Определение размеров и площади сечения выработки.
Введение
В период общего экономического склада и инфляций в стране обострились общегосударственные проблемы добычи каменного угля.
Уголь – это основной вид энергетического топлива, а также техническое сырье для коксования и использования в металлургической и химической промышленности для получения жидкого и газообразного топлива.
По запасам каменного угля Россия занимает одно из первых мест в мире, а Кузбасский угольный бассейн – первое место в России по добыче угля.
Перед трудящимися угольной промышленности поставлены задачи по неуклонному росту добычи угля при одновременном снижении его себестоимости, решение которых является непременным условием выживания в сегодняшних экономических условиях.
Для достижения поставленных целей угольная промышленность сосредотачивает свои усилия на следующих направлениях: постоянно работать над вопросами комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, которая создаёт предпосылки для выемки угля без постоянного присутствия людей в очистном забое, что способствует увеличению производительности труда и снижению себестоимости добытого угля.
Дальнейшее увеличение добычи угля тесно связано с темпом проведения подготовительных выработок. Необходимо шире и повсеместно применять системы автоматизированного управления производственными процессами в подготовительных забоях для своевременной и качественной подготовки очистного фронта. Выбор оптимальных технологических схем проведения выработок является непременным условием и высокопроизводительной и безопасной работы в подготовительных забоях, целью данного курсового проекта является разработка паспорта проведения и крепления вентиляционного штрека.
1 ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЛАСТА Бреевского
Глубина отработки пласта 350-490м.
Пласт сложного строения, состоит из3-х угольных пачек, разделенных породными прослоями мощностью от 0,04м до 0,25 м, представленных аргиллитом сильнотрещиноватым, слабой и средней мощности f= 2,5-Общая мощность пласта колеблется в пределах 2,1-2,15 м и при средней мощности 2,12 м.
В пласте встречаются включения «колчеданов», крепостью f= 7-8, вытянутой овальной формы размерами до 2х0,5х0,5, приуроченных к средней части угольного пласта.
Гипсометрия пласта волнистая. Угол падения пласта от 160 (у вентиляционного штрека №173) до 00(у монтажной камеры №1732).
Природная газоносность пласта 8-13 м3/т.
Крепость угля f= 1,5-2, Сопротивление угля резанию 15 мПа.
По склонности пласта к самовозгоранию относится к III группе неопасных. Опасен по взрывчатости угольной пыли и газа метана.
Пласт представлен блестящим углем с преобладанием компонентов группы витринита. Верхний интервал основной кровли пласта представлен песчаником мелкозернистым, крепким, трещиноватым, мощностью до 12м, f= 6-7.
Нижний интервал основной кровли пласта на мощность до 4м представлен песчаником мелкозернистым, крепким f= 6-7 , аргиллитом слоистым трещиноватым мощностью до 2м, f= 3-4 с угольным прослоем в верхней части мощностью до 1 метра (пласт Надбреевский).
Первичный шаг обрушения основной кровли – 35-40 м отхода лавы от монтажной камеры, последующий – 8-12 м.
Непосредственная кровля пласта представлена аргиллитом темно-серым, слоистым средней крепости, трещиноватым, на мощность до 8 м, f= 3-4. Нижний предел непосредственной кровли на мощность 0,35-0,85 м с учетом «ложной» кровли представлен аргиллитом слабым с прослоями угля мощностью 0,05-0,2 м и склонным к сводчатому обрушению на полную мощность кровли.
Ложная кровля, представлена аргиллитом тёмно-серым, трещиноватым, на мощность 0,30-0,80 м f= 1,5-2.
Непосредственная почва пласта представлена алевролитом мелкозернистым, средней крепости, трещиноватым, мощностью до 8 м, f= 4.
Ложная почва, представлена аргиллитом светло-серым, крепостью f=2. Мощность ложной почвы изменяется от 0,08 до 0,15 м, при средней – 0,10 м. При намокании склонна к пучению.
В тектоническом отношении участок простой, однако не исключена возможность встречи мелкоамплитудных нарушений (до 1,5м).
2.Выбор формы поперечного сечения и типа крепи горной выработки.
В данном проекте рассматривается проведение конвейерной печи, которая предназначена для транспортирования горной массы и пропуска вентиляционной струи. Научным и практическим опытом установлено низкая эффективность арочных и стоечных крепей.
Эти виды крепей не несут предварительной нагрузки, не упрочняют свод выработки, трудоемки в установке, многозатратны, имеют по эффективности небольшую область применения. Более того, временной фактор снижает устойчивость крепи и заметно усложняет работу механизированных крепей при добыче.
В мировой практике широко применяют различные виды анкерных крепей, которые обеспечивают в различной степени упрочнение пород свода горной выработки, тем самым, исключая обрушение пород. Исходя из этого, принимаем анкерное крепление выработки, а форму поперечного сечения прямоугольную.
Определение размеров и площади сечения выработки.
В данном проекте рассматривается проведение вентиляционного штрека, который предназначен для транспортирования горной массы и пропуска вентиляционной струи
Площадь поперечного сечения штрека в свету определяется расчетом по допустимой скорости движения воздушной струи, габаритным размерам подвижного состава с учетом минимально допустимых зазоров, величины осадки крепи после воздействия горного давления. Различают площадь поперечного сечения выработки в свету - это площадь поперечного сечения внутри контура крепи выработки,- площадь поперечного сечения выработки в проходке - это площадь поперечного сечения выработки без учета крепи. Согласно требованиям ПБ минимальная площадь поперечного сечения конвейерного штрека - 6,0 м2, минимальная высота - 1,8 м.
Ширина выработки в свету на высоте 1,8 м определяется по формуле
Всв = m + A1 + n м
где: Всв - ширина выработки в свету, м.;
A1- габарит контейнера монорельса, м
n - зазор между контейнером и крепью с ходовой стороны, м
m- зазор между контейнером и крепью с неходовой стороны, м
Всв = 0,3+1,4+0,85=2,95 м
Рис. 1. Поперечное сечение выработки
По полученной ширине выработки принимаем типовое сечение в проходке Sсв= 13,9 м2, Sпрох= 14,0 м2.
Размеры типового сечения сводим в таблицу 2.6.1
Принятую площадь поперечного сечения выработки проверяем по максимально допустимой скорости движения воздуха по формуле:
V = Q/ 60*Sсв м/сек
где : V- скорость воздуха, проходящая по выработке, м/сек
Q- количество воздуха, проходящего по выработки , м3/мин.
V = 4000 /60*13,9= 926,66 м3/сек.
Полученная скорость движения воздуха удовлетворяет требованиям ПБ, Vmin = 0,25 м/сек. Vmax 4 м/с
Таблица 2.6.1 Размеры поперечного сечения штрека
Ширина выработки, мм | Высота выработки, мм | площадь сечение выработки, м2 | |||||||
в проходке | в свету | в проходке | в свету | в проходке | в свету | ||||
до | после | до | после | до | после | ||||
осадки | осадки | осадки | |||||||
14,0 | 13,9 | 13,6 | |||||||
Расчет крепи.
Выбор материала крепи
Выбор материала крепи производится исходя из назначения срока службы выработки, величины и направления гонного давления, формы поперечного сечения горной выработки, конструкции крепи, требований правил безопасности.
Крепёжные материалы должны удовлетворять следующим основным требованиям: обладать высокой прочностью, быть устойчивым с течением времени, иметь не высокую стоимость, быть не огнеопасными и т.д.
Деревянная рамная крепь применяется при сроке службы до 2 - 3 лет в устойчивых и средней устойчивости породах. Металлическая рамная крепь применяется при сроке службы до 10 - 15 лет в разных горногеологических и горнотехнических условиях.
Монолитная бетонная и железобетонная крепь применяется в капитальных выработках, а сборная железобетонная и тюбинговая крепь - в капитальных и других выработках с большим сроком службы и в разных горногеологических и горнотехнических условиях.
Так как срок службы вентиляционного штрека до трех лет,то в проекте принимаем анкерную крепь