Организация работ проходки рассечки
Министерство Высшего и среднего специального образования Республики Узбекистан
Навоийский государственный горный институт
Горно-металлургический факультет
Кафедра «Горное дело»
Курсовая работа
по предмету «Подземные горные работы»
Организация работ проходки рассечки
Навои 2000 г.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Техническая характеристика перфоратора ПП-54В1
Глубина бурения, м – 4
Диаметр шпуров, мм - 40-46
Энергия удара поршня ударника, Дж - 55,5
Номинальное давление сжатого воздуха, МПа - 0,5
Число ударов в мин 2350
Удельный расход воздуха, (м3/мин)/кВт 0,029
Масса с виброгасящим устройством и глушителем, кг 31,5
Крутящий момент, Н*м 29,43
Размеры хвостовика инструмента, мм 25х108
Длина перфоратора, мм 775
Техническая характеристика ЛКР-У
Направление бурения, град ±30
Высота обуриваемого забоя, м 1,8 – 2,6
Давление воздуха, кгс/см2 – 5
Расход воздуха, м3/мин – 0,8
Усилие подачи, кгс – 0 – 100
Ход подачи, мм – 1300
Максимальная глубина шпуров, м – 2,25
Усилие распора, кгс – 35-140
Масса колонки, кг – 30
Подбор наиболее эффективных ВВ можно осуществлять в соответствии с рекомендациями. Взрывчатые вещества, рекомендуемые к применению на проходческих работах, в условиях, не опасных по взрыву газа или пыли в породах 
: детонит М; аммонит «Скальный №1», аммонал «Скальный №3». Для нашего случая мы выбираем ВВ Детонит М в бумажной оболочке. Способ взрывания - электрогневой.
Техническая характеристика Детонит М
| Показатель | Ед. изм | Значение |
| Работоспособность | см3 | 475-500 |
| Плотность | г/см3 | 1,0-1,3 |
| Материал оболочки патрона | Бумага | |
| Диаметр | мм | 32 |
| Масса | грамм | 200 |
| Длина | мм | 230 |
При проходке выработок малого сечения и небольшой протяженности применяют в основном скреперные установки. Для доставки породы от забоя до места погрузки применяем лебедку 17ЛС-2СМ и скрепер СГ-0,25
Техническая характеристика лебедки 17ЛС-2СМ
| Мощность двигателя | кВт | 17 |
| Среднее тяговое усилие на барабане | Н | 16000 |
| Средняя скорость движения каната: | м/с | |
| рабочего | 1,12 | |
| холостого | 1,54 | |
| Диаметр рабочего каната | мм | 12,5 |
| Габариты: | мм | |
| длина | 1700 | |
| ширина | 700 | |
| высота | 710 | |
| Канатоемкость барабана | м | 60 |
| Масса | кг | 797 |
Техническая характеристика односекционного жесткого гребкового скрепера СГ-0,25
| Вместимость скрепера | м3 | 0,25 | ||||
| Габариты: | мм | |||||
| длина | 1450 | |||||
| ширина | 950 | |||||
| высота | 560 | |||||
| Масса | кг | 400 | ||||
Выберем оборудование для погрузки и транспортировки породы. На сопряжении рассечки со штреком будет установлен полок. Через полок скреперуемая порода попадает сразу в вагонетки.
Для погрузки породы принимаем вагонетки ВГ-1,0
Техническая характеристика рудничной вагонетки ВГ – 1,0
| Вместимость кузова, м3 | 1,0 |
| Допустимая нагрузка, кН | 18 |
| Колея , мм | 600 |
| Жёсткая база, мм | 500 |
| Габариты: мм | |
| длина | 1500 |
| ширина | 850 |
| высота | 1300 |
| Тип сцепки | звеньевая |
| Диаметр колеса, мм | 300 |
| Масса порожней вагонетки, кг | 518 |
Для откатки породы принимаем аккумуляторный электровоз 4,5АРП2М.
