Сооружение штольни в горной местности (стр. 2 из 11)
Техническая характеристика аккумуляторного электровоза 4,5АРП2М.
| Масса | т | 4,5 |
| Сцепной вес | кН | 45 |
| Ширина колеи | мм | 600 |
| Двигатель: | ||
| тип | ЭДР-7 | |
| число | шт | 2 |
| мощность | кВт | 12 |
| напряжение | В | 80 |
| Тяговое усилие в режиме | кН | 7,5 |
| Скорость движения | км/час | 6,4 |
| Жёсткая база | м | 0,9 |
| Размеры: | мм | |
| длина по буферам | 330 | |
| ширина | 1000 | |
| высота | 1300 | |
| Тип аккумуляторной батареи | 66ТНЖШ-300 | |
| Энергоемкость батареи | кВт*ч | 24,5 |
Тип рельса определяется округлённой до целого значения массой 1 м рельса. Промышленностью выпускаются рельсы с массой от 8 до 75 кг. Для откатки вагонеток вместимостью до 2 м3 применяются рельсы типа Р18 или Р24. В нашем случае мы будем применять рельсы Р24.
Техническая характеристика рельсов Р24.
| Высота | мм | 107 |
| Ширина подошвы | мм | 92 |
| Ширина головки | мм | 51 |
| Толщина шейки | мм | 10,5 |
| Теоретическая масса 1 метра | кг | 24,14 |
| Площадь поперечного сечения | см2 | 30,75 |
| Длина рельса | м | 8; 12; |
| Масса 1 метра | кг | 24,10 |
Друг с другом рельсы соединяют накладками с болтами или сваркой. Сваривают рельсы на путях со сроком службы не менее 5 лет. Рельсы укладывают на шпалы через прокладки, чем обеспечивается увеличение опорной поверхности рельсов. В нашем случае мы будем применять деревянные шпалы, сосновые, пропитанные антисептиком – фтористым натрием или хлористым цинком. Расстояние между осями шпал при электровозной откатке должно быть не более 0,7 м.
Для укладки стрелочных переводов применяют не шпалы, а брусья. Для рельсовой колеи 600 мм длина шпал составляет 1200 мм.
Балластный слой обеспечивает равномерную передачу нагрузки на нижнее основание, сглаживает неровности почвы выработки, динамические нагрузки на колёса и рельсы. Материалом для балласта служит щебень крепких и средней крепости пород с крупностью кусков 20 – 70 мм. Толщина балластного слоя под шпалой – не менее 100 мм, пространство между шпалами засыпают балластом на 2/3 толщины шпалы.
Размеры шпал.
| Толщина | мм | 130 |
| Ширина по верхней постели | мм | 110 |
| Ширина по нижней постели | мм | 210 |
| Длина | мм | 1200 |
С одной стороны выработки на уровне балластного слоя настилается пешеходный трап для передвижения людей, с этой же стороны под трапом устраивается дренажная канавка. Размеры поперечного сечения канавки зависят от величины суммарного водопритока в выработку. В нашем случае водоприток отсутствует.
2. Оценка устойчивости пород на контуре сечения выработки, обоснование формы сечения и конструкции крепи, расчёт сечения выработки в свету
Форму поперечного сечения выработки выбирают в зависимости от свойств горных пород, величины горного давления и его проявления, типа и конструкции крепи, назначения и срока службы выработки, а также способа её проведения. При выборе формы поперечного сечения горной выработки необходимо руководствоваться следующими основными технико-экономическими требованиями: высокая устойчивость формы при воздействии на неё горного давления, максимум полезной площади сечения, экономичность и удобство эксплуатации. Необходимыми исходными данными для оценки устойчивости контура поперечного сечения являются:
f=16- коэффициент крепости пород по М.М. Протодьяконову;
р=2500 кг/куб.м- плотность вышележащей толщи пород;
Н=300- глубина заложения выработки;
m=0,2- коэффициент Пуассона.
До проведения выработки породный массив находится в равновесном силовом состоянии. При проведении выработки равновесное состояние массива горных пород нарушается, поэтому необходимо рассчитать, прочностную характеристику горной породы.
