Файл: Казьмин, В. М. Вероятностный метод анализа контактного взаимодействия забойных крепей с боковыми породами.pdf

на пересечении 6-й графы со 2-й строкой. При перемещении равнодей­ ствующей 0 на два участка вправо (см . рис. 2.13,в) в рассматривае­ мой нами части перекрытия окажется 7 участков, а в противоположной части — один участок со всеми вытекающими отсюда последствиями

количество участков в рассматриваемой части перекрытия изменяется, следовательно, изменяется и вероятность контактирования участков,

62

т.е. .чтобы получить значения A2Q , нужно имеющиеся значения

разделить на 5 (см . рис. 2.13,а) или соответственно на 6,7, 4 и 3

рис. 2.13,6-д).

Из этого лишний раз явствует, что основным критерием является величина A2Q (доля общего сопротивления крепи на рассматриваемом участке), учитывающая и вероятность контактирования участков и со ­ противляемость крепи на вступающих в контакт участках; пользование же лишь значениями 0.ср может привести к неправильным численным оценкам.

По найденным значениям A2Q можно также получать зависимости типа:

ASQ = f

Здесь следует отметить, что прежде необходимо определить значение A2Q для конкретной длины перекрытия L и соотношение сопротив­ лений гидроопор, а затем уже искать зависимости изменений этой ве­ личины как функции от L или Р^/Р^.

Табл. 2.7 используется для анализа изменения сопротивляемости крепи в случае исключения какого-либо участка перекрытия (или осно­ вания) из числа контактирующих с кровлей. Допустим, например, что

значения 2AQ из табл. 2.7 (см . третью строку этой таблицы), а во вторую строку - соответствующие значения SAQ из первой строки табл. 2.7. Затем вычисляем разность значений 2.AQ из записанных в первой и второй строках табл. 2.9, которую заносим в 3 строку этой таблицы, и, наконец, разделив эту разность на 2 (нужный делитель

63

3.ВЫЯВЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫ Х КОНСТРУКТИВНЫ Х РЕШЕНИЙ Н А ОСНОВЕ ВЕРОЯТНОСТНОГО АН АЛ И ЗА КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЗАБОЙНЫ Х КРЕПЕЙ С КРОВЛЕЙ

3.1. Анализ контактнруемости перекрытий

ираспределения сопротивления механизированных крепей по ширине призабойного пространства

3.1. 1. Анализ влияния конструкции н параметров

нерекрытня, расположения н соотношения номинального сопротивления гндроопор

Изложенным выше методом произведена оценка влияния кон­ структивных факторов на распределение сопротивления механизирован­ ной крепи по ширине лавы и на контактируемость их с кровлей с тем, чтобы с этой точки зрения дать ответ на стоящие перед конструкто­ рами и исследователями вопросы о рациональном размещении гидро­ опор и соотношении их сопротивления, о достоинствах и недостатках различных конструктивных схем секций и перекрытий механизированных крепей и др.

Вначале была применена методика перебора и анализа всех воз­ можных вариантов контактирования и получены первые результаты, дающие принципиальные ответы на эти вопросы [13, 14, 18]

Так, на рис. 3.1 показано распределение сопротивления в пределах

ну забоя на 30 см, или, что равносильно, при положении равнодействую­

и изменением соотношения их сопротивлений, установкой рядом с имею­ щейся дополнительной гидроопоры или, наконец, заменой двух гидро­ опор с сопротивлением, равным суммарному.

Из рис. 3.1 видно, что даже такое сравнительно небольшое смеще­ ние равнодействующей резко сказывается на распределении сопротив­ ления крепи: так, при смещении равнодействующей на 30 см в сторону завала сопротивление крепи на призабойном участке снижается по

65

896 5

сравнению с серийной конструкцией примерно вдвое, а при таком же смещении в сторону забоя примерно вдвое повышается. Очевидно, всякое смещение гидроопор в сторону завала или усиление сопротив­ ления заднего рада стоек не может способствовать улучшению состоя­ ния кровли на призабойном участке, а следовательно, и повышению эффективности применения механизированной крепи. Практически рав­ номерное распределение сопротивления крепи по ширине лавы (что и обусловливается технико-экономическими требованиями к механизи­ рованным крепям) достигается при расположении равнодействующей суммарного сопротивления крепи посредине жесткого перекрытия.

