Определение сечения горной выработки

Определение сечения горной выработки

1.Определение размеров поперечного сечения горной выработки

Размеры поперечного сечения выработки зависят от её назначения и определяются на основе габаритов подвижного состава или погрузочно- транспортной машины с учетом необходимых зазоров, предусмотренных правилами безопасности.

Расчет размеров поперечного сечения выработки трапециевидной формы с рельсовым транспортом.

Определить размеры поперечного сечения однопутной выработки с деревянной крепью на прямолинейном участке. Диаметр леса 200 мм, рамы установлены в разбежку, толщина затяжки 50 мм. Транспортирование горной массы осуществляется контактным электровозом 14КР- 2А( ширина 1340 мм, высота по кабине 1550 мм, ширина колеи 750 мм); вагонетки ВГ- 4,5. Высота подвески контактного провода hкп = 2000 мм.

Расчет будем вести по наибольшим размерам подвижного состава- по электровозу, имеющему А= 1340 мм, h 1550 мм.

Для укладки принимаем рельсы Р- 33( так как объем вагонетки более 2 м), тогда hв= 390 мм; hб= 200 мм; hа= hв- hб= 390- 200= 190 мм.

Высота электровоза (вагонетки) от головки рельсов h

Высота от балластного слоя до головки рельсов hа

Высота балластного слоя hб

Высота от почвы выработки до головки рельсов

hв= hа- hб

Высота выработки от головки рельс до верхняка h1

То, же до осадки

h1′= h1+100

Высота выработки от балласта до верхняка

h2=h1+ha

То, же до осадки

h2′=h2+100

Высота выработки от почвы до верхняка

h3=h1+hв

То, же до осадки

h3′=h3+100

Проектная высота выработки в проходке

h4=h3+d+50

То, же до осадки

h4′=h3′+d+50

Высота подвески контактного провода от головки рельсов hкп=2000мм

Ширина электровоза А

Угол наклона стоек крепи б= 80˚

Размер прохода на высоте 1800 мм от уровня балластного слоя n( не менее 700мм) Размер прохода на уровне подвижного состава

n′=n+[1800-(h+ha)] ctgб

Размер зазора на уровне подвижного состава m

Ширина однопутной выработки в свету на уровне подвижного состава

B=m+A+n′

Ширина выработки в свету по кровле

l1=B-2(h1-h) ctg б

Ширина выработки в свету по балластному слою

l2=B+2(h1+hа) ctg б

Проектная ширина выработки по кровле в проходке l3=l1+2d+100

Проектная ширина выработки по почве в проходке

l4=B+

Площадь сечения выработки в свету после осадки

Sсв=0,5(l1+l2)h2

Проектная площадь сечения выработки в проходке до осадки

Sч=0,5(l3+l4)h4′

Размер прохода на уровне подвижного состава

n′=n+[1800-(h+ha)]ctg б=700+[1800-(1550+190)] ctg80˚=710мм

Размер зазора на уровне подвижного состава для деревянной крепи m=250мм.

При размещении трубопроводов сжатого воздуха и воды со стороны прохода (на высоте ниже 1800мм от уровня балластного слоя или в местах посадки людей в пассажирские поезда) предусматриваем увеличение зазора со стороны прохода на 300мм, тогда n′=710+300=1010мм.

Ширина выработки на уровне подвижного состава

B=m+A+n′= 250+1340+1010=2600мм.

Высота выработки от головки рельс до верхняка после осадки

h1′=hкп+200=2000+200=2200мм;

то же, но до осадки

h1′=h1+100=2300мм.

Ширина выработки в свету по балластному слою

l1=B-2(h1-h) ctg 80˚=2600-2(2200-1550)0,176=2370мм.

Ширина выработки в свету по балластному слою

l2=B+2(h1+hа) ctg80˚=2600+2(1550+190)0,176=3215мм.

Высота выработки от балласта до верхняка после осадки

h2=h1+ha=2200+190=2390мм.