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 | кН | 7,5 |
| Скорость движения | км/час | 6,4 |
| Жёсткая база | м | 0,9 |
| Размеры: | мм | |
| длина по буферам | 3300 | |
| ширина | 1000 | |
| высота | 1300 | |
| Тип аккумуляторной батареи | 66ТНЖШ-300 | |
| Энергоемкость батареи | кВт*ч | 24,5 |
В рассечке рельсовые пути не прокладываем, т.к. выработка проходится при помощи скреперной установки.
Рельсовые пути уложены по откаточной выработке (по штреку)
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.
Размеры шпал
| Толщина | мм | 130 |
| Ширина по верхней постели | мм | 110 |
| Ширина по нижней постели | мм | 210 |
| Длина | мм | 1200 |
С одной стороны штрека 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 в рассечке канавку не сооружаем, однако выработку проходим с небольшим уклоном, для отвода технологических вод.
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: устойчивость породы на контуре сечения, максимум полезной площади сечения, экономичность и удобство эксплуатации. Необходимыми исходными данными для оценки устойчивости контура поперечного сечения являются:
f=18- коэффициент крепости пород по М.М. Протодьяконову;
р=2500 кг/куб.м- плотность вышележащей толщи пород;
Н=500- глубина заложения выработки;
m=0,22- коэффициент Пуассона.
До проведения выработки породный массив находится в равновесном 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 = 18*107
Вычисляется показатель устойчивости контура горной выработки:
ПУ = (р*g*Н)/ sСЖ =(2500*9,81*500)/(18*107) = 0,068
Рекомендации по выбору крепи на основании параметра устойчивости Пу
| Тип (материал) крепи в зависимости от величины Пу | ||||
| ³ 0,2 | 0,15 – 0,2 | < 0,15 | £ 0,05 | |
| I, II категории трещиноватости | III – V категории трещиноватости | |||
| бетон, железобетон, комбинированные крепи | деревянная крепь | Набрызгбетон | анкерная крепь | без крепи (на основании проверочного расчета) |
На основании расчетного значения Пу выработка может проходиться с анкерной крепью по кровле
Для боков проектируемой горизонтальной выработки запас прочности рассчитаем по формуле:
nб = (sСЖ* КС *К∞)/ (р*g*Н*К1) = (18*107*2,0*0,9)/(2500*9,81*500*3,2) = 8,3
где, 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 при использовании выработок сравнительно непродолжительное время (до 3 лет);
К1=3,2- коэффициент концентрации напряжений в боках выработки.
Оценка запаса прочности пород в кровле выработки (причём на этом этапе оценок кровля выработки принимается плоской):
nк = (sСЖ* Кр *КС *К∞)/ (р*g*Н*К2*λ) = (18*107*0,1*2,0*0,9)/(2500*9,81*500*1*0,282) = 9,4
sСЖ- 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;
λ - коэффициент бокового давления (горизонтального распора) рассчитывается по значению коэффициента Пуассона:
λ = μ/ (1 – μ) = 0,22/(1-0,22) = 0,282
По расчётной оценке запаса прочности 
и 
принимаем прямоугольно-сводчатое сечение проектируемой выработки.
Вывод: проектируемая выработка проходится с прямоугольно-сводчатой формой поперечного сечения и анкерной крепью по кровле.
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 и способа передвижения людей.
В нашем случае мы проектируем горизонтальную выработку прямоугольно-сводчатой формы с анкерной крепью по кровле.
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 составляет ⅓. ширины выработки.
Площадь поперечного сечения в свету – это площадь по внутреннему контуру установленной в выработке крепи
Расчет сечения выработки
Ширина рассечки
b=bc+2×c= 0,95+2∙0,3=1,55м
где bc - ширина скрепера, м;
с- зазор между скрепером и боком выработки, м.
В выработке рассматриваемого типа хождение людей допускается только при неработающей скреперной установке. Таким образом, высота выработки в свету принимается минимальной, т.е. 1,8 м.
Высота свода
Высота рассечки по боку (до пяты свода):
1,8 – минимальная высота выработки по ПБ
Площадь поперечного сечения рассечки в свету:
По рассчитанной площади сечения в свету принимается ближайшее большее из стандартных сечений из табл. 2 (Учебное пособие «Проведение горизонтальных разведочных выработок и камер» Авторы В.И Несмотряев, В.А. Косьянов Москва 2001 г).
