Проведение горной выработки

Определение площади, формы поперечного сечения и вида крепи выработки. Расчет анкерной крепи. Сопротивление пород сжатию в кровле. Технология проведения горной выработки и организация проходческих работ. Разработка графика цикличной организации проходки.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

1. Определение площади и формы поперечного сечения и вида крепи выработки

Размеры поперечного сечения выработки (ширина, высота, площадь) зависит от ее назначения, габаритов транспортного оборудования, способов проведения, передвижения людей и количества проходящего по выработке воздуха, другие зазоры, предусмотренные ПБ.

В данном проекте рассматривается технология проведения ярусного вентиляционного штрека (это выработка, не имеющая выхода на поверхность, предназначенная для транспортировки оборудования, передвижения людей и подачи свежей струи воздуха в очистной забой).

Площадь поперечного сечения выработки в свету определяется расчетом по факторам допустимой скорости воздушной струи (проветривания), габаритных размеров подвижного состава и оборудования с учетом минимальных допустимых зазоров, величины усадки крепи после воздействия горного давления и безремонтного их содержания в течении всего срока эксплуатации.

Расчетная площадь поперечного сечения выработки в свету должно обеспечивать пропуск расчетного количества воздуха с допустимой скоростью согласно ПБ.

S_св=, м²

где Q = 1794 м³/мин - расчетное количество воздуха,

V=8 м/с - допустимая скорость движения воздуха по ПБ,

S_св==3,73 м²

Определение S_св.тр

S_св.тр = 0,5 • В²_р • tan б + h • B_р

S_св.тр = 0,5 • 13,9 • 0,22 + 7,46 = 8,98 м²

S_св.мин = 6 м²

S_св.тр = 8,98 м²

S_св.в = 3,73 м²

Минимальное сечение выработки в свету для пропуска воздуха должно быть менее 6,9 м².

Руководствуясь «Прогрессивными схемами ведения подготовительных работ» для обеспечения участка необходимым количеством воздуха, а также для лучшего обслуживания транспортных средств, габаритами оборудования и минимальными допустимыми зазорами согласно ПБ в курсовом проекте принимаем сечение выработки в свету S_св=8,98 м², принимаем ширину выработки в свету 3730 мм, высоту выработки в свету 2500 мм.

Сечение имеет прямоугольную форму с косой кровлей, соответствующая углу падения пласта.

2. Расчет анкерной крепи

В настоящее время наиболее широкое применение для крепления подготовительных (пластовых) выработок получила анкерная сталеполимерная крепь. Она состоит из анкера (диаметром d_ан=20 или 24 мм), закрепляемого в скважине (диаметром d_c=28 мм) быстродействующими смолами и поддерживающих элементов (опорные шайбы, подхваты). В качестве затяжки широкое применение получила металлическая сетка.

Параметрами анкерной крепи является количество анкеров в ряду n_ан, длина анкера l_ан и расстояние между рядами анкеров a_ан.

Расчетное расстояние между рядами анкеров в кровле определяется по формуле

а_ak = = 2,14 м

Проверка расстояния между рядами анкеров в кровле

а_анк = , м; а_ak = 1,07 м

Расчет произведен согласно «Инструкции по расчету и применению анкерной крепи в угольных шахтах России». С-Петербург. 2000 г. Исходные данные из расчета

- Расчетная минимальная глубина заложения выработки - 138 м

- Ширина выработки - В=3,73 м

Расчет крепления кровли выработки

Расчетное сопротивление пород сжатию в кровле определяется для всех слоев, залегающих на расстоянии равном ширине выработки по формуле

R_с=, МПа

где - сопротивление сжатию различных слоев пород, МПа

m₁₂ - мощность слоя, м

k_c - коэффициент учитывающий нарушенность массива пород k_c = 0,9

В-ширина выработки, м

R_с==39 МПа

Непосредственная кровля пласта по устойчивости относится к I классу кровля неустойчивая 30< R_с<60 МПа I типа R_с< 90.

