АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Порядок выполнения работы. По результатам расчётов в первой лабораторной работе, был произведён предварительный выбор материала крепи и

По результатам расчётов в первой лабораторной работе, был произведён предварительный выбор материала крепи и, соответственно, формы поперечного сечения выработки:

· тип крепи – деревянная крепь;

· форма сечения выработки (рассечки) – трапециевидная.

В соответствии с запасом прочности пород в кровле выработки (n_к = 0,309) и запасом прочности пород для боков горизонтальной выработки (n_б = 0,3), сделал вывод, что кровля и бока неустойчивы, т.к.n_к ≤ 1 иn_б ≤ 1.

3.2. Выбор технических средств для сооружения горной выработки

В соответствии с исходными данными, подземная горная выработка (рассечка) будет сооружаться буровзрывным способом.

В качестве установки для бурения шпуров принимаем электросверло.

Техническая характеристика электросверла приведена в табл. 1.

Таблица 1

Для погрузки и транспортировки разрыхленной горной массы принимаем скрепер. Его техническая характеристика приведена в таблице 2.

Таблица 2

Техническая характеристика скрепера МСУ-0,1М

Максимальные габаритные размеры используемого оборудования приведены в табл. 3.

Таблица 3

Сводная таблица максимальных габаритных размеров используемого оборудования

3.3. Расчёт ПС горизонтальной ГРВ

Расчёт площади поперечного сечения выработки со скреперной уборкой породы в транспортном положении, в рабочем положении, а также с учётом безопасных зазоров.

Рис. 1. Типовое сечение выработки трапециевидной формы с деревянной крепью с применением скрепера

Типовое сечение выработки трапециевидной формы с деревянной крепью с применением скрепера: b – ширина выработки в свету, мм; b₁ – ширина по верхняку, мм; b₂ – ширина по подошве, мм; d – диаметр верхняка, мм; d₁ – толщина стойки, мм; t₂ – толщина затяжки, мм; b₃ – ширина выработки вчерне верхнего основания, мм; b₄ – ширина нижнего основания с балластным слоем, мм; B – ширина транспортного оборудования, мм; m – зазор между транспортным оборудованием и стенкой выработки, мм; H – высота транспортного оборудования, мм; h –высота свободного прохода, мм; h₄ – высота выработки в свету, мм; h₅ –высота выработки вчерне с балластным слоем, мм.

3.4. Расчёт размеров сечения выработки

Расчёт производится по наибольшим габаритам транспортного оборудования:

· высота транспортного оборудования (Н), мм – 400;

· максимальная высота в рабочем положении (hp), мм – 400;

· ширина транспортного оборудования (В), мм – 710.

Размеры, регламентируемые правилами безопасности, правилами технической эксплуатации оборудования и другими документами:

· высота свободного прохода (h), мм – 1800;

· зазор между транспортным оборудованием и стенкой выработки при применении скрепера (m), мм – 500;

· ширина свободного прохода (n), мм – 700;

· угол наклона боковой стороны к основанию выработки α, град –83º(sin83º=0,9925; ctg83º=0,1228).

Высота выработки в свету:

h₄ = h; (1)

h₄ = 1800 мм.

Ширина выработки в свету на уровне транспортного оборудования:

b = B + 2m; (3)

b = 710 + 2 · 500 = 1710 мм.

Ширина выработки в свету по верхняку:

b₁ = b – 2(h_р – H)·ctgα; (4)

b₁ = 1710 – 2(400 – 400) ·0,1228 = 1710 мм.

Ширина нижнего основания выработки в свету:

b₂ = b + 2 h_р · ctgα; (5)

b₂ = 1710 + 2· 400 · 0,1228 = 1808,2 мм.

Площадь поперечного сечения в свету:

S = h₄ · (b₁ + b₂)/2; (6)

S = 2,2 · (1,71 + 1,81)/2 = 2,84 м².

Периметр поперечного сечения выработки в свету:

P = b₁ + b₂ + 2 h₄ / sinα; (7)

P = 1710 + 1808,2 + 2 · 2200 / 0.9925 = 7978 мм.

Высота выработки вчерне:

h₅ = h₄ + d + t₂, (8)

где d – толщина верхняка, мм; t₂ – толщина клина затяжки, мм.

d = 1,61· · , (9)

где – полупролёт выработки по кровле, м; l – расстояние между крепёжными рамами, м; – расчётное сопротивление древесины из круг лых материалов на изгиб, для сосны по СНиП II-В. 4–17 =16 Мпа; m – коэффициент условий работы для шахтной крепи, равный 0,85; – коэффициент перегрузки, равный 1,2; – удельный вес горной породы, кг/м³, для известняков = 2250 кг/м³.

b₁ / 2; (10)

1,71/ 2 = 0,855м

t₂ = 1,3· l , (11)

где – угол внутреннего трения пород, 74º (tg 74º = 3,5); – коэффициент условий работы для шахтной крепи, равный 0,85; – удельный вес горной породы, кг/м³, для известняков = 2700 кг/м³; коэффициент перегрузки, равный 1,2.

t₂ = 1,3· 1,5· = 0,043 м.

Исходя из имеющихся типоразмеров пиломатериалов, принимаем толщину затяжки равной t₂ = 0,05м.

d = 1,61· · = 0,132 м.

В соответствии со стандартными размерами, принимаем d = 0,18 м.

В качестве материала для затяжки принимаем обапол.

