Определение размеров поперечного сечения выработки в свету. Расчёт сечения выработки в свету Площадь сечения в проходке

1. Выбор формы и расчёт размеров поперечного сечения выработки

При проведении выработок различают два вида горнопроходческих операций: основные и вспомогательные.

Основными горнопроходческими операциями называются такие, которые выполняются в забое выработки и относятся непосредственно к проходке и креплению выработки.

Вспомогательными называют операции, которые обеспечивают нормальные условия для выполнения основных проходческих операций.

Площадь поперечного сечения выработки зависит от назначения и габаритов располагаемого в ней оборудования. Различают площади поперечного сечения горизонтальных выработок в свету, вчерне и после проходки. Площадь в свету определяют по размерам выработки до крепи за вычетом площадей, занимаемых балластным слоем и трапом в сечении выработки. Площадь вчерне является проектной площадью в проходке. При определении этой площади, к площади в свету прибавляют площади, которые занимают крепь, балластный слой, трап и затяжка (при рамных крепях установленных в разбежку). Действительная площадь, которая получается в результате проведения выработки, обычно 3-5% и более превышает проектную площадь.

Размеры поперечного сечения (ширина и высоте) откаточных выработок зависит от габаритных размеров откаточных вагонеток и электровозов, от рельсовых путей способа передвижения рабочих по выработкам и количества подаваемого воздуха для проветривания.

При наличии в выработки рельсовых путей для передвижения людей предусматривается дорожка (проход) шириной не менее 700мм, который должен выдерживаться на высоте 1800мм от уровня трапа (балластного слоя).

Исходя из конкретных условий: f =16; устойчивость - средняя; срок службы выработки - 16 лет, выбираем сводчатую форму выработки, набрызг бетонным креплением

1. Рассчитывают поперечное сечение высоты выработки.

a. Высота строения рельсового пути h 0 , мм

h 0 = h б + h ш + h п + h р, мм;

Где: h 0 - высота верхнего строения пути выработки, выбирается с нормами предусматривающими ЕПБ, мм;

h б - высота балластового слоя, мм;

h п - высота подкладки под рельс, мм;

h р - высота рельсового пути, мм;

h 0 = 100 + 420 + 20 + 135 = 375 (мм).

2. Высота подвижного состава h, мм

3. Высота прямостенного участка выработки.

h 1 = 1800 (мм).

4. Высота выработки в свету.

h 2 = h 1 +h б +1/3h ш, мм;

h 2 =1800+135+20+1/3*120=1995 (мм).

Где: h 1 - высота прямостенного участка выработки, мм;

h б - высота балластного слоя, выбирается с нормами предусматривающими ЕПБ, мм;

h ш - высота шпального бруса, мм;

5. Высота выработки в чернее.

h 3 = h 0 + h 1 , мм;

h 3 =375+1800=2175 (мм).

6. Высота сводчатого перекрытия в свету.

h ч =1/3*В, мм;

h ч =1/3*2250=750 (мм).

7. Высота сводчатого перекрытия в черне.

h 5 = h ч + Т кр. , мм;

h 5 =750+50=800 (мм).

8. Расчитывается ширина выработки в свету.

В= n+A+m, мм;

В=200+1350+700=2250 (мм).

Где: В - ширина выработки в свету, мм;

n - зазор между крепью и подвижным составом, мм;

А - ширина подвижного состава, мм;

m -свободный проход для людей, мм;

9. Ширина выработки в черне.

B 1 =В+2* Т кр. , мм;

B 1 =2250+100=2350 (мм).

10. Площадь поперечного сечения в свету.

S св. = В*(h 2 +0,26*В)

S св. = 2250*(2745+0,26*2250) =7,4 м 2

11. Площадь поперечного сечения в чернее.

S чер. = В 1 *(h 3 +0,26* В 1)

S чер. = 2350*(2960+0,26*2350) =8,3 м 2

12. Скорость движения воздушного потока.