Принимается типовое сечение выработки ПС – 2,7
Основные размеры сечения выработки в свету:
Ширина выработки, мм - b = 1550 мм
Высота выработки до пяты свода, мм - hб = 1320 мм
Высота выработки, мм - h = 1850 мм
Радиус осевой дуги свода, мм - R = 1070 мм
Радиус боковой дуги свода, мм - r = 410 мм
Площадь сечения выработки в свету, м2 - Sсв = 2,7 м2.
Для выработок с анкерной крепью в кровле :
где 
– высота выработки по боку с учетом выхода анкеров по кровле в выработку на величину δ=0,05м.
Расчет прочных размеров крепи, составление паспорта крепления
Вследствие малого сечения выработки, незначительного срока службы, горно-геологических условий и имеющихся материалов применяем металлическую распорную анкерную крепь АР-1
Все расчеты прочности закрепления в шпуре анкерной крепи произведены по формулам из справочника «Теория и практика применения анкерной крепи» Автор А.П. Широков. Москва «Недра» 1981 г.
где,
φ – угол трения пород, 30град
D – диаметр распорной муфты, 32см
h – высота распорной муфты, 30см
σсж – предел прочности породы на сжатие
α – половина угла симметричного клина, 2град
р1 – угол трения стали по стали,0,2град
Необходимая длина анкер Lа в кровле и высота возможного вывала пород выработки находится из выражений:
Lа = b+ L2 + L3=0,04+0,35+0,05=0,44м;
.
где L2 – величина заглубления анкеров за контур возможного вывала пород (принимается равной 0,35 м); L3 - длина анкера, выступающего за контур выработки, Lк = 0,05 м; аn = полупролет выработки в проходке, м; h – высота выработки в проходке, м.
- коэффициент, характеризующий устойчивость боков выработки;
- коэффициент, характеризующий наклон призмы сползания в боках выработки (принимается по Таблице 12.1. Теория и практика применения анкерной крепи. Автор А.П. Широков. Москва «Недра» 1981 г);
φб – угол внутреннего трения (сопротивления) пород в боках выработки; Кк – коэффициент, учитывающий уменьшение прочности пород в кровле выработки (принимается по Таблице 13.1);
fк – коэффициент крепости пород в кровле выработок;
Ксж – коэффициент концентрации сжимающих напряжений на контуре выработки, значение которого принимается по табл. 12.2;
γ – средний удельный вес толщ пород, залегающих над выработкой до поверхности, МН/м3; Н – глубина выработки от поверхности, м;
Кб – коэффициент, учитывающий уменьшение прочности пород в боках выработки, значение которого принимается по Таблице 12.1;
fб – коэффициент крепости пород по М.М. Протодъяконову в боках выработки.
Принимаем длину анкера в кровле Lк = 0,5м.
В связи с тем, что ψ<0, анкерование боков выработки не производится.
Площадь кровли, поддерживаемая одним анкером,
где Fк – площадь кровли, поддерживаемая одним анкером, м2;
Рк – прочность закрепления анкера в шпуре, пробуренном в кровле;
– коэффициент запаса, учитывающий неравномерность распределения загрузки на анкер и возможность пригрузки со стороны вышележащих слоев, принимается равным 4,5;
α – угол наклона выработки, градус 00
Расстояние между анкером в ряду:
где Ln – шаг установки анкеров по ширине выработки, м;
Lу – расстояние между рядами анкеров, м, принимается 1,4 м
Число анкеров в ряду
,
где Lb=1,33×b=1,33×1,55=2,06м – часть периметра выработки, которая подлежит анкерованию по кровле, м. Где b – ширина выработки вчерне.
Принимается 2 анкера в ряду.
Составление паспорта крепления.
Ширина рассечки в свету:
B = В + 2×m = 950 + 300×2 = 1550мм.
Высота свода рассечки
hо = b/3 = 1550/3 = 520мм.