Толщину стойки принимаем равной толщине верхняка, d = d₁ = 180 мм.

Длина стойки с учётом заглубления её в лунку равна

l_ст = (h₄ / sinα) + d _в + l_л, (12)

где l_л – величина части стойки заглубленной в лунку, мм; d _в – диаметр верхняка, мм.

Глубина лунки равна:

l_л = (1,5–3)d; (13)

l_л = (1,5–3)180 = 360 мм.

l_ст = (2200 / 0,9925) + 180 + 360 = 2756,6 мм.

Сверим полученные параметры стойки с данными, приведенными в табл. 1.1 [стр. 15, 1]. По данным таблицы видно, что стойка длиной 2756,6 и диаметром 180 мм промышленностью выпускается, для дальнейших расчётов принимаем стойку со стандартными размерами длины и диаметра – 2756,6 мм и 180 мм соответственно.

h₅ = 2200 + 180 + 50 = 2430 мм.

Ширина верхнего основания выработки вчерне:

b₃ = b₁ + 2 · (d₁ + t₂) · sinα; (14)

b₃ = 1710 + 2 · (180 + 50) · 0,9925 = 2166,5 мм

Ширина нижнего основания выработки вчерне:

b₄ = b₂ + 2 · (d₁ + t₂) · sinα; (15)

b₄ = 1808,2 + 2 · (180 + 50) · 0,9925 = 2264,7 мм

Площадь поперечного сечения выработки вчерне:

S = [(b₃+ b₄)/2] · h₅; (16)

S = [(2166,5+ 2264,7)/2] · 2430 = 5,32 м².

Периметр поперечного сечения выработки вчерне:

P₁ = b₃+ b₄ + 2h₄ / sinα; (17)

P₁ = 2166,5 + 2264,7 + 2 · 2200 / 0,9925 = 8898 мм.

Прочность стойки проверяется на прочность от продольного изгиба при сжатии под действием силы Р и изгиба по формуле:

P /Ψ F + Dl ₀/4, 5 W ≤ R _и, (18)

где Ψ − коэффициент продольного изгиба; l ₀ – расчетная длина стойки, мм; Р – осевое расчетное усилие на одну стойку, кгс; F – площадь круглого сечения крепи, м²; D – боковое давление, Мпа; W –момент сопротивления, см³; R _и – расчетное сопротивление древесины из круглых материалов на изгиб, для сосны СНиП II-В 4–71 R _и = 16 Мпа;

При гибкости λ ≤ 75 Ψ = 1–0,8(λ /100)², при λ > 75 Ψ= 3100/ λ².

Гибкость цельных элементов определяется по формуле λ = l ₀/ r, где l ₀ − расчетная длина стойки; r – радиус инерции сечения элемента, равный (I / F)^1/2; I − момент инерции (I = 0,l· d ⁴ − для круглого сечения). Расчетная длина стойки l ₀= l _ст· k, где k − коэффициент: при обоих шарнирно закрепленных концах k = 1; при одном закрепленном и другом нагруженном − k = 2; при одном защемленном и другом шарнирно закрепленном k = 0,8; при обоих защемленных концах k = 0,65; l _ст − проектная длина стойки, мм.

λ = ; (19)

λ = = 42,2

Ψ = 1–0,8(λ /100)²; (20)

Ψ = 1–0,8(42,2 /100)² = 0,8575

W = π · d³ / 32; (21)

W = 3,14 · 18³ / 32 = 572,3 см³.

При расчёте осевого расчетного усилия на одну стойку, должно выполняться следующее условие:

Р _д ≥ Р,

где Р – осевое расчетное усилие на одну стойку, кгс; Р _д – максимально допустимое осевое усилие на одну стойку, кгс.

Р_д = · (220 – 1,5 · ), (22)

где d – диаметр стойки, см; l – длинна стойки, см; m – коэффициент запаса, принимаемый равным 4.

Р_д = · (220 – 1,5 · ) = 8161 кгс.

Осевое усилие на стойку со стороны свода, Р определяется по формуле:

Р = · 4/3 · , (23)

где – коэффициент крепости по Протодьяконову, = 3; – удельный вес горной породы, кг/м³.

Р = · 4/3 · = 796,25 кгс.

8161 кгс ≥ 796,25 кгс.

Так как фактическое усилие значительно меньше расчетного максимального, условие прочности стоек по осевому усилию выполняется.

Высота свода обрушения:

b^’ = a / (n_к tgφ); (24)

b^’ = 0,855 / (0,387 3,5) = 0,63 м.

Интенсивность максимального давления:

g_н^’ = b^’ · γ; (25)

g_н^’ = 0,63 · 2250 = 1417,5 Па.

Нагрузка на верхняк рамы:

Q^’ = 4/3 · ; (26)

Q^’ = 4/3 · = 6,31 МПа

796,25 кгс/м² = 6310 Па.

Определим прочность стойки:

+ = 2488279,62 Па = 2,5 МПа

2,5 МПа ≤ 16 МПа

Из проверочного расчёта можно сделать вывод, что стойка выдержит наложенную на неё нагрузку d₁ = d = 18 см

Результаты расчета размеров ПС ГРВ приведены в табл. 4

Таблица 4

Расчет выработки трапециевидной формы

Вывод: приобрёл практические навыки расчета размеров ПС ГРВ.

Дата добавления: 2016-03-26 | Просмотры: 417 | Нарушение авторских прав