V = Q возд / S c в, м/с;

V = 18/7,4 =2,4 м/с;

Где: V - регламентируемая правилами безопасности скорость движения вентиляционной струи по выработке, м/с;

Q возд - количество воздуха проходящего по выработке, м 3 /с;

S c в - площадь поперечного сечения выработки в свету, м 2 ;

Так как V =2,4 м/с, то 0,25 ? V ? 8,0 удовлетворяет требованиям ЕПБ, следовательно, данное сечение рассчитано, верно.

13. Сечение в проходке.

S пр =1,03* S чер, м

S пр =1,03* 8,3 =8,7 (м)

В зависимости от физико-технических свойств пород, срока службы выработки, возможного влияния очистных работ, выбираются форма поперечного сечения, материалы и тип крепи...

Выбор и обоснование технологии, механизации и организации проведения людского ходка

Для данной выработки получаем спец. профиль СПВ-17. Выбираем спец. профиль по фактору экономики. Для спец. Профиля СВП-17 присуще следующие характеристики: = 18774, что соответствует интервалу = 18700 - 20700. W(1) = 50,3 Р(1) = 21,73 Таблица 2...

Выбор способа охраны и типа крепи горной выработки

На рис.2.1 указано расположение выработки относительно пород вмещающих угольный пласт. С точки зрения охраны выработки, безусловно, выгодно применять проходческий комбайн для проведения данной выработки...

Гидравлический расчет узла гидротехнических сооружений

Определение размеров поперечного сечения сводится к определению ширины по дну и глубины наполнения по заданным параметрам (расход Q, уклон i, коэффициенты шероховатости n и заложения откосов m)...

Квершлаг двухпутный

При разработке проекта проведения выработки вопрос выбора формы и размеров поперечного сечения является важнейшим. Для горизонтальных разведочных выработок, стандартом установлены прямоугольно-сводчатая и трапециевидная формы сечения...

Организация и проведение горно-разведочных работ

Так как заданием не указан отбор технологической пробы, приведём Sм к ближайшему типовому в соответствии с ГОСТ: 1) исходя из того, что глубина шурфа 30 м...

Подземная разработка месторождений

Определяем поперечное сечение главного вертикального ствола по формулам и уточняем его по таблице 4.2 : SВ = 23,4+3,6 АГ, (5) где АГ - годовая производственная мощность рудника, млн т. SВ = 23,4 + 3,6 1,4 = 28,44 м2...

Проведение горных выработок нарушает устойчивое напряженное состояние горных пород. Вокруг контура выработки образуются зоны повышенных и пониженных напряжений. Чтобы предотвратить обрушение пород выработку крепят...

Проведение горноразведочной выработки

4.1 Расчет площади поперечного сечения выработки трапецеидальной формы Определение размеров выработки в свету. Ширина одно-путевой выработки на уровне кромки подвижного состава: B= m + A + n1 ,м Где: m = 0...

Так как выработка бремсберг имеет срок службы - 14 лет, то рекомендуется проводить выработку арочной формы сечения, крепить рамной арочной крепью и железобетонной затяжкой...

Технологический проект для проведения горизонтальных подземных горных выработок

Форма поперечного сечения выработки выбирается с учетом конструкции и материала крепи, которые в свою очередь, определяются устойчивостью пород в боках и кровле выработки...

Технология разработки штольни в крепких породах

1. Определяется количество воздуха, которое должно проходить по выработке в период её эксплуатации: (1) где - коэффициент, учитывающий неравномерность доставки воздуха, - добыча угля на участках...

Для открытых горно-разведочных выработок обосновать способ проходки, применяемое оборудование и в соответствии с углом естественного откоса горных пород выбрать и обосновать форму и размеры поперечного сечения с учётом проектной глубины выработки.

Для подземных горно-разведочных выработок обосновать способ проходки и соответствующее горнопроходческое оборудование, выбрать и обосновать форму и размеры поперечного сечения выработки в свету.

