Расчет сопротивления щитовой крепи

Сопротивление секции щитовой крепи St проще всего рассчитывать по уравнению моментов сил (рис. 4.24)



где А — нагрузка; е — расстояние от точки упора стойки в ограждение или перекрытие до точки поворота; f — расстояние от точки приложения нагрузки на перекрытие крепи до точки поворота.

Общая точка поворота в щитовой крепи с одношарнирной связью основания с ограждением находится в шарнире, связывающем основание с ограждением, в крепи с горизонтальной гидростойкой — в точке пересечения линии, являющейся продолжением рычага связи основания с ограждением, и восстановленным из нижней точки ограждения перпендикуляром в крепи с двухрычажной связью основания с перекрытием — в точке пересечения линий, являющихся продолжением рычагов шарнирного четырехзвенника.

Сопротивление указанных типов щитовых крепей, стойки которых имеют упор в ограждение или непосредственно в шарнир, соединяющий ограждение с перекрытием, во всех случаях передается породам кровли через шарнир. В щитовых крепях, стойки которых имеют упор в перекрытие, сопротивление и положение точки приложения результирующего распорного усилия на перекрытии зависят от расстояния до точки поворота, направления и распорного усилия гидроопоры и от момента сил, создаваемого угловым гидродомкратом между ограждением и перекрытием.

Расстояние f для крепей с шарнирной связью развитого перекрытия с ограждением и упором стойки в перекрытие не может быть определено непосредственно по конструктивной схеме. Однако его можно установить по приведенным на рис. 4.25 расчетным схемам и уравнениям. В случае (см. рис. 4.25,б) при определении распорного усилия секции учитывается, в частности, развиваемый угловым домкратом момент сил Z.

При составлении уравнений для расчета распорного усилия секции исходят из упрощающего предположения, что оно направлено по нормали к напластованию. В действительности же указанное усилие почти всегда направлено под некоторым углом к нормали.

В щитовых крепях с двухрычажной связью основания с ограждением усилие гидростоек как после начального распора, так и при последующем нагружении также может быть направлено не по нормали к напластованию. Угол отклонения от нормали из-за наличия люфта в шарнире зависит от того, в какой мере параллельная напластованию компонента распорного усилия стойки передается породам кровли. Возможность передачи от перекрытия щитовой секции параллельных напластованию усилий доказана как на испытательном стенде, так и в производственных условиях. При наблюдениях в шахтах установлено, что передаваемое кровле распорное усилие может отклоняться от нормали на 0—18° в сторону выработанного пространства.

Отклонение распорного усилия секции от нормали имеет значение для определения устойчивости крепи.