Obudowa zmechanizowana
Transcript of Obudowa zmechanizowana
Maszyny i urządzeniagórnicze
Studia podyplomowe
Obudowa zmechanizowana
Obudowa zmechanizowana składa się zpowtarzalnych elementów jakimi są sekcjeobudowy.
Obudowa zmechanizowana ma za zadaniezapewnie niezakłóconego wybieraniakopaliny użytecznej poprzez zabezpieczeniewyrobiska eksploatacyjnego przedopadaniem stropu.
Obudowa zmechanizowana
Obudowa zmechanizowana
Obudowa zmechanizowana
Obudowa zmechanizowana
Podział obudów wg PN-EN 1804-1:
• Obudowa ramowaStropnica i spągnica tworzą ze stojakami
ustawionymi w jednym rzędzie pojedynczą sekcjęobudowy;
• Obudowa kasztowaStropnica i spągnica tworzą ze stojakami
ustawionymi w rzędach i szeregach pojedynczą sekcjęobudowy
Obudowa zmechanizowana
Podział obudów wg PN-EN 1804-1:
• Obudowa osłonowaStropnica i spągnica połączone są z osłoną
odzawałową przenoszącą obciążenie wywołanenaciskiem skał stropowych
Obudowa zmechanizowana
Sekcja ramowa/kasztowa
Obudowa zmechanizowana
Sekcja osłonowa
Obudowa zmechanizowana
Sekcja osłonowajednoszeregowa dwuszeregowa
Obudowa zmechanizowana
Sekcja osłonowa
Sekcja osłonowo-podporowa
Obudowa zmechanizowana
Sekcja podporowo-osłonowa
Obudowa zmechanizowana
Ścieżka przystropowa dla sekcji z przegubem centralnym
Obudowa zmechanizowana
Ścieżka przystropowa dla sekcji z układem lemniskatowym
Obudowa zmechanizowana
Podział sekcji z uwagi na sposób kierowania stropem
podsadzkowa
Obudowa zmechanizowana
Podział sekcji z uwagi na sposób kierowania stropem
podsadzkowa
Obudowa zmechanizowana
Podział sekcji z uwagi na sposób kierowania stropem
zawałowa
Obudowa zmechanizowana
Budowa sekcji
Obudowa zmechanizowana
Budowa sekcji
Obudowa zmechanizowana
Budowa sekcji
Obudowa zmechanizowana
Oznaczenie sekcji
P – podporowa;O – osłonowa;PO – podporowo-osłonowap – podsadzkowa;z – zawałowa;k – kombajnowa;s – strugowa.
Glinik 17/33,5 POz; Metrol -15/38-POz/Pp;
Metrol -15/38-POz/Pp/BSN; Caterpillar 0,95/2,0 POzs
Obudowa zmechanizowana
Ocena przydatności typów sekcji obudowyzmechanizowanej w aspekcie warunków stropowych
L.p. Analizowany aspektprzydatności
Typ sekcji obudowy zmechanizowanej
Ramowa Kasztowa Osłonowajednoszeregowa
Osłonowadwuszeregowa
1 Stopień osłonięciastropu [%] 70 85-90 100 100
2 Zabezpieczenie odstrony zrobów słabe niepełne Pełne Pełne
3
Dopuszczalnaszerokość wyrwy wstropie [m]:
• przy rozparciuwszystkich stojaków
•przy rozparciupierwszego szeregu
0,8
0,8
1,1
1,6
1,0
1,0
1,1
1,8
Obudowa zmechanizowana
Obudowa zmechanizowane spełnia swe zadaniepoprzez podstawowe funkcje tj.:
• kierowanie stropem;
• osłonięcie wyrobiska przed przedostawaniem się skał zrumowiska zawałowego do przestrzeni roboczej;
• osłonięcie wyrobiska przed opadaniem skał ze stropu;
• osłonięcie przed odpadającymi z czoła ściany kęsamiwęgla w pokładach o grubości powyżej 2,5 m lubstaczającymi się po przenośniku kęsów urobku wścianach o nachyleniu podłużnym powyżej 25˚
Obudowa zmechanizowana
Podporność obudowy:• wstępna
Podporność jaką sekcja obudowy zmechanizowanej osiąga wmomencie rozparcia i wynika ona z ciśnienia zasilaniawystępującego w magistrali.
• nominalna
Maksymalna podporność jaką może osiągnąć sekcja obudowyzmechanizowanej przy obciążeniu statycznym i zależy od ciśnieniaotwarcia zaworu bezpieczeństwa
Obudowa zmechanizowana
Podporność obudowy:• robocza
Podporność jaką sekcja obudowy zmechanizowanej osiąga w danejchwili pod wpływem nacisku górotworu. Jej wartość mieście siępomiędzy podpornością wstępną a nominalną.