Ориентировочно определяется прочностная характеристика горной породы – предел прочности на одноосное сжатие горных пород по которым производится выработка:
sСЖ = f*107 = 16*107
Вычисляется показатель устойчивости контура горной выработки:
ПУ = (р*g*Н)/ sСЖ =(2500*9,81*300)/(16*107) = 0,045
По значению показателя устойчивости выбирается материал для крепления:
,Это означает, что выработка может проходиться без крепления, но окончательно этот вопрос может быть решён лишь после определения коэффициентов запаса устойчивости в боках и кровле выработки.
Для боков проектируемой горизонтальной выработки запас прочности рассчитаем по формуле:
nб = (sСЖ* КС *К∞)/ (р*g*Н*К1) = (16*107*0,8*1,0)/(2500*9,81*300*2,7) = 6,5
sСЖ - предел прочности горных пород на одноосное сжатие;
КС- коэффициент структурного ослабления пород, зависящий от степени трещиноватости;
К∞- коэффициент длительной прочности, учитывающий уменьшение прочности пород во времени.
К1- коэффициент концентрации напряжений в боках выработки.
Оценка запаса прочности пород в кровле выработки (причём на этом этапе оценок кровля выработки принимается плоской):
nб = (sСЖ* Кр *КС *К∞)/ (р*g*Н*К2*λ) = (16*107*0,1*0,8*1,0)/(2500*9,81*300*1*0,25) = 7
- предел прочности массива пород на одноосное растяжение; 
- растягивающее напряжение, действующее по кровле в наиболее опасном сечении (середина пролета выработки);Кр- коэффициент, учитывающий соотношение между пределами прочности породы на растяжение и сжатие;
- коэффициент концентрации напряжений в плоской кровле; 
- коэффициент бокового давления (горизонтального распора) рассчитывается по значению коэффициента Пуассона:λ = μ/ (1 – μ) = 0,2/(1-0,2) = 0,25
По расчётной оценке запаса прочности
и 
принимаем прямоугольно-сводчатое сечение проектируемой выработки.Вывод: проектируемая выработка проходится без крепления прямоугольно-сводчатой формой поперечного сечения.
3. Расчёт сечения выработки в свету:
Размеры поперечного сечения горизонтальных горных выработок в свету зависят от её назначения и определяются, исходя из габаритов подвижного состава и располагаемого в выработке оборудования, обеспечение пропуска требуемого количества воздуха, зазоров между выступающими частями подвижного состава и крепью, предусмотренные Правилами безопасности, числа прокладываемых в выработке рельсовых путей и способа передвижения людей.
В нашем случае мы проектируем горизонтальную выработку с рельсовым видом транспорта, поэтому в соответствии с Правилами безопасности при геологоразведочных работах, минимальная величина прохода 0,7 м, а минимальная величина зазора 0,25 метров.
Указанная ширина свободного прохода для людей и зазоров должна быть выдержана по высоте выработки не менее 1,8 м от почвы (тротуара). Проходы для людей на всём протяжении выработок должны устраиваться с одной и той же стороны.
Прямоугольно-сводчатые сечения используются при проходке выработок без крепи или с возведением облегчённых конструкций крепи. Высота свода в сечениях от 2 до 6,8 м2 (однопутные выработки) составляет
.Площадь поперечного сечения в свету – это площадь по внутреннему контуру установленной в выработке крепи и верху балластного слоя (проезжей части).
Расчёты размеров и площади сечения в свету горизонтальной выработки с использованием рельсового вида транспорта при прямоугольно-сводчатой форме сечения выполняются по следующей схеме:
Рассчитаем расстояние от почвы до головки рельса:
, где 
- толщина балластного слоя под шпалой; 
- толщина шпалы; 
- высота рельсов марки Р – 24.Рассчитаем расстояние от почвы до уровня пешеходного трапа:
Рассчитаем высоту вертикальной стенки выработки (в свету):
- высота погрузочной машины ППН – 2 в транспортном положении; 
- ориентировочный диаметр вентиляционных труб.Вентиляционные трубы подвешиваются к стенкам или кровле выработок обычно со стороны, противоположной пешеходному трапу с таким расчётом, чтобы расстояние от них до наиболее выступающей части подвижного состава было не менее 200 мм. В нашем случае вентиляционные трубы подвешиваются на спряжении свода выработки с вертикальной стенкой.