Технология организации и строительства горных выработок
Введение
Современный этап развития горнодобывающей промышленности характеризуется реконструкцией и техническим перевооружением действующих горных предприятий с максимальным использованием достижением научно-технического прогресса. Значительное развитие отраслей минерально-сырьевого и топливно-энергетического комплексов страны обусловливает необходимость расширения масштабов капитального строительства в них, выделения во все возрастающих размерах капитальных вложений и других ресурсов для осуществления строительства. Стабильность добычи угля в течение достаточно длительного отрезка времени может быть достигнута лишь путем интенсификации процесса обновления основных фондов угольной промышленности с одновременным совершенствованием всей инфраструктуры, включая социальные и экономические преобразования.
В связи с переходом подземных работ на глубокие горизонты значительно ухудшаются горно-геологические условия разработки пластов. На глубоких шахтах значительно увеличиваются расходы на ремонт, перекрепление подготовительных выработок, усложняются мероприятия по борьбе с внезапными выбросами угля и газа, горными ударами и по снижению высокой температуры. Наибольшее влияние на проявления горного давления в капитальных и подготовительных выработках оказывают увеличение глубины разработка и усложнение горно-геологических условий, что выражается, прежде всего, в возрастании смещений пород вокруг выработок.
Успешная реализация поставленных задач во многом зависит от уровня подготовки специалистов. Настоящий курсовой проект выполняется с целью развития практических навыков самостоятельного творческого решения сложных инженерных задач в области технологии, организации и экономики строительства горных выработок.
1. Выбор формы, расчёт размеров поперечного сечения выработки
Исходные данные:
Разработка проекта проведения 1 западного конвейерного ходка по породе и углю с крепостью от 13 до 40 МПа. Угол падения пород 3-8°. Количество воздуха, проходящего по выработке 75 м3/с. Тип применяемого оборудования при эксплуатации: рельсовый путь (1Ч900), конвейер 2ЛТП_800К; Категория шахты но газу - с/к
Учитывая физико-механические свойства пересекаемых горных пород, глубину разработки и назначение выработки принимаем арочную её форму.
Размеры поперечного сечения выработки (ширина, высота и площадь) зависят от основных размеров оборудования, способа передвижения людей, количества проходящего по выработке воздуха.
Расчет производится графоаналитическим методом, сущность которого состоит в следующем. На бумагу в определенном масштабе на уровне 1,8 м от балласта наносят максимальные размеры принятого оборудования, минимальные зазоры и расстояния между оборудованием. Затем находят ширину выработки на уровне подвижного состава с учетом длины прямолинейной части стойки hc и ее кривизны.
Положение вертикальной оси определяют путем деления ширины выработки пополам, а затем графически определяют радиус дуги стойки, учитывая, что центр окружности находится от почвы выработки на высоте hc. Также графически находят величину смещения центра радиуса дуги стойки от оси выработки сц и центральный угол дуги стойки 0. Найденные графически размеры согласовываются с параметрами типовой арочной крепи по унифицированным сечениям. Все остальные размеры определяются по расчетным формулам.
1. Определение величины прохода для людей и зазоры на высоте подвижного состава производится по формулам:
где h - высота прохода для людей от уровня балласта, 1,8 м; = 10-20° - угол перехода прямой части стойки в кривую; т и п - зазор между конвейером и крепью, и величина прохода для людей (ПБ).
2. Ширину выработки в свету на высоте верхней кромки подвижного состава определяют по формуле:
где А - ширина подвижного состава в наиболее выступающей части, м;
р - зазор между встречными подвижными составами, м.
3. Графически определяется положение вертикальной оси выработки и уровень почвы. Ось находится посередине ширины, а почва отстоит от уровня головки рельсов на высоту верхнего строения рельсового пути.
где hб - толщина балластного слоя. hб=200 мм при рельсах Р-33
hp - расстояние от балласта до уровня головки рельсов, hp=190 мм при рельсах Р_33
4. Для дальнейших построений исходными величинами являются высота прямолинейной части стойки hc, величина смещения центра радиуса дуги стойки от оси выработки сч, а также центральный угол дуги стойки 0, которые можно принять по таблицам в зависимости от ширины арки. Принимаем hс=0,9м, сц = 0,246 м, 0=41°41/.
5. По приближенным формулам определяем радиус дуги стойки R (также радиус определяем графически):
6. Радиус дуги верхняка:
где h - высота фланца (23 мм для СВП-17, 26 мм для CBП-22, 29 мм для СВП-27).
7. Высота от почвы выработки до центра радиуса дуги верхняка:
8. Ширина в свету на уровне почвы выработки:
9. Высота выработки в свету от почвы:
10. Площадь поперечного сечения выработки в свету до осадки:
11. Площадь поперечного сечения выработки в свету после осадки:
12. Периметр выработки в свету:
13. Ширина выработки вчерне на уровне высоты подвижного состава:
где hcm, - высота профиля (93 мм для СВП-17, 110 мм для СВП-22, 123 мм для СВП-27);
hcm - толщина затяжки, hзт=30-50 мм;
b - горизонтальное сдвижение пород в боках выработки, принимается по данным расчета или практики. В зоне влияния очистных работ для данной крепи b =200 мм, в зоне установившегося горного давления b =75 мм.
14. Высота выработки вчерне:
15. Площадь поперечного сечения выработки вчерне:
16. Площадь поперечного сечения выработки в проходке:
17. Проверка площади поперечного сечения по допустимой скорости движения воздуха:
Условие не выполняется