Раздел 2. Выбор и расчет параметров сечения горной выработки

КЫРГЫЗСКО – РОССИЙСКИЙ СЛАВЯНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

В.И. НИФАДЬЕВ., Э.В. ЛУПИНИН

ПРОВЕДЕНИЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

Методическое пособие

По выполнению курсовой работы

БИШКЕК – КРСУ - 2013

УДК622.271.

Рецензенты:

Мамбетов Ш.А. – д-р техн. наук, акад. ИА КР, профессор,

Мамыров Э.М. – д-р геол-минер. наук, профессор,

Тажибаев К.Т. – д-р техн. наук, профессор.

Рекомендовано к изданию Ученым Советом КРСУ.

В.И. Нифадьев., Э.В. Лупинин. «Проведение горных выработок»: Методическое пособие. Бишкек: КРСУ, 2013.

Настоящая работа является учебным пособием по дисциплине «Геотехнология строительная» модуля «Основы горного дела» специальности 131201-65 «Физические процессы горного производства» квалификации Горный инженер.

Предназначено для студентов высших горных учебных заведений и может быть полезно при выполнении контрольных и курсовых работ, изучении материала в подготовке к зачетно-экзаменационной сессии по предмету.

Пособие может быть полезно также преподавателям при подаче теоретического материала и проведении практических занятий.

© РИСО, КРСУ, 2013

СОДЕРЖАНИЕ

№№ разделов	Тема разделов	Стр.
	Введение.	4.
Раздел 1.	Задание на проектирование.	5.
1.2. Терминология; Сокращения и обозначения
Раздел 2.	Выбор и расчет параметров сечения горной выработки
2.1. Факторы, влияющие на выбор типа выработок
1.2.Формы поперечного сечения выработок.
2.3. Размеры поперечного сечения горизонтальных и наклонных выработок
2.4. Выбор и расчёт параметров поперечных сечений горных выработок
2.5. Выработки трапециевидной формы
2.6. Выработки прямоугольной формы
2.7. Выработки сводчатой формы
2.8. Выработки арочной формы
Раздел 3.	Основы механики горных пород.
	3.1. Расчет горного давления в горизонтальных горных выработках
	3.2. Расчет горного давления в наклонных выработках
	3.3. Расчет горного давления на крепь вертикальных выработок
Раздел 4.	Выбор и расчет крепи по горному давлению
	4.1. Расчеттрапециевидной крепи
	4.2. Расчет арочной крепи
	4.3. Расчет кольцевой крепи
	4.4. Расчет затяжки крепи выработок
	4.5. Расчет бетонной крепи
	4.6. Расчет анкерной крепи
	4.7. Расчет набрызг-бетонного покрытия
	Приложения
	Литература

В В Е Д Е Н И Е

Теоретический материал по проведению горных выработок в зависимости от учебного плана подготовки специалистов направления «Горное дело» квалификации «Горный инженер» разных специализаций изучается в разных семестрах и в разных объёмах. В соответствии с учебном планом, студенты кафедры «Физические процессы горного производства» КРСУ должны выполнять в порядке промежуточного контроля курсовую работу.

Курсовые работы следует выполнять по принятому в КРСУ стандарту – титульный лист и текст пояснительной записки набирается на компьютере и печатается шрифтом Times New Roman 12-го размера на бумаге формата А4 полуторным размером межстрочного интервала.

Графическая часть необходимо выполнять на ватмане размером А1 - А2, с соблюдением ЕСКД в масштабе 1:50 или 1:100, со стандартным штампом в правом нижнем углу. Все надписи и цифровые обозначения исполнять чертёжным шрифтом.

Ниже приводится таблица задания для курсовой работы.

Раздел 1. Задание на проектирование.

Таблица 1.

Задание для курсовой работы по теме: «Определение формы и площади поперечного сечения горной выработки, расчет горного давления, выбор типа, вида и материала крепи по её несущей способности».

Показатели	В а р и а н т ы
Название выработки	Конв.штрек	Вент. штрек	Двухпутевой полевой штрек	Уклон	Брем-сберг	Двухпутевой откат. штрек	Однопутевой откат. штрек	Восстающий	Разрезная печь	Двухпутевой квершлаг
Проходка выработки	По пласту	По пласту	По породе	По пласту	По пласту	По пласту	По породе	По породе	По пласту	По породе
m, м	3,1	2,3	−	3,5	4,0	3,2	−	−	2,0	−
,град							-	-
,град.	0°	0°	3	16°	16°	3	3	90°
Тип транспорта	Конвейер С-53	Конвейер С-53	Электровоз К-10 вагон ВГ1,2	Конвейер С-53,	Конвейер С-53	Электровоз 8АРП вагон ВГ3,3	Электровоз 8АРП вагон ВГ3,3	Проход-ческий комплекс КПВ-4	Конвейер С-53	Электровоз К-10 вагон ВГ2,2
Колея, мм	-	-		-	-			-	-
Категория шахты по метану	I	I	-	II	III	II	-	-	III	-
Состояние вмещающих горных пород по Цимбаревичу	III	III	II	II	II	III	II	I	III	II
fу	1,4	1,3	-	1,3	1,3	1,1	-	-	III	II
fк									1,4	-
fб	1,4	1,3		1,3	1,3	1,1
fп								-	1,4
Срок службы Т, лет	0,5	0,6

Номер варианта студент выбирается из таблицы задания по последней цифре номера зачётной книжки.

Задание является условным, для примера, и может меняться преподавателем по своему усмотрению.