Obudowa zmechanizowana
Teoretyczna charakterystyka pracy sekcji obudowyzmechanizowanej
Czas
t1 t2 t3 t4
Podp
orno
ść
Pw
Pr1
Pr2
Pr3
Pr4
Obudowa zmechanizowana
Rzeczywista charakterystyka pracy sekcji obudowyzmechanizowanej
Obudowa zmechanizowana
Rozkład wartości ciśnień w sekcjach wzdłuż ściany
Obudowa zmechanizowana
Praca na kroku wstecz
1. Zrabowanie, przesunięcie sekcji w kierunku czołaściany następnie rozparcie sekcji;
2. Dosunięcie przenośnika zgrzebłowego ścianowegodo czoła ściany.
Obudowa zmechanizowana
Praca na kroku w przód
1. Po wykonaniu skrawu następuje zabezpieczenie odsłoniętegostropu stropnicą wysuwną/wychylną;
2. Dosunięcie przenośnika zgrzebłowego ścianowego do czołaściany;
3. Zrabowanie, przesunięcie sekcji w kierunku czoła ścianynastępnie rozparcie sekcji;
Obudowa zmechanizowana
Schemat zasilania hydraulicznego sekcji obudowyzmechanizowanej
Obudowa zmechanizowana
Zespół zasilający
Obudowa zmechanizowana
Zespół zasilający
Obudowa zmechanizowanaKomora pomp
Obudowa zmechanizowanaPodstawowe dane techniczne sekcji - KHW 12/28 POz/ Pp
Obudowa zmechanizowana
Obudowa zmechanizowana
Sprawdzenie poprawności doboru sekcji obudowyzmechanizowanej – Metoda dopuszczalnego ugięcia
stropu
Obudowa zmechanizowana
Wskaźnik nośności stropu „g”
Wartość wskaźnikanośności stropu „g”
Stan utrzymania stropu wyrobiska
g < 0,7 Złe utrzymanie stropu, zagrożenie zawałem
0,7 ≤ g < 0,8Występowanie opadu stropu lub progów o
charakterze schodowymg > 0,8 Dobre i bardzo dobre utrzymanie stropu
Obudowa zmechanizowana
Jednostkowe nachylenie stropudla eksploatacji z zawałem stropu
dla eksploatacji podsadzką hydrauliczną
mp – stosunek wartości momentu podporności obudowy Mp do wartości momentu obciążeniawyrobiska MQ
Obudowa zmechanizowana
Pz – podporność zastępcza [MN],lz – ramię działania siły podporności zastępczej [m].
Moment podporności obudowy dla pokładówniezagrożonych tąpaniami/wstrząsami górotworu
Obudowa zmechanizowana
Moment podporności obudowy
Obudowa zmechanizowana
Moment podporności obudowy
Obudowa zmechanizowana
Moment podporności obudowy
Obudowa zmechanizowana
Podporności zastępcza obudowy
i – liczba stojaków jednej sekcji obudowy zmechanizowanej,nk – współczynnik redukcyjny podporności stojaka,nw – współczynnik przenoszenia podporności obudowy na strop wyrobiska,Pr - podporność robocza stojaków sekcji obudowy zmechanizowanej [MN],b – podziałka sekcji obudowy [m],no – wartość stosunku podporności wstępnej do podporności roboczej stojaków sekcji,nm – współczynnik wpływu małej wytrzymałości spągu,ncz – wskaźnik pracy obudowy zmechanizowanej,d01 – odległość stojaka sekcji obudowy, najbliższego czoła ściany, od tego czoła przed rozpoczęciem urabiania [m],d02 – odległość stojaka sekcji obudowy, najdalszego czoła ściany, od tego czoła po ukończeniu urabiania [m],zśr – średnia wartość zaciskania wyrobiska ścianowego na odcinku rozpiętości stropu (d02 - d01) [mm],
Obudowa zmechanizowana
Podporności zastępcza obudowyWsp. nw dla ścian zawałowych
lg – pozioma odległość gniazda górnego stojaka od gniazda dolnego [m],hg – pionowa odległość gniazda górnego stojaka od gniazda dolnego [m],
Obudowa zmechanizowana
Podporności zastępcza obudowyWsp. nw dla ścian zawałowych
Lw – długość stropnicy powiększona o największą rozpiętość otwartego stropu przy czole ściany
Wsp. nw dla ścian podsadzkowych
Obudowa zmechanizowana
Podporności zastępcza obudowyWspółczynnik nm
Rs – wytrzymałość na ściskanie warstw spągowych [MPa]
Obudowa zmechanizowana
Podporności zastępcza obudowyWspółczynnik ncz
nF – współczynnik nierównomierności rozkładu nacisku, który należy uwzględnić gdypowierzchnia styku z otoczeniem jest większa od 1,5 m2, dla obudów zmechanizowanychosłonowych i osłonowo-podporowych nF = 1,5, dla podporowo-osłonowych nF = 1,3, dlapodporowych nF = 1,F – pole powierzchni spągnic lub stropnicy (w zależności od wytrzymałości na ściskanie).
