Проект формы и размеров поперечного сечения штрека

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

по дисциплине ОСНОВЫ СТРОИТЕЛЬСТВА ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Тема

ПРОЕКТ ФОРМЫ И РАЗМЕРОВ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ШТРЕКА

Автор: студент гр. ГС-12-2

Попов Д. М./

Проверил: доцент Шубин А.А.

Санкт-Петербург 2013г.

Введение

При строительстве железнодорожных и автомобильных магистралей, зачастую, приходится вести работы в условиях сложного горного рельефа местности, что вызывает необходимость строительства транспортных тоннелей, причем весьма часто большой протяженности.

В проектировании и строительстве горнодобывающих предприятий, определение формы и размеров поперечного сечения выработок является одним из базовых этапов, непосредственно влияющим на стоимость и продолжительность строительства. В этой связи умение оперативно и грамотно находить эффективные решения, проводить расчеты формы и размеров поперечного сечения выработок, объему извлекаемой при проходке породы, расходу материалов на крепление является обязательным умением горного инженера.

В данном расчетном - графическом задании будет рассмотрено проектирование конвейерного штрека, который имеет деревянную рамную крепь.

Наименование и характеристика выработки

Штрек - горизонтальная горная выработка, не имеющая выхода на поверхность, проводится по простиранию пласта. Различают полевой (пройденный по вмещающим породам), вентиляционный, конвейерный, основной, промежуточный, откаточный, параллельный и групповой штреки.

Конвейерный штрек - штрек, предназначающийся для транспортировки отбитой породы.

Тип и характеристика крепи

По заданию дана рамная крепь. Рамная крепь - горная крепь, состоящая из крепёжных рам, устанавливаемых в выработке на некотором расстоянии друг от друга или вплотную. Применяется для крепления капитальных, подготовительных, нарезных и очистных выработок обычно в сочетании c межрамным ограждением, перекрывающим промежутки между крепёжными рамами. Рамную крепь классифицируют по виду материала, из которого изготовлены крепёжные рамы (металлические, железобетонные, деревянные, смешанные), по форме их контура (арочные, трапециевидные, кольцевые и т.д.) и другим признакам.

Ha современных шахтах наиболее распространена металлическая рамная крепь из специальных профилей: широкополочных, двутавровых, желобчатых, колоколообразных, a также сварных коробчатых. Необходимая для заданных условий поддержания выработок несущая способность рамная крепь обеспечивается за счёт изменения расстояния между крепёжными рамами - от 0,3 до 1,3 м, a также подбора соответствующих типоразмеров профилей проката (для металлической крепи). Для механизации процесса возведения рамной крепи используют навесные приспособления, устанавливаемые на проходческих комбайнах, a также подвесные самоходные крепеустановщики. Несмотря на это, рамные крепи мало приспособлены для механизированного возведения. Важным составным элементом рамной крепи в капитальных и подготовительных выработках является забутовка <#"648450.files/image001.gif">

Соединение стоек с верхняком: а) при давлении сверху; б) при давлении сбоку; в) при давлении сверху и сбоку; г) крепление выработки вразбежку; д) крепление выработки сплошное. 1-верхняк; 2-стойка; 3-затяжка;

Рис. 1. Рамная крепь

Работы по возведению деревянной крепи проводятся в следующем порядке:

1.      Вначале готовят место для установки крепи - очищают забой от нависших кусков угля и породы, производят разметку и устройство лунок для стоек или углубления для леженя (если возведение такового планируется). Глубина лунок от 5см в крепких породах до 15 см в мягких породах.

.        В лунки устанавливают стойки. Для удержания стоек в необходимом положении их раскрепляют с соседними рамами досками или строительными скобами. Стойки устанавливаются комлем вверх, чтобы обеспечить большую опорную площадь для верхняка и устранить распространение воды из лунки по капиллярам древесины по всей длине стойки.

.        Накладывают верхняк. Раму выверяют по отвесам и вискам и тщательно расклинивают. Рамы устанавливают «сплошняком» или в «разбежку» - в соответствии с паспортом.

.        Затем производят затяжку кровли и бортов выработки.
Пустоты между затяжкой и стенками выработки заполняют мелкой породой («забутовка»). Для обеспечения крепи продольной устойчивости между соседними рамами устанавливают в верхних углах и посредине стоек вдоль выработки распорки.

Выбор оборудования

Для транспортировки горной массы возьмем конвейер, ширина которого составляет 1,2 м и высота - 1,2 м.

Расчет размеров поперечного сечения

В соответствии с выбранной формой выработки, принятым типом транспортных средств и установленными правилами безопасности определяются размеры сечений выработок различных форм.

Для безопасной эксплуатации выработок необходимо обеспечить условия беспрепятственного транспортирования грузовых потоков, безопасное передвижение людей, а также режим проветривания. Размеры поперечного сечения горизонтальных выработок определяются основными размерами транспортного оборудования, принятого для выдачи горной массы, а также различного оборудования (силовые кабели, трубопроводы и т.д.) и числом рельсовых путей. Согласно ПБ 03-428-02 «Правила безопасности при строительстве подземных сооружений» определяем зазоры:

.        от стенки выработки до выступающей кромки подвижного состава, при сплошных видах крепи, - не менее 200 мм;

.        со стороны прохода людей, от стенки выработки до выступающей кромки подвижного состава - не менее 700 мм;

Так же наиболее важным фактором является наличие технологических зазоров. Определяем ширину горной выработки по формуле:

,

где m - зазор между крепью и конвейером

А - ширина конвейерного состава, 1200мм

n - свободный проход для людей на высоте 1,8 м.

По полученному значению В - минимальной ширине выработки в свету на высоте 1,8 м, типа выработки, вида и габаритов транспорта принимаем типовое сечение по справочникам с шириной, ближайшей большей к расчётному значению, т. е. 6,8м2 (таблица 1).

Для того, чтобы не нарушать нормы техники безопасности, а так же рациональность выбранного оборудования, рассчитаем минимальную высоту выработки в свету (таблица1).

конвейерный штрек крепь порода

Таблица 1.

Проверка площади поперечного сечения по скорости движения воздуха

Площадь сечения выработки, определенную из условия размещения транспортных средств и перемещения людей, необходимо проверить на скорость движения воздушной струи. Норма максимальной скорости движения воздуха по вентиляционным штрекам составляет 8 м/с. Скорость движения воздуха определяется по формуле:

 ,

где Q - количество воздуха, которое должно проходить по выработке 55 м3/с -Sсв площадь поперечного сечения выработки в свету (после осадки);[v] - максимально допустимая скорость движения воздушной струи по выработке. Полученное значение площади поперечного сечения в свету удовлетворяет нормам.

Проектирование водоотливной канавки

Примем приток воды равный 500 м3 /ч. Исходя из этого, будем использовать водоотливную канавку, закрепленную деревом с толщиной деревянной доски канавки 30 мм, настила-40мм.

Площадь сечения крепи канавки=0,03м2. Объем дерева на 1м канавки=0,03м3.

Масса дерева, расходуемого на 1м канавки = V*r=0,03*650=19,5кг (где r-средняя плотность дерева).

Масса настила m=0,04м*0,370м*1м*500кг/м3=5кг, объем дерева на перекрытия канавки V= 0,37м*0,04м*1м=0,01м.

Расход материалов

1.      Верхняк и стойки:

a.       V - см. таблицу 1..
M=l*

где l - длина стойки/верхняка, - плотность древесины.

2.      Межрамная стяжка

a.      

где l - расстояние между профилем.

b.     

3.      Затяжка:

a.       V - см. таблицу 1.

b.      .

4.      Лоток:

Толщина доски в лотке 10 мм. Площадь сечения досок будет равна разности площади вчерне и площади в свету.

a.      

где l - 0,15/1 м, на раму/на метр.

b.     

где  - плотность сосны (520 кг/).

5.      Перекрытие

Длина перекрытия 400 мм, высота 40 мм, l=15/100 см..   .        

Список используемой литературы

1.     Ю.Н.Огородников, В.И.Очкуров, Д.А.Потемкин: Основы горного дела. Проектирование поперечного сечения горных выработок.

2.      А.Г.Протосеня, И.Е.Долгий, Ю.Н. Огородников, В.И.Очкуров. Шахтное и подземное строительство в примерах и задачах.

.        М. Н. Гелескул, В. Н. Каретников: Справочник по креплению капитальных и подготовительных горных выработок.

.        П.С. Сыркин, И.А. Мартыненко, М.С. Данилкин: Шахтное и подземное строительство. Технология строительства горизонтальных и наклонных выработок.

.        Типовые сечения горных выработок под редакцией Е. В. Дугина

.        Н. М. Покровский: Комплексы подземных горных выработок и сооружения