Ожидаемое смещение пород кровли 180 мм

При ожидаемых смещениях кровли 180 мм крепление и поддержание выработки можно производить одной анкерной крепью с сопротивлением крепи Р_а=45 кН/м² длиной анкеров l_a=1,8 м (определяемыми по табл. 1 «Инструкции»).

Количество анкеров в рядах кровли принимается в зависимости от ширины выработки n_ak=4 при 3,73 м<В<5 м.

Расчет крепления боков выработки

Необходимость установки и расчета параметров анкерной крепи в боках выработки определяется по степени относительной напряженности пород и пласта, расположенных в боках.

Согласно п. 4.2. «Инструкции…» степень относительной напряженности пород расположенных в боках выработки определяется по формуле

у_б=К_в*К_вл*К₀гН/R_cб

где г - средний объемный вес пород, принимаемый равным 0,025 МН/м³,

Н - глубина расположения от поверхности, принимаемый равным 138 м,

К_в - 1,5 - коэффициент концентрации в боках от проходки,

К_вл - 1 - коэффициент увеличения напряжений в боках от других выработок,

К₀ - коэффициент увеличения напряжений в боках выработки при расположении ее в зоне влияния опорного давления от очистных работ при l_ц?0,1Н равен 1

у_б=1,5•1•1,85•0,025•138 / 13=0,73

Согласно п. 4.3 «Инструкции.» при у_б<1 крепление боков выработки анкерной крепью не предусматривается.

3. Технология проведения горной выработки и организация проходческих работ

Принимаем комплекс оборудования:

- комбайн 1ГПКС

- ленточный конвейер КЛКТ-800 с перегружателем ПЛц-45

Техническая характеристика комбайна 1ГПКС

Производительность, т/мин

по углю……………………………………………………………. 2,0

по породе……………………………………………………….. 0,66

Скорость передвижения комбайна, м/с………………………. 0,133

Мощность электродвигателей, кВт……………………………..110

Площадь сечения, м²……………………………….……….….6-17

Масса комбайна базового, т…………………………………. 21,0

Высота, м…………………………………………….…………2-4,05

Ширина, м………………………………………….…….….. 2,6-4,7

Длина, м…………………………………………….…….…….. 10,5

Техническая характеристика перегружателя ПЛц-45

Производительность, т/ч…………………………………………215

Ширина и длина ленточного полотна, мм……………………450*8

Скорость движения ленты, м/с…………………………………. 1,86

Мощность двигателя, кВт………………………………………..100

Масса, кг…………………………………………………………..224

Техническая характеристика ленточного конвейера КЛКТ-800

Скорость движения ленты, м, с………………………………2,0 2,5

Производительность, т/ч…………………………………….420; 520

Номинальная ширина ленты, мм………………………………..800

Максимально возможная длина конвейера……………………1000

Допустимый угол наклона выработки, град……………от -3 до +10

Мощность привода, кВт………………………………………..2 х 75

Номинальный диаметр роликов, мм…………………………….108

Телескопичность, м………………………………………………..50

Тип ленты…………………………………….……..резинотканевая

Максимальная масса конвейера, т………………………………60

Технология проведения выработки это расстановка машин и механизмов, отделение горной массы от массива ее погрузка и транспортировка, а также по возведению крепи. Исходя из выше сказанного в курсовом проекте для проведения ярустного вентиляционного штрека принимаем технологическую схему с применением проходческого комбайна 1ГПКС, ленточного перегружателя ПЛц-45 с погрузкой и транспортировкой горной массы по выработки на ленточный конвейер типа КЛК-800.

После обработки забоя комбайном 1ГПКС до необходимого сечения, производится оборка кровли и бортов выработки от отслоившихся кусков породы и угля пикой l=2,5 м.

Проходчики, занятые обработкой кровли, должны находиться под защитой постоянной крепи

После сборки кровли, пространство между возводимым и ранее установленным верхняком крепи перетягивается решетчатой затяжкой. Из-под защиты постоянной крепи подвешивается металлическая решетчатая затяжка к ранее установленной решетке, которые соединяются между собой при помощи замка и мет...