1.2. Терминология; сокращения и обозначения:

· Конв. штрек – конвейерный штрек – горизонтальная горная выработка, не имеющая выхода на дневную поверхность и предназначенная для транспортировки полезного ископаемого (угля) от очистного забоя (лавы) до участкового квершлага и далее по квершлагу до откаточного штрека для погрузки в транспортные сосуды и подачи свежего воздуха для проветривания очистных работ лавы. Конвейерный штрек является нижним запасным выходом для людей из лавы. Проходится всегда по пласту с подрывкой породы по почве независимо от мощности пласта, с целью обеспечения удобства погрузки угля с лавного конвейера на транспортное средство (конвейер) конвейерного штрека. Срок службы конвейерного штрека ограничивается временем отработки лавы и не превышает 4-х – 8-ми месяцев. В зависимости от устойчивости вмещающих пород и горного давления крепится деревом или металлической арочной податливой крепью. Силовое оборудование, питающее лавный конвейер (фидерный автомат, пускатели, контрольная аппаратура, следящая за работой лавных машин и механизмов) устанавливается в нише на участковом квершлаге.

· Вент. штрек. – вентиляционный штрек – горизонтальная горная выработка, не имеющая выхода на дневную поверхность и предназначенная, для выдачи из лавы исходящей струи (отработанного воздуха) и доставки в лаву к месту очистных работ крепежных материалов и оборудования, установки вспомогательного оборудования (посадочные и поддерживающие лебедки, маслостанции и силового оборудования механизированных гидрофицированных добычных комплексов (крепь, комбайн, привод лавного конвейера и вспомогательное оборудование). Вентиляционный штрек является верхним запасным выходом для людей из лавы. При малой мощности пласта штрек проходится всегда с подрывкой кровли для обеспечения безуступного перехода почвы штрека в лаву. Срок службы вентиляционного штрека ограничен временем отработки лавы и составляет 2 – 6 месяцев.

· Квершлаг – капитальная или участковая горизонтальная или наклонная горная выработка, не имеющая выхода на дневную поверхность, пройденная вкрест простирания залегания пород и предназначенная для вскрытия полезного ископаемого, доставки горной массы, материалов и оборудования, перемещения людей и проветривания горных работ.

· Откаточный штрек – капитальная горизонтальная горная выработка, не имеющая выхода на дневную поверхность, пройденная по пласту, предназначенная для доставки горной массы, оборудования и материалов, перемещения людей и проветривания горных работ.

· Полевой штрек – капитальная горизонтальная горная выработка, не имеющая выхода на дневную поверхность, пройденная по простиранию залегания месторождения по пустым породам в лежачем боку пласта, предназначенная для доставочных работ, передвижения людей и вентиляции, т.е. откаточный штрек, пройденный по пустым породам параллельно простиранию пласта.

· Уклон – капитальная или участковая наклонная горная выработка, не имеющая выхода на дневную поверхность, пройденная по породе или по пласту, предназначенная для доставки горной массы, материалов и оборудования, перемещения людей и проветривания горных работ. Уклоны, предназначенные для выдачи полезного ископаемого, оборудуются, как правило, ленточными конвейерами, при этом доставка груза производится снизу вверх.

· Бремсберг – капитальная или участковая наклонная горная выработка, не имеющая выхода на дневную поверхность, пройденная по пласту или по породе. Имеет то же предназначение, что и уклон , но доставка груза производится сверху вниз.

· Разр. печь - разрезная печь – нарезная горная выработка, пройденная по пласту снизу вверх для соединения конвейерного и вентиляционного щтреков при подготовке (нарезке) очистного забоя к работе. В разрезной печи монтируется все добычное оборудование - механизированная или индивидуальная крепь, конвейер, комбайн и т.д., после чего лава (очистной забой) запускается в работу.

· Восст. – восстающий - вертикальная или наклонная горная выработка, пройденная по породе или по рудному телу. Восстающие выработки могут оборудоваться как людские ходки в качестве запасных выходов, как рудоспуски для перемещения горной массы на нижний горизонт к погрузочному пункту шахты, как материальные − для доставки оборудования и материалов, вентиляционные − для проветривания горных работ. Термин применяется при разработке рудных месторождений.

· КИШ – коэффициент использования шпура. Определяется отношением величины цикла после взрыва к величине длины шпура.

· m – мощность пласта, м;

· - угол падения пласта угля или пород, град.;

· – угол наклона выработки в проходке, град.;

· L_в – длина проходимой выработки по заданию, м;

· l_ув – расстояние устья выработки от вентиляционной струи свежего воздуха, м;

· γ_у− плотность(объемный вес) угля, т/м³;

· γ_п – плотность (объемный вес) породы, т/м³;

· f_у – коэффициент крепости угля по шкале проф. М. М. Протодъяконова;

· Q_в - нормальный водоприток в шахту, м³/час.

· t_см = 6 час. – продолжительность рабочей смены.

· l_ц – величина цикла, м.

· B – ширина выработки на высоте 1800 мм в свету, мм;

· h – высота выработки в свету, мм;

· S – площадь поперечного сечения в свету, м²;

· Н – глубина расположения выработки от земной поверхности, м;

_· - коэффициент крепости пород соответственно кровли, бортов и почвы по шкале проф. М.М. Протодьяконова;

· , - объемный вес пород соответственно кровли, почвы и бортов; т/м³;

· φ_к, φ_б, φ_п – угол внутреннего трения пород кровли, бортов и почвы соответственно, град.

Курсовая работа выполняется по методике, изложенной в настоящем издании. Физико-механические свойства горных пород, габаритные размеры машин и оборудования и характеристики различных видов материалов крепи, необходимые для расчетов и оформления графической части курсовой работы, принимаются по соответствующим таблицам, приведенным в Приложении.

Раздел 2. Выбор и расчет параметров сечения горной выработки.