Проектирование горно-разведочной выработки (стр. 1 из 3)
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ
ГОРНО-РАЗВЕДОЧНЫХ ВЫРАБОТОК.
В данной работе следовало выбрать сечение с минимально возможным его размером, так как выработка (штрек) не должна будет использована в дальнейшем. Так же следовало пройти ее в максимально короткие сроки. Отсюда величина сечения зависела только лишь от используемого проходческого оборудования, его габаритных размеров.
Срок службы данной выработки ограничен, поэтому целесообразно было использовать трапециевидную форму ( в сечении) и дерево в качестве крепежного материала.
Площадь поперечного сечения определяется по известным формулам:
S = HBср
Bср = B1 + B2
2
где S – площадь поперечного сечения, м2;
H – высота выработки, зависит от вертикального размера породопогрузочной машины с поднятым ковшом (H=2450мм);
В1 и В2 – ширина выработки соответственно по кровле и по подошве;
Вср и Вусл - средняя и условная ширина выработки, м – зависти от ширины электропоезда, используемого для откатки породы и от величины зазоров от стенок выработки, необходимых по условиям соблюдения техники безопасности.
х1 х2 х3 и х4 - вспомогательные размеры выработки, необходимые для расчетов:
х1 = 1000 х ctg 85 = 90
x2 = 650 x ctg 85 = 58,5
x3 = 1450 x ctg 85 = 130,5
x4 = 1800x ctg 85=162
B1 = 1950 – (90+58,5) = 1,8 (м)
B2 = 1950 + (130,5+162) = 2,2 (м)
1,8 +2,2
Вср = ------------------- = 2,022 (м)
2
Находим площадь сечения в свету:
Sвс = 2,4 х 2,0 = 4,9 (м)
Для определения размеров поперечного сечения в проходке необходимо сначала рассчитать поперечные размеры крепи, которые в свою очередь зависят от величины горного давления.
При выборе размеров поперечного сечения были учтены следующие правила безопасности:
1. В выработках, по которым производится механизированная перевозка людей, откатка и доставка грузов расстояния между наиболее выступающей частью подвижного состава и стеной (крепью) должно быть с одной стороны не менее 0,7 м (для свободного прохода людей, с другой стороны не менее 0,25 м. Свободный проход на всем протяжении выработки устраивается с одной стороны.
2. Высота от почвы выработки до головы рельсов для временного пути – 0,2 м.
3. Минимальная высота свободного пространства под пешеходной дорожкой – 1,800 м. Боковые стенки выработки наклонены под углом 850.
Для уборки породы выбрана породопогрузочная машина ППН-1С.
Техническая производительность – 1 м3/мин, фронт погрузки – 2,2 м, высота в рабочем положении – 2,250 м.
Для откатки породы:
аккумуляторный электровоз АК2У-600.
ширина – 0,9 м
высота – 1,210 м
и вагонетки типа ВО – 0,8
2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ НА КРЕПЬ ВЫРАБОТКИ.
Величина горного давления рассчитывается по формуле M.М.Протодьяконова : Давление на 1м2 кровли горизонтальной выработки в Па :
γ x B1
Р=0.33 x f (2)
Если породы VII категории, то ?=27000 Н/M3 , f=3,4 , тогда
27000 x 1.8
Р=0.33 x 3.4 =4717 (Па)
РАСЧЕТ КРЕПЛЕНИЯ ВЫРАБОТОК.
Наиболее нагруженная часть в горизонтальной выработке определяется по следующей формуле; при крепления в разбежку:
аР х В1 2
d = 1,08 3Ö
Кизг (3)где: а - расстояние между крепленными рамами, м, а=1,5м
В1-ширина выработки по кровле, В1=1,8м
Кизг -допускаемое напряжение на изгиб для сосны, Кизг = 7,5х106(Па).
1,5х4717х1,82
d=1,08 3Ö 7,5х106 = 0,19(м)
По конструктивным соображениям толщина стоек принимается равной толщине переклада. Толщину затяжки в метрах при установке крепежных рам вразбежку можно рассчитывать по следующей формуле; для затяжки из досок:
в
hд = 1,4 х 102 х а х Ö f x Кизг ( 4 )
в - половина В1
0,.9
hд = 1,4 х 102 х 1,5 Ö 3,4х7,5х106 = 0,031 (м)
Теперь можно рассчитывать площадь сечения выработки в проходке:
В1 1 + В2 1
Sвч = Н1 х 2 ( 5 )
Н1 = 2,5 + 0,19 + 0,031 = 2,8 ( м )
В1 1 = 1,8 + 2 х(0,19 + 0,031) = 2,3( м )
В2 1 = 2,2 + 2 х(0,19 + 0,031) = 2,7 ( м )
2,3 + 2,7
Sвч = 2,8 х 2 =7,00( м2 )
ПАСПОРТ КРЕПЛЕНИЯ.
1. Характеристика выработки:
а) Форма трапецевидная.
б) Площадь поперечного сечения Sвс =4,9м2, Sвч=7,00м2.
в) Глубина выработки-150м.
г) Колесно-рельсовый способ откатки электровозом АК2У-600.
