Порядок выполнения работы. Краткая характеристика работы

Краткая характеристика работы

В общем комплексе по проведению горных выработок выбор формы, материала и конструкции крепи занимает особое место, т.к. от правильности этого выбора зависят: устойчивость выработки, как в период её проведения, так и во время её дальнейшей эксплуатации, а также объёмы горных работ и сроки сооружения выработок, что напрямую связано с капитальными и эксплуатационными затратами.

Цель работы

Целью работы является:

1. приобретение практических навыков в выборе формы горной выработки по результатам расчётов по показателям устойчивости пород кровли и боков выработки.

2. приобретение практических навыков в определении размеров поперечного сечения горной выработки по габаритным размерам забойного и транспортного, размещённого в выработке.

Порядок выполнения работы

3.1. В соответствии с физико-механическими свойствами горных пород условиями проведения выработки производим расчёт безразмерного параметра устойчивости П_у

Физико-механические свойства породы:

• категория пород по трещиноватости - III;

• степень трещиноватости горной породы - крупнообломочные;

• среднее расстояние между трещинами - 0,5 -1 м;

• коэффициент структурного ослабления - 0,6;

Породы крепкие, средней трещиноватости, крупнообломочные. Трещины заполнены известково-кремнистым цементом. Физико-механические свойства ГП: среднетрещноватые ГП, кливажные отдельности, мелкие закрытые трещины, локальные значительные скопления углистых материалов.

ХХХХХХ – дать определение горной выработки согласно варианта.

3.2.1. Расчёта безразмерного параметра устойчивости П_у,

В соответствии с физико-механическими свойствами горных пород условиями проведения выработки производим расчёт безразмерного параметра устойчивости П_у по формуле

, (1)

где ρ– средняя плотность вышележащей толщи горных пород, кг/м³;

g – ускорение свободного падения. g = 9,81 м/с²

Н - глубина заложения горной выработки, м;

Ϭ_сж - предел прочности на одноосное сжатие образца горных пород, Па;

Ϭ_сж = 10⁷ • f (Па) = 10 • f (МПа),

где f - коэффициент крепости горных пород и грунтов по шкале профессора М.М. Протодьяконова (f = 1.. .20).

Для районов, подверженных движениям земной коры, и для зон тектонических нарушений вместо Н принимается расчётная глубина:

Н_р = К_н • Н, (2)

Где Н_р - расчётная глубина заложения выработки;

К_н - коэффициент перегрузки по глубине заложения выработки:

- 1,0 - в массиве, не имеющем пустот, тектонических трещин и ранее

пройденных выработок;

- 1,5 для районов, подверженных движениям земной коры, и для зон тектонических нарушений при отсутствии соответствующих экспериментальных данных.

Для расчетов принимаем К_н = 1,5

Определяем предел прочности на одноосное сжатие образца горных пород

Ϭ_сж =

Определяем расчетную глубину заложения выработки

Н_р= м

Определяем безразмерного параметра устойчивости горной выработки П_у

П_у =

3.2.2. По результатам расчёта производим предварительный выбор материала крепи и, соответственно, формы поперечного сечения выработки. Для этого воспользуемся рекомендациями по выбору крепи, приведенными в табл. 3

Т.к., полученное значение П_у = то крепление ХХХХХ будет производиться анкерной крепью.

Предварительный выбор крепи необходимо подтвердить проверочным расчётом запаса прочности пород и действующих напряжений с пределом прочности массива для боков n_б и кровли n_к.

3.2.3. Проверочный расчёт запаса прочности пород и действующих напряжений с пределом прочности массива для боков n_б и кровли n_к.

Проверочный расчёт запаса прочности пород производят, сравнивая максимальные из действующих напряжений, с пределом прочности массива.

Для боков горизонтальной выработки запас прочности n_б можно рассчитать по формуле

(3)

Ϭ_сж - предел прочности на одноосное сжатие образца горных пород, Па;

К_со. - коэффициент структурного ослабления пород, зависящий от системы трещиноватости обнажённого массива горных пород;

К_дп - коэффициент длительной прочности, учитывающий уменьшение прочности породы в массиве во времени при сроке службы выработки от 3-х и более лет:

-0,5…0,7 (0,6) - для пород, склонных к проявлению реологических свойств (ползучести, релаксации), т.е. склонных к пластическим деформациям перед разрушением образца (песчанистые и углистые породы, сланцы, мергели и глины, алевролиты, аргиллиты, уголь, песчаники углистые, песчаники с глинистым цементом, известняки средней крепости т.д.);

-0,7 …. 1,0 (0,85) - для хрупких пород, т.е. пород с хрупким характером разрушения (граниты, кварциты, песчаники с кварцевым цементом, прочие песчаники, известняки кремнистые и т.д.);

-1,0 - при сроке службы выработок менее 3-х лет;

Н - глубина заложения горной выработки, м;

К_Ϭб - коэффициент концентрации смещающих напряжений в боках выработки.

