Выбор и обоснование технологии проведения горизонтальной горной выработки

Определение размеров поперечного сечения выработки. Расчет физико-механических свойств пород. Оценка напряженного состояния пород, расчет устойчивости и выбор крепи. Погрузка породы и маневрово-транспортные операции. Режим работы рудника и рабочих.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Московский Государственный Горный университет

Кафедра «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых»

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ:

«Выбор и обоснование технологии проведения горизонтальной горной выработки»

25.00.22 «Геотехнология (подземная, открытая и строительная)»

Выполнил: горный инженер Тё А.А.

Научный руководитель: проф., д.т.н. Ломоносов Геральд Георгиевич

Москва 2010 г.

1. Выбор и обоснование технологии проведения горизонтальной горной выработки

Повышение темпов и эффективности развития экономики на базе научно-технического прогресса, технического перевооружения и реконструкции производства, интенсивного использования созданного производственного потенциала, совершенствования системы управления, хозяйственного механизма и достижения на этой основе дальнейшего благосостояния народа является главной задачей в настоящее время. Огромное значение в решении этой задачи играет развитие горнорудной добывающей промышленности за счет строительства новых шахт, рудников и реконструкций уже существующих.

Строительство новых предприятий требует выполнения определенного объема горных работ, связанных с проведением вертикальных, горизонтальных и наклонных выработок, производится не только в горной промышленности, но и в других областях производства, например: при строительстве транспортных и гидротехнических туннелей. В городском коммунальном хозяйстве и во многом другом.

В развитие и совершенствования шахтного строительства, как ее капитального направления на сокращении продолжительности и сроков ввода действий объектов.

Повышение технического уровня строительства, производительности труда, качества строительно-монтажных работ и снижение их стоимости, усложнившиеся условия строительства и реконструкции, увеличение объемов горных работ требуют от шахтостроителей глубоких знаний и серьезной инженерной подготовки специалистов. Все это в конечном счете приводит к повышению экономического уровня нашего государства и повышение благосостояния народа.

Исходные данные для этого раздела следующие:

Наименование выработки - капитальный штрек.

Глубина заложения выработки - 390 м.

Приток воды - 3 м3/час.

Протяженность выработки - 350 м.

Коэффициент Пуассона - 0,25.

Размер структурного блока - 0,1 м.

Коэффициент длительной прочности - 0,85.

Угол наклона - 30.

Срок службы выработки - 35 лет.

Плотность - 2,65 г/м3.

Количество путей - 2 шт.

Коэффициент крепости - 15.

1.1 Форма и размеры сечения выработки

Форма поперечного сечения выработки зависит от физико-механических свойств горных пород, от назначения, срока службы выработки, положения выработки в пространстве и других факторов.

Размеры поперечного сечения выработки зависит от ее назначения и определяются на основе габаритов подвижного состава или погрузочно-транспортной машины с учетом необходимых зазоров, предусмотренных правилами безопасности, числом рельсовых путей, способом передвижения людей и количеством проходящего воздуха.

При однопутной выработке с рельсовым транспортом ширина транспортных средств составляет 1950 мм. Так как коэффициенты крепости 15, то применяем монолитную крепь. Тогда площадь поперечного сечения должна составлять S ?16,5 м2. Исходя из данного коэффициента крепости наиболее подходящей формой выработки, является прямоугольная сводчатая.

Наиболее подходящим типом электровоза при однопутной рельсовой дороги является К-14.

Техническая характеристика электровоза К-14

Параметры	Ед.изм.	Кол-во
1. Масса	т.	14
2. Колея	мм	750
3. Тяговое усилие	Н	23500
4. Скорость	км/ч	12,2
5. Суммарная мощность двигателей при часовом режиме	квт	2х45
6. Длина	мм	5440
7. Ширина	мм	1350
8. Высота по кабине	мм	1650
9. Рабочая высота по токоприемнику	мм	2300
10. Минимальный радиус кривой	м	18
11. Оптовая цена	тг
12. Норма амортизации	%	18,6

1.2 Определение размеров поперечного сечения выработки

Расчет будем вести по габаритам электровоза.

1. Ширина однопутной выработки в свету:

В = 2m + 2А + n, (1.1.)

В = 2*200 + 700 + 2*1950 = 5050 мм

где А - ширина электровоза: А=1950 мм;

m-зазор между стеной и габаритом подземного состава, m=200мм;

n - минимальный допустимый зазор для прохода людей на уровне

кромки: n=700 мм.

2. Высота электровоза, h = 1650 мм

3. Высота стенки выработки от головки рельсов:

h1=1800-hа, (1.2)

h1 = 1800 - 190 = 1610 мм

где hа - высота от балластного слоя до головки рельсов, hа=190 мм (по ЕПБ);

4. Высота от почвы выработки до головки рельсов:

hв=hа+hб, (1.3)

hв = 190 + 200 = 300 мм

где hб - высота балластного слоя от почвы выработки, hб=200 мм;

5. Высота стенки выработки от балласта:

h2 = h1 + hа, (1.4)

h2 = 1610 + 190 + 1800 мм

6. Высота стенки выработки от почвы:

h3 = h2 + hб (1.5)

h3= 1800 + 200 = 2000 мм

7. Высота подвески контактного провода от уровня головки рельсов:

hкп = 2000 мм.

8. Высота коробового свода:

hо = В/4, hо (1.6)

hо = 2250/4 = 562,5 мм

9. Проектная высота выработки в проходке при наличии крепи:

Но= h3 + hо + б, (1.7)

Но = 2000 + 562,5 + 50 = 2612, 5 мм

где б - ширина набрызгбетона, б=50 мм.

Проектная высота выработки без крепи:

Н = h3 + hо (1.8)

Н = 2000 + 562,5 = 2562,5 мм.

10. Радиус осевой дуги коробового свода:

R = 0,905 . В (1.9)

R = 0,905 . 2250 = 2036,25 мм.

11. Радиус боковой дуги коробового свода:

r = 0,173 . В (1.10)

r = 0,173 . 2250 = 389,25 мм.

12. Площадь поперечного сечения выработки в свету:

Sсв=В . (h2 + 0,175 . В) (1.11)

Sсв=5050 . (1800+0,175.5050)=15,17 м2.

13. Проектная площадь поперечного сечения выработки при отсутствии крепи (площадь в черне):

Sч = Sсв + В . hб (1.12)

Sч = 15,17 + 5050 . 200 = 16,5 м2.

14. Проектный периметр выработки в свету:

Рч=2.h2+2,219.В1, (1.15)

Рч = 2 . 1800 + 2,219 . 4750 = 14140 мм ~ 14,1 м.

15. Периметр выработки в проходке:

Р = 2.h2 + 2,219.В, (1.16)

Р = 2 . 1800 + 2,219 . 5050 = 14805мм ~ 14,8 м.

1.3 Расчет физико-механических свойств пород

Рассчитываем пределы прочности образцов горных пород на сжатие и растяжение:

усм = 107 . f, ур = 0,1 . усм, (1.17)

где f-коэффициент крепости, f=17.

усм=107.15=150.106=150 МПа;

ур=0,1.150.106=15 МПа.

Рассчитываем пределы прочности массива на сжатие и растяжение:

Rсж =...