В зависимости от физико-механических свойств горных пород, а также исходя из габаритов транспортного и технологического оборудования (электровозов, вагонеток, погрузочных машин) с учётом величин зазоров, предусмотренными правилами безопасности (ПБ) при геологоразведочных работах, определяются размеры поперечного сечения горных выработок в свету. Размеры выработок в проходке определяются с учётом толщины крепи и затяжек, а также высоты путевого устройства (балласт, шпала, рельсы).

Горные выработки могут проводиться с креплением и без крепления. В качестве крепёжного материала применяют дерево, бетон, железобетон, металл и другие материалы. Форма сечения может быть: прямоугольная, трапециевидная, сводчатая, круглая, эллиптическая.

Горизонтальные и наклонные разведочные выработки имеют, как правило, малый срок службы, поэтому основным видом крепи является дерево, форма сечения – трапециевидная. При проходке без крепления форма сечения – прямоугольно-сводчатая.

Для трапециевидной формы сечения выработки с рельсовым транспортом (рис. 1 ) расчёт площади поперечного сечения выработки рекомендуется вести в следующей последовательности.

По габаритам (ширине и высоте) применяемого электровоза или вагонетки (при ручной откатке) определяют ширину однопутной выработки в свету на уровне кромки подвижного состава:

B = m + A + n`

и ширину двухпутной выработки:

B = m + 2A + p +n`

m – размер зазора на уровне кромки подвижного состава, мм (принимается равным 200 – 250мм );

p – зазор между составами, мм (200мм );

n` - размер прохода для людей на уровне кромки подвижного состава, мм :

n` = n + * ctg ;

n – размер прохода на высоте 1800мм от уровня балластного слоя, равный не менее 700мм ;

h – высота электровоза (вагонетки) от головки рельса, мм ;

h a - высота верхнего строения пути от балластного слоя до головки рельса, равная 160мм ;

83 0 – угол наклона стоек, принятый по ГОСТ 22940-85 для разведочных выработок.

Высота выработки от головки рельса до верхняка в случае применения контактных электровозов (до осадки крепи):

h 1 = h кп. + 200 + 100 ,

h кп. – высота подвески контактного провода (не менее 1800мм );

200мм – зазор между контактным проводом и крепью;

100мм – величина возможной осадки крепи под действием горного давления.

При других видах транспорта высота h 1 определяется графическим построением с учётом зазора C между транспортным оборудованием и вентиляционным трубопроводом: при транспортировании аккумуляторными электровозами 250мм , при ручной откатке – 200мм .

При транспортировании аккумуляторным электровозом:

h 1 = h + d т + 250 + 100 ,

где h – высота электровоза, мм ;

d т - диаметр вентиляционного трубопровода, мм .

Высота h 1 в общем случае не должна быть меньше высоты погрузочной машины при поднятом ковше (у ППН-1с эта высота составляет 2250мм ) за вычетом высоты балластного слоя, т. е. h 1 2250мм .

Ширина выработки в свету по балластному слою:

l 2 = B + 2(h + h a) * ctg ;

Ширина выработки в свету по кровле:

l 1 = B – 2(h 1 - h) * ctg ;

Высота выработки от балластного слоя до крепи после осадки:

h 2 = h 1 + h a ;

Площадь поперечного сечения выработки в свету после осадки:

S св = 0, 5(l 1 + l 2) * h 2 ;

Ширина выработки вчерне по кровле (при креплении вразбежку с затяжкой боков):

l 3 = l 1 + 2d ,

где d – диаметр стойки крепи (не менее 160мм ).

Ширина выработки по почве вчерне при креплении вразбежку с затяжкой боков:

l 4 = B + ,

где h в = 320мм – высота от почвы выработки до головки рельса:

h в = h a + h б ,

где h б – высота балластного слоя.

Высота выработки от почвы до крепи (до осадки):

h 3 ` = h 3 + 100 ,

где . h 3 - высота выработки от почвы до верхняка (после осадки).

Высота выработки вчерне до осадки при наличии затяжки:

h 4 ` =h 3 ` + d + 50 ,

где d – диаметр крепёжного леса, мм ;

50мм – толщина затяжки.