Таблица 4

Значения коэффициента концентрации напряжений в боках выработки

Принимаем К_Ϭб =

n_б=

Аналогично оценим запас прочности пород в кровле выработки n_к, причём на этом этапе кровля выработки принимается плоской.

Расчёт ведём по формуле:

(4)

где К_р - коэффициент, учитывающий соотношение между пределами прочности породы на растяжение и сжатие (для различных пород лежит в широком диапазоне, но для многих равен приблизительно 0,1); К_Ϭк. - коэффициент концентрации растягивающих напряжений в кровле.

Так как на первоначальном этапе расчёта кровля принимается плоской, то принимается К_Ϭк = 1,0;

λ - коэффициент бокового давления (горизонтального распора), рассчитывается по коэффициенту Пуассона μ:

, (5)

где μ для многих пород лежит в диапазоне 0,2….0,3.

В нашем варианте μ =

λ =

Таким образом, на основании приведённой выше методики расчётов можно принять решение о форме поперечного сечения выработки.

Для этого введём градацию устойчивости пород кровли и боков выработки по коэффициенту запаса прочности на контуре выработки, который для массива горных пород можно принять n_зп = 4 (для сравнения, если считать массив горных пород, окружающих выработку, строительной конструкцией из бетона, то коэффициент запаса прочности у него должен быть n_зп ≥ 2). В связи с наличием в породном (не бетонном) массиве трещиноватости принимаем n_зп = 4:

В соответствии с запасом прочности пород в кровле выработки n_к и запасом прочности пород для боков горизонтальной выработки n_б, возможны следующие случаи:

• кровля и бока устойчивы при n_к ≥ 4 и п_б ≥ 4;

• кровля и бока относительно устойчивы при 1 < n_к < 4 и 1 < n_б < 4;

• кровля и бока неустойчивы при n_K < 1 и n_б < 1.

По полученным в результате поверочного расчёта n _к = и n_б = делаем вывод, что кровля и бока относительно ……………

Для принятия окончательного решения по выбору крепи, воспользуемся рекомендациями [1, стр. 18], отклоняем предварительный выбор крепи и как итог, принимаем:

• тип крепи - …………………

• форма сечения выработки - ………………………….

Вывод:

1. На основании расчёта безразмерного параметра устойчивости (П_у = ), поверочного расчёта запаса прочности пород в кровле выработки(n_к = ) и запаса прочности пород для боков горизонтальной выработки (n_б = ), а также рекомендаций, произвёл выбор материала крепи и, соответственно, формы поперечного сечения выработки (штрека):

• тип крепи — деревянная крепь;

• форма сечения выработки (штрека) - трапециевидная.

4.1. Выбор технических средств для сооружения горной выработки.

В соответствии с исходными данными, подземная горная выработка (………..) будет сооружаться буровзрывным способом.

В качестве бурильной машины будем использовать ………………

Сверло будет устанавливаться на манипуляторе МБИ-5У. Манипулятор вместе с закрепленным колонковым электросверлом будет крепиться на погрузочной машине.

Для погрузки взорванной и разрыхленной горной породы будет использоваться

Рис.1

нижним захватом горной породы ППН-1С на колесно-рельсовом ходу.

Рис.2.Рисунок погрузочного устройства согласно варианта

Погрузка горной породы будет осуществляться в вагонетки с глухим кузовом УВГ-1,6 объемом 1,6 м3.

Рис.3.Рисунок вагонетки согласно варианта

Откатка горной породы будет осуществляться аккумуляторным электровозом ……………

Рис.4.Рисунок электровоза согласно варианта

Технические характеристики и габаритные размеры оборудования приведены ниже.

Таблица.

Техническая характеристика рудничной вагонетки ……….

Таблица .

Техническая характеристика рудничного электровоза ………………..

Таблица.

Техническая характеристика погрузочной машины ………………..

Поиск по сайту: