Типы сопряжений горных выработок

Под сопряжением горных выработок понимается область взаимного влияния двух или большего числа пересекающихся (соединяющихся) выработок.

Известно большое число сопряжений горных выработок, отли­чающихся своим назначением, видом крепи, сроком службы. Выбор конструкции и материала крепи, сечения сопряжений зависят от геологических, горнотехнических и технико-экономических факторов, к числу которых относятся: физико-механические свойства горных пород (крепость, трещиноватость, слоистость, ползучесть и т.д.).

Различают сопряжения вскрывающих выработок и подготовительных горных выработк

К вскрывающим относятся капитальные выработки, служа­щие для вскрытия шахтного поля или горизонта (вертикальные или наклонные стволы, околоствольные дворы, штольни, вентиляционные шурфы, гезенки и т. д.). Сопряжения вскрывающих выработок крепят в основном монолитным бетоном, набрызгбетоном, комбинированной крепью (сочетание набрызгбетонной или монолитной бетонной с анкерной или металлической жесткой крепью). В отдельных случаях используется металлическая арочная крепь. Крепь сопряжений выработок околоствольных дворов возводят, как правило, из монолитного бетона.

К подготовительным относят горные выработки, прове­денные во вскрытом шахтном поле, последовательно разделенных на крылья, бремсберговые и уклонные поля, панели, этажи, подэтажи, выемочные поля или ярусы; все штреки (главные, этажные панельные, ярусные, подэтажные, промежуточные, сборные бортовые, слоевые, параллельные) бремсберги, уклоны, скаты. В свою очередь к подготовительным выработкам относятся выработки, проводимые в процессе подготовки шахтного поля к очистной выемке: панельные и участковые бремсберги и уклоны, участковые штреки, участковые квершлаги, гезенки, скаты и т. д.

Деление сопряжений горных выработок на типы принципиально важно, так как оно связано с различиями в величинах горного давления, конструкции и материале крепи, в технологии и организации их строительства. Все сопряжения по видам сопрягающихся горных выработок можно разделить на следующие основные группы:

1.Узлы сопряжений горизонтальных и наклонных (до 18°) капитальных горных выработок.

2.Сопряжения выработок с вертикальных стволом с горизонтальными и наклонными выработками околоствольных дворов, бункерами загрузочных устройств, вентиляционными сбойками и др ;

3. Сопряжения наклонных (более 18°) горных выработок между собой; к этой группе следует отнести также сопряжения камеры привода конвейера с бункером, сопряжения вентиляционного канала с наклонным стволом, пересечения выработок гидроподъема и др;

Чаще других встречаются следующие типы сопряжений: прямоугольные и остроугольные пересечения, ответвления прямоугольные, остроугольные и по радиусу, разветвления под углом и по кривым, треугольный узел, прямоугольные, остроугольные и тупоугольные примыкания .

Более 90% сопряжений составляют четыре вида: ответвление по кривой (д), соединение двух выработок в одну под углом (е), разветвления по кривым (ж) и треугольный узел (К).

На геометрические размеры сопряжений решающее влияние оказывают габариты транспортных средств, ширина свободных проходов и ответвляющейся выработки.

В зависимости от формы сечения сопрягающихся выработок различают сопряжения с плоской формой перекрытия, сводчатой и сложной.

Рисунок 5 Сопряжение ствола с выработками околоствольного двора

Рисунок 6 Типы сопряжений горизонтальных и наклонных горных выработок

Построение наглядного изображения по чертежам планов горизонтов

Наглядное изображение комплекса горных выработок выполняется в аксоно­метрических проекциях, виды которых (изометрическая прямоугольная, диметрическая косо­угольная), а также положение осей в этих проекциях и показатели искажения длины по соот­ветствующим осям координат приведены в ГОСТ 2.317-69.

Тема задания: “По погоризонтным планам трёх горизонтов построить наглядное изо­бражение части рудника”.

Задание выполняется на бумаге формата А1. Основная надпись вычерчивается согласно требованиям ГОСТ 2.104-68. Шифр надписи должен содержать название кафедры, индекс ра­боты, номер варианта, вид чертежа, например ИГ.00.07.Г: ИГ - инженерная графика, 00 - ин­декс работы, 07 - номер варианта, Г - горный чертёж.