Площадь сечения выработки в свету после осадки

Sсв=0,5(l1+l2)h2=0,5(2,37+3,215)2,39=6,67м

Проектная ширина выработки по кровле при креплении в разбежку с затяжкой боков

l3=l1+2d+100=2370+2*200+100=2870мм.

Проектная ширина выработки по почве в проходке при креплении в разбежку

l4=B+=2600+=3197мм3200мм.

Проектная высота выработки от почвы до верхняка до осадки

h3′=h3+100=h1+hв+100=2200+390+100=2690мм.

Проектная высота выработки в проходки до осадки при наличии затяжки

Проектная площадь сечения выработки в проходке до осадки

Sч=0,5(l3+l4)h4′=0,5(2,87+3,2)2,94=8.92м

.Расположение коммуникаций

В горных выработках на основании паспортов крепления размещаются магистрали трубопроводов основное оборудование и коммуникации необходимые для нормальной работы очистных и подготовительных участков рудников.

Для размещения коммуникаций, как правило, не требуется специального расширения выработок.

Коммуникации силовых сетей напряжением 127 В, 380 В, 6000 В, выполнены бронированными кабелями сечением до 95 мм2. Количество прокладываемых кабелей ориентировочно принято 4. Во всех выработках предусматривается прокладка 2-4 кабелей телефонной связи и сигнализации.

Магистральные трубопроводы рабочего водоснабжения приняты диаметром 100мм. Трубопроводы сжатого воздуха принимаются до 200 мм. В выработках с расширенным проходом диаметр трубопровода может быть увеличен до 350 -400 мм. Трубопроводы рабочего водоснабжения и сжатого воздуха располагают со стороны прохода для людей. Такое расположение целесообразно с точки зрения монтажа и эксплуатации этих коммуникаций. В выработках где ширина свободного прохода принята равной 700 - 750 мм.; коммуникации располагают не ниже 1800 мм. от уровня балласта или пешеходной дорожки. В выработках имеющих расширенный проход высота подвески коммуникаций допускается ниже уровня 1800 мм.

Кабели телефонной связи и сигнализации и силовые кабели располагают на стороне противоположной свободному проходу.

Трубопроводы в горных выработках крепят на подвесках, кронштейнах, а так же укладывают на почву, используя деревянные подкладки. Осветительную арматуру прикрепляют к перекрытию выработки.

.Расчет параметров и паспорта БВР

Расчет ВВ на проектную величину подвигания забоя за цикл определяется по формуле:

, кг,

Q=2.353*8.92*1.8*0.8=32 кг

где - удельный расход ВВ, кг/м3;

- проектная площадь сечения забоя, м2;

- объем взорванной породы в массиве за цикл, м3;

- глубина шпуров, м;

- коэффициент использования шпуров КИШ.

Коэффициент использования шпуров определяется по формуле:

,

ŋ=1,44/1,8=0,8

где - уходка забоя за один цикл, м.

Схема к расчету коэффициента использования шпуров

Удельный расход ВВ определяется по формуле Н.М. Покровского:

, кг/м3,

q=1.0*1.81*1.3*1.0=2.353 кг/м3

где - удельный заряд условного ВВ, кг/м3;

 - коэффициент зажима породы;

 - коэффициент структуры породы;

 - коэффициент относительной работоспособности ВВ.

Значения удельного заряда условного ВВ определяется из таблицы:

Значение коэффициента зажима  определяют по формуле:

Кзп==1,81

Коэффициент структуры породы  определяется в зависимости от свойств массива:

= 1,3;

Коэффициент относительной работоспособности ВВ определяется по данным таблицы :

е=1,0 (аммонит №6ЖВ)

Число шпуров на забой определяется по формуле Н.М. Покровского:

,

N==24

где  - весовое количество ВВ, приходящееся на единицу длины шпура, кг/м. Для патронированных ВВ диаметром 36 мм вместимость 1 м шпура принимается равной 0,7-0,9 кг/м.

