Расчет горного давления и определение необходимости крепления горной выработки

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

ПО МДК.01.01. «Основы горного дела»

НА ТЕМУ «Технология проведения конвейерного штрека при использовании самоходной техники. Вариант 4 »

Студента Высоцкий В.А. группы 3РРМ-13-дХТК

Руководитель проекта Лисиков О.Н.

Кировск

УТВЕРЖДАЮ:

Председатель цикловой комисии

Горных дисциплин

____________ А.В. Ковалев

«­­­­­­­­____» ___________ 2015 г

ЗАДАНИЕ

Для курсового проектирования по междисциплинарному курсу МДК 01.01

«Основы горного дела»

Студенту В.А. Высоцкому группы 3 РРМ-13д ХТК, специальности 130405 на тему: Технология проведения конвейерного штрека при использовании самоходной техники. Вариант 4.

Курсовой проект на указанную тему выполняется студентом в следующем объеме:

I Пояснительная записка

ВВЕДЕНИЕ

1.1 Исходные данные

1.2 Выбор формы и определение размеров поперечного сечения горной выработки.

1.3 Расчет горного давления и определение необходимости крепления горной выработки.

1.4 Выбор типа крепи и расчет крепежных материалов.

1.5 Выбор наиболее рациональной технологической схемы проведения горной выработки.

1.6 Обоснование параметров буровзрывного комплекса и расчет паспорта БВР.

1.7 Выбор бурового оборудования и расчет его производительности.

1.8 Выбор схемы и расчет паспорта проветривания.

1.9 Выбор способа уборки породы и расчет производительности уборочного оборудования.

1.10 Организация работ. Циклограмма проходки.

ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

II Графическая часть. Лист ф.А-1: Сечение горной выработки (М 1:25), паспорт крепления горной выработки (М 1:25), паспорт БВР (М 1:25), схема проветривания, схема уборки породы (М 1:50), циклограмма работ, таблица технико-экономических показателей.

Дата выдачи: 10.11.2015г.

Срок окончания: 11.12.2015г.

Зав. Отделом очного обучения__________ Н.В. Фирсова

Преподаватель_______________________ О.Н. Лисиков

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. ………………………………………………………………….

Исходные данные. ……………………………………………………………

I. Выбор формы и определение размеров поперечного сечения

горной выработки. ……………………………………………………………

II. Расчет горного давления и определение необходимости

крепления горной выработки. …………………………………………………

III. Выбор типа крепи и расчет крепежных материалов. …………………...

IV. Выбор наиболее рациональной технологической схемы

Проведения горной выработки. ………………………………………………

V. Обоснование параметров буровзрывного комплекса и расчет

паспорта БВР. …………………………………………………………………

VI. Выбор бурового оборудования и расчет его производительности……..

VII. Выбор схемы и расчет паспорта проветривания………………………..

VIII. Выбор способа уборки породы и расчет производительности

уборочного оборудования. ………………………………………………….

IX. Построение циклограммы проходки. …………………………………..

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………………

Охрана труда и техника безопасности. …………………………………….

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………………………………

ВВЕДЕНИЕ

Курсовой проект выдается для закрепления навыков работы по специальности, позволяет находить новые решения в механизации проходческих работ.

В курсовом проекте предоставляется возможность студенту проявить качества руководителя горнопроходческих работ, определить и рассчитать технику для бурения шпуров, крепления, уборки породы, сделать расчет материалов, необходимых для проведения выработки, рационально распределить рабочее время с учетом отпущенного на проведение выработки.

Проверил

Н. контр.

Лит.

Лист

Листов

ХТК 3РРМ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Разработ.

Т. контр.

Утвердил

Технология проведения откаточного орта при использовании локомотивной откатки.

Высоцкий В.А.

Лисиков О.Н.

Фирсова Н.В.

КП 15 130405 МДК 01.03.07.01 ПЗ

Исходные данные:

Тема задания: Технология проведения конвейерного штрека при использовании самоходной технике. Вариант 4.

1. Назначение выработки- откаточная / транспортная;

Применяемое оборудование – Электровоз 14КР 2А; вагонетка УВГ – 4,5; колея 750;

Количество путей – 2

Категория шахты по газу и пыли – не опасная

Плотность пород – 2,75 т/м³

Проектная глубина заложения выработки – 450м

Коэффициент крепости пород по Протодьяконову – 10

Время проведения выработки – 2 мес

Протяженность выработки – 110 м

Коэффициент Пуассона – 0,35

Коэффициент структурного ослабления – 0,8

Форма поперечного сечения выработки – прямоугольно-сводчатая

Коэффициент разрыхления – 1,7

Водоприток - 1 м³/ч

Срок службы – 3 года

Угол наклона выработки – 1 град

Характеристики электровоза.

Тип – 14КР 2А

Ширина – 1350 мм

Высота – 1550 мм

Длинна по буферам – 4900 мм

Ширина колеи – 750мм

Характеристика вагонетки.

Вагонетка УВГ-4.5

Ширина – 1350 мм

Высота от головки рельса – 1550 мм

Масса – 3850 кг

Ширина колеи – 750 мм

1.1) ВЫБОР ФОРМЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ВЫРАБОТКИ

1. Форму выработки выбираем прямоугольно – сводчатую, исходя из глубины залегания и крепости пород.

2. Определение высоты прямой стенки выработки

- от головки рельсов

(1)

где 1800 мм – высота подвески контактного провода от уровня головки рельсов для откаточных выработок.

- от балластного слоя

(2)

- от почвы выработки

(3)

3. Расчет ширины выработки в свету для однопутевой выработки.