В индивидуальном задании (см. таблицу, прил.1) указаны номера трёх горизонтов, со­ставляющих часть рудника, наглядное изображение которого необходимо вычертить. Погори- зонтные планы представлены на рис. 1-10 (прил.2). Рекомендуемый порядок выполнения зада­ния следующий:

1. В масштабе 1:5000 вычерчиваются планы горизонтов, указанных в индивидуальном задании (прил.1 и 2).

2. Выбирается начало координат в некоторой точке О с общими для всех горизонтов значениями координат X и Y. Одна из аксонометрических осей - ось X располагается соответ­ственно оси X представленной на планах горизонтов.

3. Для каждого горизонта строится аксонометрическая проекция координатной сетки по осям X и Y с учётом принятых направлений координатных осей и коэффициентов искажений Кх и K_Y, которые в прямоугольной изометрии равны 1(Кх = K_Y = 1), а в косоугольной диметрии К_х =1, К_у = 0,5. Во избежание перекрытия одного горизонта другим коэффициент искажения по оси Z может быть искусственно увеличен до значений K_z = 2-5. Расстояние между горизонтами в задании необходимо принимать исходя из того, что расстояние между соседними горизонта­ми равно 120 м..

4. На каждом горизонте на координатную сетку наносят контуры горных выработок, за­тем - контуры вертикальных и наклонных выработок.

5. Дорисовываются выработки с приданием им объёмной формы, как это показано на рис.11 (прил.З). Для большей наглядности боковые грани выработок оттеняются штриховкой. Форма поперечного сечения горизонтальных и наклонных выработок принимается трапецие­видной, сечение шахтных стволов - круглой, а рудоспусков - квадратной. Размеры изображе­ний выработок, стволов и рудоспусков условно принимаются равными величинам, приведён­ным на рис. 12 (прил .4).

На чертеже необходимо указать начало координат, расположение аксонометрических осей, значения коэффициентов искажений, масштаб изображения.

Допускается выполнение курсовой работы на компьютере с выдачей распечатки на лис­те, формат которого согласуется с преподавателем. (см. методические указания ЧЕРТЕЖ ФРАГМЕНТА РУДНИКА В СИСТЕМЕ КОМПАС 3D)

Построение сопряжений

1. Необходимо выполнить 3D модели пересечения двух горизонтальных выработок, а также вертикальной и горизонтальной выработки согласно вариантам заданий представленных в таблице (см. приложение 5).

После получения объемной модели сопряжений двух выработок необходимо расположить модель таким образом для печати, чтобы была максимально видна линия пересечения двух выработок (видимая и не видимая часть). Результаты представить на 2 листах формата А4.

2. Выполнить ассоциативный чертеж данных 3D моделей с необходимыми сечениями сопряжений горных выработок (2-4 сечения). Результаты представить на 2 листах формата А4.

Общие сведения

Диаметры поперечного сечения ствола в отечественной горнодобывающей промышленности принимают равными от 4 до 8 м и кратными 0,5 м. В угольной промышленности установлен унифицированный ряд сечений стволов с диаметрами 6, 7 и 8 м. В случае необходимости проходят стволы с диаметром поперечного сечения в свету 8,5 м и более. В горно-химической промышленности проходят стволы диаметром в свету 6,0-7,5 м. При строительстве транспортных и гидротехнических сооружений предусматривают стволы с диаметром в свету 5-6 м. На гидроэлектростанциях шинные и подъемные стволы проектируют диаметром 4,5-5,5 м, уравнительные - 10-15 м. Формы сечения рудоспусков отличаются большим разнообразием. В нашем случае форма рудоспуска принята квадратная.

Рассматривая формы поперечного сечения горизонтальных выработок, следует отметить, что наиболее распространенными формами являются трапециевидная и сводчатая - криволинейная. Последняя форма выработки наиболее устойчива, так как в этом случае крепь работает, главным образом, на сжатие. Все сечения и размеры выработок имеют типовые значения которые приведены в справочниках или альбомах типовых сечений горных выработок.

Размеры поперечного сечения горных выработок определяются количеством воздуха, пропускаемого по этим выработкам, максимальными размерами транспортных средств, применяемых для транспортирования полезного ископаемого и доставки материалов и оборудования, допустимыми зазорами между наружным размером транспортных средств и внутренней стенкой выработки, предусмотренными Правилами безопасности. Площадь поперечного сечения подготовительных выработок составляет от 1,5 до 20 м², а длина их - от 6 до 1000 м и более.

Задания по вариантам приведены в приложении 5