стойки одинарной гидравлической раздвижности

применяют в крепях, предназначенных для работы на

пластах средней мощности и мощных. Коэффициент

раздвижности K

= l

min

, характеризующий отношение длины

полностью раздвинутой стойки l

к длине сложенной стойки l

min

составляет обычно для таких стоек 1,32—1,58.

В настоящее время преимущественное распространение во

вновь создаваемых крепях получают стойки двойной гидрав-

лической раздвижности. Они хотя и дороже в изготовлении,

по обладают большей эффективностью в эксплуатации из-за

лучшей приспосабливаемоcти к изменениям мощности пласта.

Коэффициент раздвижности таких стоек составляет 1,8—2.

В секциях механизированных крепей применяют также гид-

родомкраты и гидропатроны, которые используют: для пере-

движения секций крепи и става конвейера, обеспечения устой-

чивости и направленного движения секций, управления кон-

сольной частью перекрытия секций (прижатие к кровле или

выдвижение).

Основными параметрами механизированной крепи, опреде-

ляющими условия ее применения и взаимодействия с кровлей,

являются: удельное сопротивление крепи, коэффициенты — гид-

равлической раздвижности гндростойки, начального распора,

затяжки кровли. Коэффициент затяжки характеризует отношение

площадей поверхности перекрытий секций и поддерживаемой

кровли.

3.2 Выбор параметров

а). Выбор типа и типоразмера крепи.

Основными критериями выбора типа и типоразмера

механизированного комплекса для конкретных горно-геологических

условий являются минимальная m

min

, максимальная мощность пласта

max,

максимальный угол α

max

падения пласта. Выбор очистного

комплекса для заданных условий начинают с выбора типа и

типоразмера механизированной крепи. Для этого вычерчивают

расчетную схему (рис.2.13) с изображением положения крепи после

прохода комбайна, работающего по выемке и положения крепи после

перемещения секций, предварительно выбрав по литературе

механизированный комплекс с крепью, параметры которой

необходимо установить.

Рисунок 2.13 – Схема к расчету выбора типоразмера крепи при

ее положении: а – после прохода комбайна; б – после передвижки

секции

Из рисунка 2.13 следует, что

min кр

= m

min

- ∆h

- θ;

mах кр

= m

mах

- ∆h,

Кроме этого, для крепи с двухстоечной секцией:

= l

nк

+а

= l

зк

+В

+а,

где l

nк

и l

зк

- конструктивные размеры крепи;

а - расстояние от забоя до переднего края перекрытия крепи,

которое согласно ПБ должно быть не более 300 мм;

- ширина захвата очистной машины, м.

Для крепи с одностоечной секцией

зк

= l

nк

;

= l

пк

+В

+а;

= l

nк

+а.

Запас раздвижности θ на разгрузку крепи принимается для

пластов мощностью до 1м включительно равным 30 мм, для пластов

более 1 м - 50 мм.

Величина опускания кровли определяется в зависимости от

мощности пласта и составляет

∆h

= α⋅ m

min

⋅l

;

∆h

= α⋅ m

mах

⋅l

;

где α -0 коэффициент, учитывающий характер опускания

кровли, для пологих и наклонных пластов принимается равным 0,05,

для крутых -0,03.

Тогда

min кр

= m

min

(1 -α⋅l

) - θ;

mах кр

= m

mах

(1 -α⋅l

Пригодной окажется такая крепь, высота которой М

min

будет

равной или меньше, чем рассчитанная, а М

mах

должна быть не меньше,

чем рассчитанная, т.е.

min

≤ Н

min кр

mах

≥Н

mах кр

б). Определение скорости крепления забоя.

При линейной схеме расположения секций и последовательной

их передвижке скорость крепления очистного забоя (м

/мин)

кр

= 60/Т

⋅l

⋅S

Где Т

- время перемещения одной секции крепи, с;

- шаг установки секций по длине забоя, м;

- величина перемещения секции на забой, м;

60/Т

- число передвинутых секций за 1 мин.

Скорость образования обнаженной поверхности кровли при

работе очистной машины (м/мин)

обн.

= В

⋅ V

Отсюда следует, что требуемая скорость крепления очистного

забоя может быть достигнута при сокращении затрат времени на

перемещение одной секции при увеличении шага установки.

Скорость крепления очистного забоя при фронтальной

групповой схеме передвижки секций

кр

= 60/Т

⋅l

⋅S

⋅ N

c.гр

где N

- число секций в группе.

Лекция 3 Горные машины для проходческих работ

Проходческие комбайны

3.1 Область применения

В последние годы страны с развитой горной промышленностью

уделяют большое внимание проведению горных выработок и тоннелей

проходческими комбайнами.

Проходческие комбайны предназначены для механизированного

проведения подготовительных выработок угольных шахт рудников,

а также тоннелей при строительстве подземных сооружений Эти

комбайны применяют при проведении горных выработок по углю,

руде, другим полезным ископаемым и породе. Использование

комбайнов позволяет совместить во времени основные, наиболее

тяжелые и трудоемкие операции (разрушение забоя и последующую

уборку горной массы), что дает возможность повысить в 2—2,5

раза темпы проведения выработок и производительность труда,

снизить стоимость проходческих работ и значительно облегчить и

обезопасить труд проходчиков. Вместе с тем при комбайновом способе

проведения существенно повышается устойчивость горных выработок,

так как связанность пород в массиве нарушается в меньшей степени,

чем при буровзрывных работах, что снижает расходы на

поддержание выработок.

Комбайновый способ проведения выработок наиболее прогресси-

вен, так как совмещает во времени основные операции и проведение

выработки протекает как непрерывный процесс. Существующие

проходческие комбайны механизируют процессы разрушения забоя и

погрузки отбитой горной массы на перегружатели, устанавливаемые за

комбайном, и, далее, в общешахтные транспортные средства.