Высота выработки после осадки:

h 4 = h 4 ` - 100

Площадь сечения выработки вчерне до осадки:

S 4 = 0, 5(l 3 + l 4) * h 4 `

Вертикальная осадка, равная 100мм , допускается только при деревянной крепи.

В выработках применяют укладку деревянных шпал и настилку пути из рельсов Р24 для вагонеток вместимостью до 2м 3 . При проведении разведочных выработок используют вагонетки ВО-0,8; ВГ-0,7 и ВГ-1,2 вместимостью соответственно 0,8; 0,7; 1,2м . При ручной откатке вагонетками ВО-0,8 и ВГ-0,7 , а также электровозами АК-2у применяют рельсы Р18 . Шпалы укладывают в балластный слой толщиной 160мм , погружая их на 2/3 его толщины.

При прямоугольно-сводчатой форме высота выработки в свету складывается из высоты стенки от уровня балластного слоя и из высоты свода (рис. 2 ).

Высоту выработки вчерне H определяют как высоту в свету плюс толщина крепи в своде при монолитной бетонной крепи или плюс 50мм при набрызг-бетонной, анкерной (штанговой) и комбинированной крепях. Высота стенки от уровня головки рельса до пяты свода h 1 при транспортировании аккумуляторными электровозами определяется в зависимости от высоты электровоза. Высота выработок при транспортировании контактными электровозами должна удовлетворять условиям, при которых обеспечиваются минимальные зазоры между электровозом (вагонеткой) и крепью, а также между токоприёмником и крепью.

Высота вертикальной стенки от уровня тапа до пяты свода h 2 = 1800мм . Высоту свода h 0 принимают в зависимости от коэффициента крепости пород по шкале М.М. Протодьяконова.

Для монолитной бетонной крепи при коэффициенте крепости f =3:9, h 0 = B/3 .

Для набрызг-бетонной и анкерной крепи и в выработках без крепи f 12 , h 0 =B/3 , а при f 12, h 0 =B/4 .

Кривая тррёхцентрового (коробового) свода образуется тремя дугами: осевой - R и двумя боковыми - r . Радиусы свода в зависимости от его высоты:

Высота свода	h 0	B/3	B/4
Радиус осевой дуги	R	0,692	0,905
Радиус боковой дуги	r	0,262	0,173

Проектная ширина выработки B 1 при бетонной крепи состоит из ширины выработки в свету и удвоенной толщины крепи, а при набрызг-бетонной, анкерной и комбинированной крепи – из ширины выработки в свету плюс 100мм .

Ширина однопутной выработки в свету:

B = m + A + n

Ширина двухпутной выработки в свету:

B = m + 2A + p + n ,

где n = 700мм; p = 200мм .

Высота вертикальной стенки выработки от головки рельса:

h 1 = h 2 – h a = 1800 – 160 = 1640мм.

Ширина выработки вчерне при набрызг-бетонной и анкерной крепи:

B 1 = B +2 = B + 100 ,

где = 50мм – толщина крепи, принимаемая при расчёте.

Площадь сечения выработки в свету при высоте свода h 0 = B/3 :

S св. = B (h 2 + 0,26B),

при h 0 = B/4 : S св = В (h 2 + 0,175B) ,

где h 2 = 1800мм – высота вертикальной стенки от уровня трапа (балластного слоя).

Высота стенки от почвы выработки:

h 3 = h 2 + h б = h 1 + h B .

Параметр выработки в свету при h 0 =B/3 :

P B = 2h 2 + 2,33B ,

при h 0 =B/4 : . P B = 2h 2 +2219B

Площадь сечения выработки вчерне при набрызг-бетонной, анкерной, комбинированной крепи при h 0 =B/3 :

S ч. = B 1 (h 3 + 0,26B 1) ,

при h 0 =B/4 : S ч. = B 1 (h 3 + 0,175B 1) .