Поскольку простое перемещение гидроопор в сторону забоя по усло­ виям технологии узкозахватной выемки угля неприемлемо, представ-. ляется целесообразным вернуться к вопросу о применении одностоеч­ ных секций. Замена, например, у серийной механизированной крепи М-87Д двух стоек одной (с сопротивлением, равным суммарному со­ противлению двух стоек) и расположение ее в точке 3 позволят, с

одной стороны, увеличить ширину бесстоечного призабойного простран­ ства и применить более мощное оборудование для выемки и транспор­

улучшению состояния кровли у забоя; эксплуатационно-технические требования в отношении равномерного распределения нагрузки здесь также будут выполнены. Вместе с этим увеличится вероятность кон­ тактирования с кровлей призабойных участков консоли перекрытия, что также имеет немаловажное значение. На рис. 3.2 изображены графики вероятности контактирования (для случая плитового перекрытия) жест­ кой части перекрытия крепи М-87Д с кровлей при разнообразном расположении равнодействующих сопротивления секций. Из рисунка вид­ но, что при смещении равнодействующей на середину призабойные участки консоли будут на 25% чаще контактировать с кровлей, чем в настоящее время. Неудачный опыт эксплуатации крепи МПК не может служить причиной безусловного отрицания целесообразности примене­ ния одностоечных секций (или секций с одной активной опорой), по­ скольку значительное увеличение длины задних консолей перекрытий при соотношении длин передней и задней консолей 1:1 приведет к ка­ чественному изменению условий контактного взаимодействия таких секций с кровлей.

Возможен и другой способ повышения контактируемости и сопро­ тивляемости крепи на призабойном участке - изменение величины со ­ отношения сопротивления гидроопор при увеличении сопротивления пе­ редней гидроопоры.

Согласно изложенному, фактором, определяющим распределение со ­ противления лавокомплекта крепи по ширине лавы, при рассматривае­ мом типе контактного взаимодействия является положение равнодей­ ствующей суммарного сопротивления гидроопор. Следовательно, коли­ чество гидроопор, их расположение и соотношение сопротивления имеют значение лишь постольку, поскольку это сказывается на положении рав­ нодействующей сопротивления секции. Это обстоятельство следует иметь в виду при компоновке секции крепи. Например, если возникает

66

ZQ

Р и с . 3.1. Распределение сопротив­ ления механизированной крепи М -87Д по ширине лавы в зависи­

мости от положения равнодействую­

необходимость подвинуть на некоторую величину переднюю гидроопору секции крепи М-87Д в сторону завала, то конструктор может это сделать без ущерба для контактируемости с кровлей и сопротивляемос­ ти крепи на призабойном участке, если изменит соотношение сопротив­ ления гидроопор таким образом, чтобы положение равнодействующих их сопротивления не изменилось. Если по тем или иным соображениям ока­ жется целесообразным увеличить количество стоек в призавальном ря­ ду этой крепи и компоновать . секции с одной призабойной и стоящими рядом двумя призавальными стойками (по типу крепи М -101), то во избежание понижения сопротивления и контактируемости крепи у забоя необходимо выполнить условие равной сопротивляемости одной перед­ ней и двух задних стоек секции.

Зти выводы не противоречат в своем существе опыту эксплуатации механизированных крепей. Общеизвестным фактом является ухудшение состояния кровли на призабойном участке и уменьшение частоты кон­ тактирования призабойных консолей перекрытий секций крепи с кровлей

Р и с . 3.2. Графики вероятности контактирования с кровлей участ­ ков перекрытия механизированной крепи М -87Д в зависимости от по­ ложения равнодействующей сопро­ тивления секции

1-3 - в случае балочного пере­ крытия; I 7, З7 - в случае плитового перекрытия

67