(4)

n = 700 мм. – ширина прохода для людей при размещении вентиляционного трубопровода в полусводе выработки

A = 1350 мм. – ширина подвижного состава

m = 200 мм. – зазор между подвижным составом и кренью согласно ЕПБ

4. Расчет высоты коробового свода.

Высота коробового свода при крепости пород f = 12

м. (5)

5. Площадь сечения выработки в свету

(6)

Проектная площадь поперечного сечения выработки вчерне:

(7)

Периметр выработки вчерне:

(8)

6. Радиус осевой и боковых дуг

Радиус осевой дуги:

(9)

Радиус боковой дуги:

(10)

7. Проектная высота выработки

(11)

8. Проверка правильности расчетов

Зазор между кровлей и точкой подвески контактного провода по оси выработки.

(12)

ЕПБ предусматривают зазор между кровлей и точкой подвески контактного провода не менее 200 мм. Условие выполняется.

9. Определение размеров водоотливной канавки.

Размеры канавки:

Ширина по верху – 350 мм

Ширина по низу – 200 мм

Глубина – 200 мм

РАСЧЕТ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ КРЕПЛЕНИЯ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ

1. Определение возможных видов крепи по параметру устойчивости.

МПа (13)

– глубина разработки, м

γ – плотность пород,

– предел прочности массива на сжатие, (Мпа)

2. Расчет физико-механических свойств природного массива.

Предел прочности массива пород на длительное сжатие, МПа:

МПа (14)

– коэффициент структурного ослабления, = 0.8

ξ – коэффициент длительной прочности, ξ = 0.75

Предел прочности массива пород на длительное растяжение, МПа:

МПа (15)

– прочность массива на растяжение, (МПа)

3. Определение действующего на контуре выработки напряжения.

Максимально сжимающие напряжения в боках выработки:

МПа (16)

– коэффициент концентрации напряжений ,К₁=2

Минимально растягивающие напряжения в кровле выработки:

МПа (17)

– коэффициент концентрации напряжений, К₂=0,3

– коэффициент бокового распора, для расчетов принимается 0,33

4. Расчет коэффициентов запасов прочности пород на контуре выработки.

Запас прочности в боках выработки:

(18)

Запас прочности в кровле выработки

(19)

Коэффициент и угол внутреннего трения пород:

(20)

φ = 39˚

Расчет нагрузок.

Высота свода обрушения с учетом запаса прочности пород в кровле:

(21)

a – полупролет выработки

φ – угол внутреннего трения пород

– высота вертикальной стенки выработки

– высота свода по проекту

Интенсивность давления со стороны кровли:

(22)

– коэффициент бокового распор

1.3) ВЫБОР КРЕПИ И РАСЧТ КРЕПЕЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1. Расчет железобетонного анкера со стержнем из арматурной стали класса А-1 при условиях:

= 0.016 м,

Расчетное сопротивление стали = 210 МПа,

Расчетная длинна заделки = 0.4 м,

Диаметр шпура = 0.043 м,

Удельное сцепление бетона с породой = 1 МПа,

Шпуры влажные = 0.75

Сцепление бетона со стержнем = 11 МПА

Рассчитываются несущие способности стержня по закреплению его в бетоне и из условий сдвига бетона относительно шпура.

кН (23)

– радиус стержня, для расчетов принимаем = 0,08 м

- предел прочности материала стержня при растяжении

m – коэффициент условий работы стержня штанги, который в штатных условиях можно принять равным 0,9 – 1

кН (24)

– поправочный коэффициент на длину заделки

– коэффициент условий работы замка.

кН (25)

Дальнейший расчет крепи ведется по наименьшему из всех полученных значений несущих способностей

2. Определение длины анкера в кровле (26)

Для определения длины анкера в кровле принимаем

– заглубление анкера в устойчивую зону породы,

– длинна выступающей части анкера, выбирается в зависимости от полученных данных и макет принимается в пределах 0,05 – 0,2 м

Полученное значение длины анкера ,округляется до целого числа в большую сторону.

3. Определение плотности расстановки анкеров в кровле выработки

(27)

– Расчетная несущая способность анкера. За нее принимается наименьшее из рассчитанных значений несущих способностей

– коэффициент перегрузки. Принимается равным 1.2

–интенсивность бокового давления у почвы.

4. Определение расстояния между анкерами в кровле (28)

м

Для определения окончательного расстояния между анкерами, полученное значение округляем до целого числа в меньшую сторону.

На основании полученного значения определяется размер сетки установки анкеров.

5. Расчет параметров выработки вчерне

Ширина выработки вчерне

Площадь сечения выработки вчерне

при высоте свода, рассчитываемой по формуле В/3

(29)

Периметр выработки вчерне

(32)

1.4)ВЫБОР НАИБОЛЕЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ ТЕХНИЧСКОЙ СХЕМЫ ПРОВЕДЕНИЯ ВЫРАБОТКИ

Основным способом проведения выработки при крепости пород f=10 является буровзрывной.

В цикл проходческих работ при проведении выработки буровзрывным способом входят следующие операции: бурение шпуров, заряжание, взрывание зарядов ВВ, приведение забоя в безопасное состояние, погрузка и транспортировка отбитой породы. Продолжительность бурения зависит от крепости пород, типа бурильной машины, способа установки ее в забое, применяемого вида энергии и т.д. Для бурения применяем бурильную установку

В качестве ВВ применяем аммонит 6ЖВ, для инициирования используем

электродетонаторы ЭДКЗ-ПМ-15. Проветривание производим комбинированным способом, применяем вентиляторы ВМ-6. Уборку породы производим машиной ППН-4. Технологическая схема включает в себя характеристику выработки, перечень проходческого оборудования, схему расположения шпуров, показатели буровзрывных работ, график организации труда и технико-экономические показатели.