После определения площади поперечного сечения принимаем по ГОСТ 22940-85 ближайшее стандартное сечение и выписываем его размеры для дальнейших расчётов. По этому стандарту определяют только площадь сечения выработки в свету, а площадь сечения вчерне устанавливают в зависимости от принятой формы сечения, вида и толщины крепи по выше приведённым формулам.

В таблице 1 приведены типовые сечения и базовое оборудование, принятое при расчёте сечения в свету, а также габариты базовых транспортных средств.

Шурфы по глубине условно делятся на мелкие (до 5м ), средние (5 – 10) и глубокие (до 40м ). Глубина шурфов зависит от стадии разведки и геологических условий. В зависимости от физико-механических свойств пород, способа проходки и конструкции крепи, шурфы проходят круглой и прямоугольной формы. С увеличением глубины шурфа площадь поперечного сечения в свету увеличивается. Шурфы глубиной до 10м обычно имеют одно отделение, а при глубине до 20м могут быть с двумя отделениями. Типовыми сечениями (ГОСТ 41-02-206-81) , предусматривается проходка шурфов с площадью поперечного сечения в свету от 0,8 до 4м 3 и геометрические размеры (табл. 2).

Форма сечения горизонтальной горноразведочной выработки зависит в основном от вида горной крепи, применяемой для предохранения выработки от разрушения под действием давления окружающих ее пород и сохранения необходимой площади сечения на весь период разведочных работ. При проведении выработок им придают трапециевидную или прямоугольносводчатую форму сечения. Трапециевидную форму применяют при деревянной крепи и наличии небольшого давления со стороны окружающих пород. Прямоугольно-сводчатую форму применяют при монолитной бетонной, набрызгбетонной, анкерной и комбинированной (анкерной с набрызгбетоном) крепи и в выработках, не имеющих крепи (при прочных устойчивых породах).
Различают площади поперечного сечения в свету, вчерне и в проходке. Площадь сечения в свету определяют по размерам выработки до крепи, за вычетом площадей, занимаемых балластным слоем рельсового пути и трапом пешеходной дорожки. Площадь сечения вчерне является проектной площадью (в проходке). Действительная площадь сечения выработки в проходке несколько больше площади сечения вчерне. При проходке необходимо соблюдать, чтобы площадь сечения выработки соответствовала существующим «Нормам превышения сечений горноразведочных выработок в проходке по сравнению с сечениями вчерне при производстве геологоразведочных работ». В зависимости от крепости пород допускается увеличение площади сечения вчерне на коэффициент 1,04-1,12. Большое значение коэффициента соответствует площади поперечного сечения 4 м2 в крепких породах.
Размер поперечного сечения в свету зависит от назначения выработки и определяется габаритами подвижного состава и числом рельсовых путей, шириной конвейера, скрепера или погрузочно-транспортной машины с учетом необходимых зазоров между этими.машинами и крепью, которые регламентированы правилами безопасности. Зазор между подвижным составом и крепью на протяженных участках выработки при рельсовом транспорте составляет не менее 200 мм при монолитной бетонной, анкерной и набрызгбетонной крепи и не менее 250 мм при других видах крепи - металлической податливой и деревянной. Если откатка вагонеток по выработке осуществляется вручную, то при всех видах крепи этот зазор равен 200 мм.

Для горизонтальных горно-разведочных выработок установлены две формы поперечных сечений: трапециевидная (Т), прямоугольно-сводчатая с коробовым сводом (ПС).

Различают площади поперечного сечения горизонтальных выработок в свету, в проходке и вчерне. Площадь в свету (5 СВ) - это площадь, заключенная между крепью выработки и ее почвой, за вычетом площади сечения, которая занята насыпанным на почве выработки балластным слоем.

Площадь в проходке (5 П|)) - площадь выработки, какой она получается в процессе проведения до возведения крепи, настилки рельсового пути и устройства балластного слоя, прокладки инженерных коммуникаций (кабелей, воздухе-, водопроводов и пр.). Площадь вчерне (5 8Ч) - площадь выработки, которая получается при расчете (проектная площадь).