Высота рассечки вчерне
h2 = h + ho + t = 1320 + 520 + 50 = 1890мм.
Высота стенки рассечки вчерне
h3 = h + t = 1320 + 50 = 1370мм.
Радиус осевой дуги свода рассечки
R =0,692b× = 0,692×1550≈1070мм.
Радиус боковой дуги свода рассечки
r = 0,69×2×b = 0,692×1550≈410мм.
Площадь поперечного сечения рассечки в свету:
Sсв = b(h + 0,26×b) = 1,55×(1,32 + 0,26×1,55)≈2,7м2
Периметр поперечного сечения рассечки в свету:
Р = 2×h + 1,33×b = 2×1,32 + 1,33×1,55=4,7м.
Площадь поперечного сечения рассечки вчерне:
Sвч = b× (h3 + 0,26×b) = 1,55× (1,37 + 0,26×1,55)=2,75м2.
Периметр поперечного сечения рассечки вчерне:
P = 2h× + 1,33×b = 2×1,37 + 1,33×1,55 = 4,8м
Расстояние между анкерами в ряду: b1 = 1200мм.
Расстояние между рядами анкеров: L = 1,4 м
Глубина шпуров для анкеров: l = 500мм.
Диаметр шпуров под анкеры: Æ= 43мм.
Максимальное отставание анкерной крепи от груди забоя принимается 3 м.
Схема к расчету размеров поперечного сечения при использовании скреперного оборудования в выработке прямоугольно-сводчатой формы сечения.
4. РАЗРАБОТКА ПАСПОРТА БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ
Взрывчатыми веществами (ВВ) называются взрывчатые химические соединения или механические смеси ряда химических компонентов, которые в своём составе содержат все необходимые химические элементы для реакции взрывного окисления без притока кислорода извне.
Рекомендуемый способ отбойки пород по СНиП при коэффициенте крепости по шкале М.М. Протодьяконова 
– взрывание.
Взрывание – процесс детонирования зарядов ВВ в заданной последовательности и в заданный момент времени способами, обеспечивающими безопасность взрыва. Для этой цели используют средства взрывания, с помощью которых начальный импульс передаётся заряду ВВ и, таким образом, возбуждается его детонация.
Взрывные работы при проведении горных выработок выполняются в соответствии с паспортом буровзрывных работ, который состоит из схемы расположения шпуров в забое, табличных показателей по шпурам, технико-экономических показателей взрыва и мероприятий по технике безопасности.
Исходными параметрами для составления паспорта БВР является площадь поперечного сечения выработки и глубина шпуров в комплекте.
Одним из критериев эффективности БВР является величина коэффициента использования шпуров (КИШ). Удовлетворительными значениями КИШ можно считать для монолитных скальных пород ХVI-ХХ категорий – 0,75-0,8. При реализации паспорта БВР, совершенствуя схему расположения шпуров и некоторые другие параметры, добиваются, чтобы фактическое значение КИШ было бы не ниже принятого при проектировании.
Исходным параметром при составлении паспорта БВР является глубина шпуров в комплекте. Определим глубину шпуров исходя из заданной скорости проходки:
l= L/(T*к*m*η) =50/(9*1*4*0,85) = 1,6м
где, L=50м- проектная длина рассечки;
T=0,3мес = 9 дней- время, отводимое на проходку выработки;
- число рабочих смен в сутки;
- число циклов в каждой смене;
η - Коэффициент использования шпуров.
В связи с малой площадью поперечного сечения выработки бурение шпуров в забои осуществляется с помощью переносного перфоратора типа ПП-54. В качестве установочных приспособлений для переносных перфораторов используем колонки ЛКР-У. Для патронов диаметром 32 мм следует применять в качестве породоразрушающего инструмента съёмные коронки ККП-40-25.
Организация работ проходки рассечки
Министерство Высшего и среднего специального образования Республики Узбекистан
Навоийский государственный горный институт
Горно-металлургический факультет
Кафедра «Горное дело»
Курсовая работа
по предмету «Подземные горные работы»
Организация работ проходки рассечки
Навои 2000 г.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Дата: 2019-07-31, просмотров: 216.