д) Тип и емкость откаточного сосуда-ВО-0,8.
2. Характеристика пород:
а) Категория пород по ЕНВ-7
б) Характер и устойчивость: трещиноватые,средней крепости f=3,4, коэффициент разрыхления-1,35, удельный вес в массиве 2600кг/м3, не устойчивые.
3. Характеристика крепи:
а) Конструкция-крепежные рамы вразбежку а=1,5м.
б) Материал крепи-сосна, Кизг=7,5*106(Па).
в) Угол наклона стоек-850.
г) Глубина лунок, см-20, со стороны водосточной канавки-30.
д) Затяжка кровли и боков-доски hа=0,031(м).
Соединение элементов крепи-”встык”,металлическими скобами.
4. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ И СОСТАВЛЕНИЕ ПАСПОРТА БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ.
4.1. Выбор бурового оборудования и инструмента
Буровое оборудование выбирают в зависимости от типа проходимой выработки и свойств горных пород. При проходке горизонтальных выработок целесообразны ручные быстроударные перфораторы на пневмоподдержках. Число перфораторов в забое зависит от принятой организации работ и размеров поперечного сечения выработки. На каждую буровую машину должен приходиться участок не менее 80-100см, следовательно, в данном случае используются 2 перфоратора марки ПП36В и 2-е пневмоподдержки П-8. Для бурения шпуров следует применять крестовые (для трещиноватых), армированные твердыми сплавами съемные буровые коронки. Марка сплава -ВК-11.
Диаметр буровой коронки-36мм (диаметр патрона применяемого ВВ-32мм).
Комплект буровых штанг БШ-25 из стали 55С2,.шестигранного сечения.
Забурник имеет наибольший диаметр (Æ 46) буровой колонки, конечный -40мм.
4.2. Выбор способа взрывания, взрывчатых веществ и средств взрывания.
Для повышения эффективности отбойки пород взрывом лучше применить короткозамедленное взрывание (КЗВ). Способ взрывания - электрический, как наиболее доступный и не требующий
Тип применяемого ВВ - аммонит N 6ЖВ длина=250мм, m=200г, Æ 32
Зависит от крепости и обводняемости пород , по которым идет выработка.
4.3. Расчет параметров буровзрывных работ.
Глубина отбойных шпуров в М выбирается исходя из принятой организации работ, ориентировочно.
Тц1 - Кn х Тпз
lотб = Nm x Nб /n1 + h x Sвч x Nуб/n2 x h x Nкр/n3 (7)
проходческий цикл должен укладываться в целое число смен (включая перерывы).
Формула ( 7 ) соответствует последовательному выполнению основных проходческих процессов в течении рабочей смены при условии проведения взрывных работ, проветривания забоя и геологического обслуживания в перерыве между рабочими сменами.
Число шпуров для расчетов по формуле (7) определяется по формуле М.М.Протодъяконова:
Nш = 2,7 х Ö f x Sвч( 8 )
Nш = 2,7 х Ö 3,4 х 7,00 = 13 ( шт )
h = 0,9, Nб = 0,051( справочник ), Nуб = 1,3 ( расчетная ), Nкр = 3,29 [ЕНВ], тогда
6 - 3 х 0,5
lотб = 13 х 0,051 + 0,9 х 7,00 х 1,3 + 0,9 х 3,29 = 2,00 (м )
2 2 2
Глубина врубовых шпуров должна превышать глубину отбойных на 20 %, т. е . lвр @ 2.2 ( м )
При наклонных врубах эта величина проверяется по формуле:
Вл - 0,2
lвр <= 4 х tq b
если b = 750 , Вл = 1,950 м
Применяется клиновой вруб, углами наклона в горизонтальной плоскости 750.
4.4. Расчет заряда и числа шпуров.
Величина заряда на забой (на один цикл ).
Qц = q x Sвч х lотб х h ( 9 )
где q = удельный расход ВВ , кг/м3, определяется по формуле:
f
q = Q х Ö Sвч ( 10 )
Q- поправочный коэффициент ,учитывающий работоспособность применяемого ВВ
520
Q = 360 = 1,4
3,4
q = 1,4 х Ö 7,00 = 0,97
Qц = 0,97 x 7,00 х 2,00 х 0,9 = 12,2 ( кг )
Средняя величина заряда одного шпура:
Qц 12,2
Qср = Nш = 13 = 0,94 ( кг )
Окончательно принимаемая величина заряда ВВ в забое выработки , после уточнения величины заряда в каждом шпуре должна удовлетворять условию:
Q1ц = Nвр х Qвр + Nотб х Qотб » Qц
Q1ц = 5 х 0,6 + 8 х 0,52 = 12,02 ( кг ) » 12,00 ( кг )
lзаряда 0,25 х 2
К заполнения шпура = lотб = 2,00 = 0,6
4.5. Определение границ опасной зоны.
При взрывании шпуровых зарядов в подземных условиях укрытия располагаются за поворотом выработки или в других (естественных) углублениях, например в разлиновке на расстоянии не менее 75м.
5. ПРОВЕТРИВАНИЕ ВЫРАБОТОК И ВЫБОР
ВЕНТИЛЛЯЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ.