Шахта Интинская. Расчеты параметров устойчивости пород и крепления выработки (стр. 1 из 9)
Оглавление Введение................................................................................................................................... 2
1. Общие сведения о шахте.................................................................................................. 3
2. Расчет толщины монолитной крепи вертикального клетевого ствола......................... 8
2.1 Характеристика ствола.................................................................................................. 8
2.2 Расчет критерия устойчивости пород.......................................................................... 9
2.2.1 Расчетное сопротивление пород сжатию.............................................................. 9
2.2.2 Расчет критерия устойчивости пород по участкам ствола................................. 9
2.3.2 Расчетное горизонтальное (радиальное) давление пород протяженной части ствола 12
2.3.3. Расчет горизонтального давления пород на крепь ствола в зоне сопряжения 13
2.3.4. Давление подземных вод..................................................................................... 14
2.5 Пример расчета............................................................................................................. 15
2.6 Выбор толщины крепи для ствола............................................................................. 20
2.7 Камера сопряжения околоствольного двора с клетевым стволом.......................... 21
3. Расчет параметров крепления выработки шахты.......................................................... 22
3.1 Краткая характеристика условий проведения горизонтальной выработки...... 22
3.2 Расчет параметров крепления................................................................................. 23
3.2.1 Выбор размера поперечного сечения выработки.............................................. 23
3.2.2 Определение расчетной плотности пород......................................................... 25
3.2.3 Определение смещений пород на контуре выработки..................................... 25
3.2.4 Определение расчетной нагрузки на рамную податливую крепь.................. 26
3.3 Выбор плотности установки крепи........................................................................... 27
3.3.1 Выбор металлической крепи по податливости................................................. 28
3.4 Пример расчета............................................................................................................. 28
Список использованной литературы.................................................................................. 32
Несмотря на определенные успехи в области разработки и внедрения новых видов крепей и методов механики подземных сооружений, затраты средств, труда и материалов на крепление и поддержание горных выработок за последние 10 лет не уменьшились, что объясняется недостаточной несущей способностью крепей в сложных горно-геологических условиях и, наоборот, завышением несущей способности крепи в устойчивых породах.
К числу главных причин, сдерживающих рост технико-экономических показателей в области крепления и поддержания горных выработок, относятся сложность и изменчивость горно-геологических условий, нарушения технологии изготовления крепи и крепления горной выработки, недостаточное внимание к вопросам обеспечения необходимой надежности крепи.
Особую актуальность приобретает проблема повышения надежности крепей горных выработок в связи с постоянным увеличением объемов их проведения в сложных горно-геологических условиях.
Надежность, как вероятность устойчивого состояния горных выработок, зависит от многих факторов, и прежде всего от обоснованности проектных решений, т.е. от того, с какой точностью выбранные в проекте характеристики крепи соответствуют фактической интенсивности проявлений горного давления.
1.Общие сведения о шахте.
Интинское месторождение каменного угля расположено в юго-западной части Печорского угольного бассейна на территории Интинского района Республики Коми. Шахта связана железнодорожной веткой нормальной колеи со станцией «Инта-1» Северной железной дороги МПС РФ, а также автодорогами местного значения с асфальтобетонным покрытием. Водоснабжение шахты осуществляется водопроводами с забором воды из артезианских скважин, теплоснабжение от РКК. Электроснабжение шахты осуществляется от Печорской ГРЭС по ВЛ220кВ.
Поверхность шахтного поля представлена заболоченной тундрой, покрытой отдельными участками леса, имеется много мелких озер. Местами встречается мелкоостровная мерзлота глубиной 10¸15 метров.
Климат района субарктический. Согласно схематическому районированию по СниП 2.01.07.85, Приложение 5, район города Инта относится к 1Д климатическому подрайону. Норма осадков для Интинского района –606мм. Нормативная глубина промерзания 2,5м, на открытых площадках без снежного покрова до 3,6м. Величина снежного покрова на открытой местности 0,40¸0,45метра.
В геологическом строении шахтное поле шахты “Интинская” принимают участие угленосные отложения воркутской и печорской серии пермского возраста, мощностью около 760м. В составе воркутской серии выделяются отложения лекворкутской и интинской свит, литологический состав и свойства пород которых почти одинаков. Промышленная угленосность всего Интинского месторождения связана с отложениями интинской свиты, мощностью около 600м. Количественное соотношение пород свит приведено в таблице 1.1
Таблица 1.1
| Наименование пород | Содержание в % | ||
| Воркутская свита | Лекворкутская свита | Интинская свита | |
| .Угольные образования | 2.5 | 1.2 | 4.1 |
| Аргиллиты | 17.8 | 10.9 | 24.6 |
| .Алевролиты | 38.7 | 47.1 | 29.4 |
| Песчаники | 40.9 | 40.2 | 41.7 |
| Конгломераты и гравеллиты | 0.1 | 0.0 | 0.2 |
Четвертичные отложения повсеместно покрывают пермские осадки. В их состав входят ледниковые, древнеаллювиальные образования, представленные моренными глинами, суглинками, супесями, древнеаллювиальными песками с присутствием небольшого количества валунов и галек. В верхней части четвертичных отложений залегают покровные суглинки. Мощность четвертичных отложений изменяется от 2,8 до 47,2м.
Интинское каменноугольное месторождение представляет собой синклинальную складку шириной около 3 км глубиной залегания пластов до 700мвытянутую с юго-запада на северо-восток. В структурно-тектоническом отношении поле шахты приурочено к юго-западному крылу Интинской синклинали.
Ось синклинали проходит за северо-западной границей шахтного поля и слабо ундулирует как в горизонтальной (СВ 50-60°), так и в вертикальной плоскости.
Волнистость залегания пластов характерна как для приосевой зоны, так и для крыльев складки. Период волны на поле шахты «Интинская» составляет 20-50м, амплитуда 0.2-0.3м, иногда достигает 0.5м. Волнистость вызвана колебанием межпластовых расстояний вследствие различного их гранулометрического состава при уплотнении.
Гидрогеологические условия оцениваются средней сложности. Угленосная толща пермских отложений характеризуется небольшой обводненностью –циркулируют подземные воды трещинного типа. Наиболее водообильны слои песчаников. Отмечается резкое различие трещиноватости не только различных слоев пород, но и каждого слоя по площади. Характерно уменьшение трещиноватости с глубиной и соответственно снижение водообильности пород. Наиболее водообильны отложения перми в интервале 70-80м, где удельные дебиты по скважинам достигали 0,3-0,4л/с и коэффициенты фильтрации – 0,1-2м/сут, тогда как на глубинах 80-120м и 120-220м удельные дебиты составили соответственно 0,1-0,2 л/c и менее 0,1л/с. Ожидаемый водоприток в шахту при отработке запасов на полное развитие горных работ в уклонном поле составит: нормальный – 540 м3/час, максимальный – 600 м3/час.
Промышленная угленосность шахтного поля связана с отложениями верхней части интинской свиты, включающей группу пластов I1-7. Основное промышленное значение имеет выдержанный по мощности и строению пласт 11, пласты 10 и 8 –относительно выдержанные, а пласты 9 и 7 –выдержанные. Строение пластов слоистое с прослоями пород Характерным для всех пластов является широкое распространение ложной и неустойчивой кровли мощностью 0,25-0,49м, волнистой гипсометрии пласта.
Пласты угля относятся к не угрожаемым по горным ударам, не опасным по внезапным выбросам, но опасным по взрываемости угольной пыли. Вмещающие породы силикозоопасны. Шахта относится ко II категории по газу метану. Относительная газообильность шахты равна 8,5м3/т.
Шахтное поле до первого горизонта с отметкой – 70,0м вскрыто двумя вертикальными центрально-сдвоенными стволами: клетевым и скиповым, а также наклонным вспомогательным стволом по пласту 11. Глубина клетевого и скипового стволов до первого горизонта – 140,2м. Один из стволов –главный оборудуется скиповым подъемом, второй- клетевой оборудуется клетевым подъемом для спуска людей и оборудования и целей вентиляции. Нижняя часть стволов (зумпф) располагается ниже горизонта околоствольного двора. Глубина стволов составит:
(1.1) 
глубина зумпфа, скипового ствола – 40м, клетевого – 7м. 
глубина ствола, м (70+70,2=140,2м, где +70,2м-отметка земной поверхности, -70,0 отметка откаточного горизонта и околоствольного двора)Исходя из общего количества воздуха направляемого через ствол в шахту, и скорости его движения по стволу, можно определить площадь сечения ствола по фактору проветривания
(1.2)