Obudowa zmechanizowana
Podporności zastępcza obudowy
zL1 – wartość jednostkowa nachylenia stropu na pierwszym od czoła ściany metrze jego otwarcia [mm/m]
Obudowa zmechanizowana
nzt – współczynnik zamiany podporności obudowy
Moment podporności obudowy dla pokładów zagrożonychtąpaniami/wstrząsami górotworu
h – wysokość wyrobiska eksploatacyjnego [m],hmin – minimalna wysokość pracy sekcji obudowy zmechanizowanej [m]
Obudowa zmechanizowana
Li – rozpiętość wyrobiska [m]Q – obciążenie wyrobiska [MN]
Moment obciążenia wyrobiska ścianowego
Obudowa zmechanizowana
nA – współczynnik zasięgu górotworu odprężonego w stropie wyrobiska ścianowego ,nQ – współczynnik nasilenia obciążenia,nu – współczynnik nachylenia wyrobiska,ap – współczynnik ciśnienia okresowego (uwzględnić gdy Rc>40 [MPa],cw – ciężar objętościowy skał tworzących warstwę odprężoną [MN/m3] – około 0,02 [MN/m3] ,hs – zredukowana wysokość wyrobiska eksploatacyjnego [m],Li – rozpiętość wyrobiska [m],h0 – zero podsadzkowe [m],Rc – wytrzymałość na ściskanie skał stropowych [MPa].
Moment obciążenia wyrobiska ścianowegoObciążenie wyrobiska ścianowego, przypadające na 1 [m] bieżący jego długości,
dla systemu zawałowego wynosi:
Dla systemu z podsadzką hydrauliczną:
Obudowa zmechanizowana
Rozpiętość wyrobiska dla ścian zawałowych
Obudowa zmechanizowana
Rozpiętość wyrobiska dla ścian zawałowych
Obudowa zmechanizowana
Rozpiętość wyrobiska dla ścian zawałowych
Obudowa zmechanizowana
Rozpiętość wyrobiska dla ścian zawałowych
Obudowa zmechanizowana
Rozpiętość wyrobiska dla ścian zawałowych
lcz – otwarcie stropu wynikające z rzeczywistego nachylenia czoła ściany [m],H – wysokość ściany [m],Rz – wytrzymałość na ściskanie węgla [MPa],q – ciśnienie górotworu [MPa].
Obudowa zmechanizowana
Rozpiętość wyrobiska dla eksploatacji z podsadzką
Obudowa zmechanizowana
Zredukowana wysokość ściany
Współczynnik nachylenia podłużnego ściany
Obudowa zmechanizowana
Współczynnik nasilenia obciążenia
Obudowa zmechanizowana
Współczynnik zasięgu górotworu odprężonego
D – długość wyrobiska eksploatacyjnego [m] liczona od wyrobiska przyścianowego w dwustronnymotoczeniu calizną węglową przed czołem ściany.
Obudowa zmechanizowana
Wpływ wstrząsu górotworu na obciążenie wyrobiskaDla ścian zawałowych:
nzr – współczynnik zależny od odległości środka warstwy tąpiącej Ht od stropu wyrobiska, nzr = 2 dla Ht < 30 m,Ht – odległość środka warstwy tąpiącej od stropu wyrobiska [m],
Et – spodziewana energia wstrząsu [MNm].
Dla ścian podsadzkowych:
Obudowa zmechanizowana
Moment obciążenia wyrobiska dla pokładów zagrożonychtąpaniami/wstrząsami górotworu
Obudowa zmechanizowana
Ciśnienie górotworu
α– kąt nachylenia pokładu,G – głębokość eksploatacji [m],mc – iloczyn współczynników cząstkowych.
Obudowa zmechanizowana
Obudowa zmechanizowana
Graniczne nachylenie stropu [mm]
Średnie nachylenie stropu [mm]
Literatura
1. Biliński A. 2005. Metoda doboru obudowy ścianowych wyrobisk wybierkowych ichodnikowych do warunków pola eksploatacyjnego. Prace naukowe – MonografieCMG KOMAG, Gliwice.
2. Jaszczuk M. 2007. Ścianowe systemy mechanizacyjne. „Śląsk” WydawnictwoNaukowe, Katowice.
3. Korzeniowski i inni. 2013. Monitoring górotworu na podstawie analizy pracy sekcjiobudowy zmechanizowanej. Wydawnictwa AGH, Kraków.
4. Krauze K. 2000. Urabianie skał kombajnami ścianowymi. „Śląsk” WydawnictwoNaukowe, Katowice.
5. Wyciszczok S. 2011. Maszyny i urządzenia górnicze. REA, Warszawa.