Так как 5 ВЧ = 5 СВ + 5 кр, то расчет площади сечения выработки начинают с расчета в свету, где 5 кр - сечение выработки, занимаемое крепью; Кп„ - коэффициент перебора сечения (коэффициент излишка сечения - КИС).

Размеры площади поперечного сечения горизонтальных выработок в свету определяют исходя из условий размещения транспортного оборудования и других устройств с учетом необходимых зазоров, регламентированных Правилами безопасности.

При этом необходимо рассмотреть следующие возможные случаи проведения выработок и расчета сечения:

1. Выработка проводится с креплением и погрузочная машина работает в закрепленной выработке. В этом случае расчет ведут по наибольшим габаритам подвижного состава или погрузочной машины.

2. Выработка проходится с креплением, но крепь отстает от забоя более чем на 3 м. В данном случае погрузочная машина работает в незакрепленной части выработки.

При расчете размеров площади сечения по наибольшим габаритам подвижного состава необходимо сделать поверочный расчет (рис. 11):

т + В + п">2й + 2*2+ т + В с. + п; Н р + й 3 > Аз + <* + и-

Расшифровка данных приведена ниже.

3. Выработка проходится без крепления. Тогда размерь! сечения рассчиты
ваются по наибольшим габаритам проходческого оборудования или подвижного
состава.

Основные размеры подземных транспортных средств стандартизированы с Целью типизации сечений выработок, конструкции крепи и проходческого оборудования.

Для выработок трапециевидной формы разработаны типовые сечения с применением сплошной крепи, крепи вразбежку, с затяжкой только кровли и с затяжкой кровли и боков.

Типовые сечения выработок прямоугольно-сводчатой формы предусмотрены без крепи, с анкерной, набрызгбетонной и комбинированной крепями

Горное давление

Создание безопасных условий функционирования подземных сооружений -одна из главных задач обеспечения устойчивости горных выработок. Техногенное воздействие горного производства на геологическую среду приводит к новому ее состоянию. (Под геологической средой здесь понимается реальное физическое (геологическое) пространство в пределах земной коры, которое характеризуется определенным комплексом геологических условий - совокупностью некоторых свойств и процессов).

Возникают количественно и качественно новые силовые поля вокруг горио-геологического объекта как части геологической среды, которые проявляются на границе горная выработка - массив пород, т.е. в незначительных пределах массива пород, окружающего выработку.

Силы, возникающие в массиве, окружающем горную выработку, называются горным давлением. Горное давление вокруг выработок связано с перераспределением напряжений при их проведении. Оно проявляется в виде;

1) упругого или упруговязкого смещения пород без их разрушения;

2) вывалообразования (местного или регулярного) в слабых, трещиноватых и

мелкослоистых породах;

3) разрушения и смещения пород (в частности, вывалообразования) под влиянием предельных напряжений в массиве по всему периметру сечения выработки или на отдельных его участках;

4) выдавливания пород в выработку вследствие пластического течения, в частности со стороны почвы (пучение пород).

Различают следующие виды горного давления:

1. Вертикальное - действует по вертикали на крепь, закладочный массив и является следствием давления массы вышележащих пород.

1. Боковое - является частью вертикального давления и зависит от мощности пород, лежащих над выработкой или разрабатываемым пластом, инженерно-геологических характеристик пород.

3. Динамическое - возникает при больших скоростях приложения нагрузок: взрыв, горный удар, внезапное обрушение пород кровли и т.д.

4. Первичное - давление горных пород в момент проведения выработки.

5. Установившееся - давление горных пород после проведения выработки по прошествии некоторого времени и не меняющееся длительный период ее функционирований.

6. Неустановившееся - давление, изменяющееся с течением времени вследствие ведения горных работ, ползучести пород и релаксации напряжений.

7. Статическое - давление горных пород, в котором инерционные силы отсутствуют или весьма малы.