- коэффициент заполнения шпура. Значения коэффициента заполнения шпура принимают равным 0,7-0,85 в зависимости от крепости горных пород. Меньшие значения а принимать для пород слабых и средней крепости (f≤10), большие значения - для крепких и очень крепких пород (f>10).

- удельный расход ВВ, кг/м3;

- проектная площадь сечения забоя, м2;

- величина КИШ.

Необходимое число незаряженных шпуров равно 2 в зависимости от их диаметра и глубины.

Значения линий наименьшего сопротивления (ЛНС) для отбойки шпуров диаметром 42 мм с учетом крепости пород и типа ВВ рекомендуется принимать по таблице :

Таблица

Исходя из выбранного ВВ аммонит №6ЖВ и коэффициента крепости пород по шкале проф. М.М. Протодьяконова ЛНС=0.68

При применении шпуров другого диаметра данные таблицы умножают на поправочный коэффициент k, определяемый по формуле:

,

K=(36/42) =0.93

где  = 0,5-1,0.

Меньшее значение  принимается для крепких, монолитных пород (f≥15), большие - для пород средней крепости и слабых (f<15).

Количество врубовых, отбойных, оконтуривающих и компенсационных определяем по следующим формулам:

Nо = (з · lшп / А)3/ Vо = (0,8 · 180/9,35)/1831 = 2 шпура

где Nо - количество компенсационных шпуров.

Vо - объём холостого шпура см3 .

А - масштабный коэффецент = 9,35.

n = 1 · N / 3 = 1 · 24/ 3 = 8 шпуров.

n = 0,5 · N / 3 = 0,5 · 24/ 3 = 4 шпура.

nок = N - (nв + nо) = 24 - (8 +4) =12 шпура.

где nв - количество врубовых шпуров.

nо - количество отбойных шпуров.

nок - количество оконтуривающих шпуров.

Безопасное расстояние по действию ударной волны на человека определяется по формуле:

, м,

где Авв - количество взрываемого ВВ, кг.

 м.

Минимальное расстояние по опасной зоне в подземных выработках установлено 50 м. При взрывании забоев 1 группы опасности забоев по вспышкам сульфидной пыли это расстояние умножается на три.

При производстве взрывных работ обязательна подача звуковых, а в темное время суток, кроме того, и световых сигналов для оповещения людей. 3апрещается подача сигналов голосом, а также с применением взрывчатых материалов.

Расчёт объема отбитой горной массы:

V = (Sч · lух) + Vв.к.

Где Vв.к. - объём горной массы водоотливной канавки.

Vв.к. = 0,5 · 0,5 · lух = 0,5 · 0,5 · 1,4 4= 0,36 м3.

V = (8,92· 1,44) + 0,36 = 13,2м3.

Сумма шпурометров на забой составит:

Lобщ = Lвр + Lкомп + Lоконт + Lотб = 8+3,6+21,6+14,4 = 47,6 м.

Lвр = lвр · Nвр = 2 · 4 = 8м.

Lкомп = lкомп · Nкомп = 1,8 · 2 = 3,6 м.

Lоконт = lоконт · Nоконт = 1,8∙12 = 21,6 м.

Lотб = lотб · Nотб = 1,8 · 8 = 14,4м.

Длина шпуров на 1м3 отбойки руды

= Lобщ/ V = 48,4/13,2 = 3,6 м

Выход руды

= V/Lобщ = 13,2/48,4 = 0,27 м3/м

Количество КД необходимое для отпалки забоя на 1 шпур необходимо 1 КД, тогда КДобщ = N · КД = 24 · 1 = 24 штук.

.Выбор типа крепи и расчет крепежных материалов

Деревянная крепь.

Выбираем деревянную крепь, так как она дана изначально в задании.

Стойка 200мм, верхняк200мм, затяжка 50мм.

Применяется в выработках со сроком службы до 5 - 6 лет, находящихся в условиях незначительного и средней величины давления горных пород. Применяется ель, сосна, лиственница, кедр, пихта.