Усложнение условий, в которых осуществляется проведение (подземное строительство) горных выработок (большие глубины разработки, многолетняя мерзлота, высокая сейсмичность, неотектонические явления, ускорение и увеличение объемов техногенного воздействия и пр.), и уровень развития науки позволили создать современные, более приближенные к реальным методы расчета горного давлении.

Возникло новое научное направление - механика подземных сооружений. Это паука о принципах и методах расчета подземных сооружений на прочность, жесткость и устойчивость при статических (горное давление, давление подзем-ных вод, изменение температуры и т.п.) и динамических (взрывные работы, землетрясения) воздействиях. Она разрабатывает методы расчета конструкций крепи.

Механика подземных сооружений возникла в результате развития механики горных пород - науки, изучающей свойства и закономерности изменения напряженно-деформированного состояния пород в окрестности выработки, а также закономерностей взаимодействия пород с крепью горных выработок для создания целесообразных методов управления горным давлением. Механика подземных сооружений оперирует механическими моделями взаимодействия крепи с массивом пород, учитывающими геологическое состояние окружающих выработку пород, и расчетными схемами крепи.

Анализ механических моделей и расчетных схем производится с использованием методов теории упругости, пластичности и ползучести, теории разрушения, гидродинамики, строительной механики, сопротивления материалов, теоретической механики.

Размеры поперечного сечения горизонтальных горных выработок в свету зависят от её назначения и определяются, исходя из габаритов подвижного состава и располагаемого в выработке оборудования, обеспечение пропуска требуемого количества воздуха, зазоров между выступающими частями подвижного состава и крепью, предусмотренные Правилами безопасности и способа передвижения людей.

В нашем случае мы проектируем горизонтальную выработку прямоугольно-сводчатой формы с анкерной крепью по кровле.

Прямоугольно-сводчатые сечения используются при проходке выработок без крепи или с возведением облегчённых конструкций крепи. Высота свода в сечениях от 2 до 6,8 м 2 составляет?. ширины выработки.

Площадь поперечного сечения в свету - это площадь по внутреннему контуру установленной в выработке крепи

Расчет сечения выработки

Ширина рассечки

b=b c +2c= 0,95+2 0,3=1,55м

где b c - ширина скрепера, м;

с- зазор между скрепером и боком выработки, м.

В выработке рассматриваемого типа хождение людей допускается только при неработающей скреперной установке. Таким образом, высота выработки в свету принимается минимальной, т.е. 1,8 м.

Высота свода

Высота рассечки по боку (до пяты свода):

1,8 - минимальная высота выработки по ПБ

По рассчитанной площади сечения в свету принимается ближайшее большее из стандартных сечений из табл. 2 (Учебное пособие «Проведение горизонтальных разведочных выработок и камер» Авторы В.И Несмотряев, В.А. Косьянов Москва 2001 г).

Принимается типовое сечение выработки ПС - 2,7

Основные размеры сечения выработки в свету:

Ширина выработки, мм - b = 1550 мм

Высота выработки до пяты свода, мм - h б = 1320 мм

Высота выработки, мм - h = 1850 мм

Радиус осевой дуги свода, мм - R = 1070 мм

Радиус боковой дуги свода, мм - r = 410 мм

Площадь сечения выработки в свету, м 2 - S св = 2,7 м 2 .

Для выработок с анкерной крепью в кровле:

где - высота выработки по боку с учетом выхода анкеров по кровле в выработку на величину д=0,05м.

Расчет прочных размеров крепи, составление паспорта крепления

Вследствие малого сечения выработки, незначительного срока службы, горно-геологических условий и имеющихся материалов применяем металлическую распорную анкерную крепь АР-1

Все расчеты прочности закрепления в шпуре анкерной крепи произведены по формулам из справочника «Теория и практика применения анкерной крепи» Автор А.П. Широков. Москва «Недра» 1981 г.