Достоинства деревянной крепи.

. Возможность применения в различных условиях.

. Простота изготовления.

. Невысокая трудоемкость конструкции.

. Невысокая первоначальная стоимость.

Недостатки.

. Малый срок службы.

. Огнеопасность.

. Невозможность повторного использования.

Крепление выработки деревянной крепью производится с почвы выработки. В почве выработки под стойки крепи при помощи отбойного молотка разрабатываются лунки глубиной 200мм, в них устанавливаются стойки и фиксируются к предыдущей крепи при помощи доски толщиной 50мм. Затем на стойки укладывается верхняк. Части деревянного оклада крепятся между собой строительными скобами, оклад раскрепляется при помощи распоров к борту и кровли выработки. После выставления оклада производится затяжка лесоматериалом толщиной 50мм всплошную. Работы по креплению производит звено проходчиков из трех человек.

5.Описание схемы проведения выработок

. Вентиляционные трубы не должны отставать от продвижения забоев в горизонтальных выработках более 10 м, а в восстающих более 6 м.

. Вентиляционные трубы подвешиваются в горизонтальных выработках на высоте не менее 1.6 м с противоположной стороны от прохода людей. В восстающих выработках вентиляционные трубы нужно размещать так, чтобы не мешать проходу людей. Канаты троса и проволока, на которых подвешиваются вентиляционные прорезиненные рукава, должны быть заземлены в начале и в конце.

. Запрещается подвешивать трубы за растяжки тралельного провода или кронштейны электрического кабеля.

. Отставание временных трубопроводов рабочего водоснабжения и сжатого воздуха от груди забоя не должна превышать 40 м.

. Водяные и воздушные трубопроводы подвешиваются под вентиляционными трубами на высоте не менее 1.5 м.

. Воздушные водяные трубы в выработках, в которых имеются электрические проводки, должны быть заземлены через местный заземлитель.

. Высота прокладки труб на пересечении выработок должна быть не менее 1.8м.

6.График организации работ

При проведении выработок различают следующие виды горно-проходческих процессов: основные, вспомогательные и подготовительно заключительные.

Основные процессы - это такие процессы, которые выполняют в забое проводимой выработки и относят непосредственно к проведению креплений выработки.

К вспомогательным относят процессы, которые обеспечивают нормальные условия для выполнения основных проходческих операций.

В зависимости от принятого способа организации работ основные проходческие процессы выполняют последовательно и некоторые из них совмещают во времени и ведут параллельно.

Все горнопроходческие процессы в совокупности составляют цикл.

Проходческий цикл - это совокупность основных проходческих процессов необходимых для продвигания выработки на заданную величину за определенный промежуток времени (обычно кратный смене).

Время выполнения одного цикла работ называют продолжительностью цикла.

Необходимо организовать работу по проведению выработки так чтобы отдельные процессы планомерно чередовались или совмещались, выполнялись ритмично, рабочие знали объем работ, который им необходимо выполнить, а так же время выполнения. При решении вопроса о последовательности проходки и крепления необходимо руководствоваться результатами проверки устойчивости пород окружающих выработку. Если породы не устойчивы, то крепить выработку можно с отставанием от забоя на 5 - 10 м. В этом случае целесообразно одну из смен на протяжении суток выделить для крепления. В других случаях выработку обычно крепят после окончания проходки. Наращивание постоянного железнодорожного пути, бетонирование канавки и настилка трапов осуществляется периодически через каждые 150 - 200 м с остановкой работ в забое.

Для уборки горной массы из забоя принимаем ППН-1 с габаритами:

Техническая производительность- 0,5 м/мин.

Фронт погрузки- 2,0 м.

Коэффициент крепости- 12-14.

Крупность погружных кусков не более- 300мм.

Ширина- 1,05м.

Высота (рабочая максимальная)- 1,9м.

Бурение шпуров в забое- 2,5ч.

Заряжание шпуров- 0,5ч.

Уборка горной массы- 0,5ч.

Прочие работы- 0,5ч.

7.Расчет проветривания тупиковой выработки

Дано:

Длина выработки l=50м

Сечение выработки Sсв=6,67 м

Количество взрывчатого вещества A=30,22кг

Время проветривания t=1800 сек

Количество ядовитых газов, выделяющихся при взрывании 1 кг ВВ в перерасчете на условную окись углерода В=40 л/кг

Минимальная скорость движения воздуха U=0.25 м/сек

Количество людей одновременно работающих в забое n=2 чел

Количество воздуха на одного работающего человека q=0.1 м/сек

Наличие дистанционного отбора проб воздуха не требуется.

Проветривание выработки осуществляется нагнетательным способом.

Расчет потребностей количества воздуха для проветривания забоя:

1)      По газовыделению при взрывных работах.

Q=*/Kуттр,

где Коб - коэффициент обводнености выработок (Коб=0,8)

Kуттр - коэффициент утечки трубопровода.

Q=*/1.04=0.53 м/сек

2)      По количеству одновременно работающих людей в забое.

Q=q*n=2*0.1=0.2 м/сек

3)      По минимальной скорости движения воздуха.

Q=Sсв*U=6.67*0.25=1.7 м/сек

Производительность вентилятора.

Q=Qmax/r

Q=1.7/0.934=1.8 м/сек

В связи с этим выбираем вентилятор ВМ5, производительность которого равна 5,3 м/сек.

.Технико-экономические показатели проходки

Технико-экономические показатели проходки.

. Уходка забоя за цикл - 1,44 м.

. Уходка забоя за смену - 1,44 м.

. Уходка забоя за сутки - 1,44 * 3 = 4,32 м.

. Уходка забоя за месяц - 4,32 * 24= 103,68 м.

. Производительность труда проходчиков на проходке выработки.

Пт np = (Snp * lyx) / Nnp М3г.м. / Чел.в смену

Пт пр = (8,92 * 1,44) /1 = 12,84 м3 г.м. / чел в смену.

Nnp - количество проходчиков = 1.

.Производительность труда крепильщиков и проходчиков на проходке и креплении горной выработки.

Пт пр - (Snp * lyx) /(Nnp + Nkp) м3 г.м. / чел. в смену

Пт пр = (8,92 * 1,44) / (1 + 2) = 12,84 / 3 = 4,28 м3 г.м. / чел в смену. .  

Правила безопасности при провидении и креплении горных выработок.

Крепление всех горных выработок должно производиться своевременно и в соответствии с утвержденными для них паспортами крепления и управления кровлей. Паспорта крепления и управления кровлей могут быть типовыми, но в них должны быть отражены конкретные условия по каждой проводимой выработке. Все пустоты за крепью должны быть заложены или забучены. Паспорта составляются начальником участка в соответствии с «Инструкцией по составлению паспортов крепления и управления кровлей горных выработок в шахтах». С паспортом крепления ознакамливаются ИТР участка и рабочие участвующие в креплении горной выработки под роспись.

Все горизонтальные выработки, по которым производится транспортирование грузов, должны иметь на прямолинейных участках расстояния между крепью или между размещенным в выработках оборудованием и трубопроводами не менее 0,7м (свободный проход для людей), а с другой стороны не менее 0,25м- при деревянной крепи.

Мероприятия по борьбе с пылью.

. Горная масса, борта и кровля выработки орошаются не менее 10 м от груди забоя.

. Туманообразователь устанавливается на расстоянии не менее 10 м от груди забоя.

Список используемой литературы

горный выработка крепь сечение

1. «Горное дело» М. Недра 1973 г. Астафьев Ю.П., Несмотряев, Федоренко.

. «БВР»М. Недра 1983 г.

. «Справочник по креплению горных выработок» М. Недра 1976 г.

. «Задачник по проведению и креплению горных выработок.» Шехурдин 1985 г.

6. «ЕПБ при разработки рудных и рассыпных месторождений» 1977 г.