ц - угол трения пород, 30град

D - диаметр распорной муфты, 32см

h - высота распорной муфты, 30см

у сж - предел прочности породы на сжатие

б - половина угла симметричного клина, 2град

р 1 - угол трения стали по стали,0,2град

Необходимая длина анкер L а в кровле и высота возможного вывала пород выработки находится из выражений:

L а = b+ L 2 + L 3 =0,04+0,35+0,05=0,44м;

где L 2 - величина заглубления анкеров за контур возможного вывала пород (принимается равной 0,35 м); L 3 - длина анкера, выступающего за контур выработки, L к = 0,05 м; а n = полупролет выработки в проходке, м; h - высота выработки в проходке, м.

Коэффициент, характеризующий устойчивость боков выработки;

Коэффициент, характеризующий наклон призмы сползания в боках выработки (принимается по Таблице 12.1. Теория и практика применения анкерной крепи. Автор А.П. Широков. Москва «Недра» 1981 г);

ц б - угол внутреннего трения (сопротивления) пород в боках выработки; К к - коэффициент, учитывающий уменьшение прочности пород в кровле выработки (принимается по Таблице 13.1);

f к - коэффициент крепости пород в кровле выработок;

К сж - коэффициент концентрации сжимающих напряжений на контуре выработки, значение которого принимается по табл. 12.2;

г - средний удельный вес толщ пород, залегающих над выработкой до поверхности, МН/м 3 ; Н - глубина выработки от поверхности, м;

К б - коэффициент, учитывающий уменьшение прочности пород в боках выработки, значение которого принимается по Таблице 12.1;

f б - коэффициент крепости пород по М.М. Протодъяконову в боках выработки.

Принимаем длину анкера в кровле L к = 0,5м.

В связи с тем, что ш0, анкерование боков выработки не производится.

Площадь кровли, поддерживаемая одним анкером,

где F к - площадь кровли, поддерживаемая одним анкером, м 2 ;

Р к - прочность закрепления анкера в шпуре, пробуренном в кровле;

Коэффициент запаса, учитывающий неравномерность распределения загрузки на анкер и возможность пригрузки со стороны вышележащих слоев, принимается равным 4,5;

б - угол наклона выработки, градус 0 0

Расстояние между анкером в ряду:

где L n - шаг установки анкеров по ширине выработки, м;

L у - расстояние между рядами анкеров, м, принимается 1,4 м

Число анкеров в ряду

где L b =1,33b=1,331,55=2,06м - часть периметра выработки, которая подлежит анкерованию по кровле, м. Где b - ширина выработки вчерне.

Принимается 2 анкера в ряду.

Составление паспорта крепления.

Ширина рассечки в свету:

B = В + 2m = 950 + 3002 = 1550мм.

Высота свода рассечки

h о = b/3 = 1550/3 = 520мм.

Высота рассечки вчерне

h 2 = h + h o + t = 1320 + 520 + 50 = 1890мм.

Высота стенки рассечки вчерне

h 3 = h + t = 1320 + 50 = 1370мм.

Радиус осевой дуги свода рассечки

R =0,692b = 0,6921550?1070мм.

Радиус боковой дуги свода рассечки

r = 0,692b = 0,6921550?410мм.

Площадь поперечного сечения рассечки в свету:

S св = b(h + 0,26b) = 1,55(1,32 + 0,261,55)?2,7м 2

Периметр поперечного сечения рассечки в свету:

Р = 2h + 1,33b = 21,32 + 1,331,55=4,7м.

Площадь поперечного сечения рассечки вчерне:

S вч = b (h 3 + 0,26b) = 1,55 (1,37 + 0,261,55)=2,75м 2 .

Периметр поперечного сечения рассечки вчерне:

P = 2h + 1,33b = 21,37 + 1,331,55 = 4,8м

Расстояние между анкерами в ряду: b 1 = 1200мм.

Расстояние между рядами анкеров: L = 1,4 м

Глубина шпуров для анкеров: l = 500мм.

Диаметр шпуров под анкеры: = 43мм.

Максимальное отставание анкерной крепи от груди забоя принимается 3 м.

Схема к расчету размеров поперечного сечения при использовании скреперного оборудования в выработке прямоугольно-сводчатой формы сечения.

Возможно, будет полезно почитать: