Раздел 2. Выбор и расчет параметров сечения горной выработки
КЫРГЫЗСКО – РОССИЙСКИЙ СЛАВЯНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
В.И. НИФАДЬЕВ., Э.В. ЛУПИНИН
ПРОВЕДЕНИЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
Методическое пособие
По выполнению курсовой работы
БИШКЕК – КРСУ - 2013
УДК622.271.
Рецензенты:
Мамбетов Ш.А. – д-р техн. наук, акад. ИА КР, профессор,
Мамыров Э.М. – д-р геол-минер. наук, профессор,
Тажибаев К.Т. – д-р техн. наук, профессор.
Рекомендовано к изданию Ученым Советом КРСУ.
В.И. Нифадьев., Э.В. Лупинин. «Проведение горных выработок»: Методическое пособие. Бишкек: КРСУ, 2013.
Настоящая работа является учебным пособием по дисциплине «Геотехнология строительная» модуля «Основы горного дела» специальности 131201-65 «Физические процессы горного производства» квалификации Горный инженер.
Предназначено для студентов высших горных учебных заведений и может быть полезно при выполнении контрольных и курсовых работ, изучении материала в подготовке к зачетно-экзаменационной сессии по предмету.
Пособие может быть полезно также преподавателям при подаче теоретического материала и проведении практических занятий.
© РИСО, КРСУ, 2013
СОДЕРЖАНИЕ
| №№ разделов | Тема разделов | Стр. |
| Введение. | 4. | |
| Раздел 1. | Задание на проектирование. | 5. |
| 1.2. Терминология; Сокращения и обозначения | ||
| Раздел 2. | Выбор и расчет параметров сечения горной выработки | |
| 2.1. Факторы, влияющие на выбор типа выработок | ||
| 1.2.Формы поперечного сечения выработок. | ||
| 2.3. Размеры поперечного сечения горизонтальных и наклонных выработок | ||
| 2.4. Выбор и расчёт параметров поперечных сечений горных выработок | ||
| 2.5. Выработки трапециевидной формы | ||
| 2.6. Выработки прямоугольной формы | ||
| 2.7. Выработки сводчатой формы | ||
| 2.8. Выработки арочной формы | ||
| Раздел 3. | Основы механики горных пород. | |
| 3.1. Расчет горного давления в горизонтальных горных выработках | ||
| 3.2. Расчет горного давления в наклонных выработках | ||
| 3.3. Расчет горного давления на крепь вертикальных выработок | ||
| Раздел 4. | Выбор и расчет крепи по горному давлению | |
| 4.1. Расчеттрапециевидной крепи | ||
| 4.2. Расчет арочной крепи | ||
| 4.3. Расчет кольцевой крепи | ||
| 4.4. Расчет затяжки крепи выработок | ||
| 4.5. Расчет бетонной крепи | ||
| 4.6. Расчет анкерной крепи | ||
| 4.7. Расчет набрызг-бетонного покрытия | ||
| Приложения | ||
| Литература |
В В Е Д Е Н И Е
Теоретический материал по проведению горных выработок в зависимости от учебного плана подготовки специалистов направления «Горное дело» квалификации «Горный инженер» разных специализаций изучается в разных семестрах и в разных объёмах. В соответствии с учебном планом, студенты кафедры «Физические процессы горного производства» КРСУ должны выполнять в порядке промежуточного контроля курсовую работу.
Курсовые работы следует выполнять по принятому в КРСУ стандарту – титульный лист и текст пояснительной записки набирается на компьютере и печатается шрифтом Times New Roman 12-го размера на бумаге формата А4 полуторным размером межстрочного интервала.
Графическая часть необходимо выполнять на ватмане размером А1 - А2, с соблюдением ЕСКД в масштабе 1:50 или 1:100, со стандартным штампом в правом нижнем углу. Все надписи и цифровые обозначения исполнять чертёжным шрифтом.
Ниже приводится таблица задания для курсовой работы.
Раздел 1. Задание на проектирование.
Таблица 1.
Задание для курсовой работы по теме: «Определение формы и площади поперечного сечения горной выработки, расчет горного давления, выбор типа, вида и материала крепи по её несущей способности».
| Показатели | В а р и а н т ы | |||||||||
| Название выработки | Конв.штрек | Вент. штрек | Двухпутевой полевой штрек | Уклон | Брем-сберг | Двухпутевой откат. штрек | Однопутевой откат. штрек | Восстающий | Разрезная печь | Двухпутевой квершлаг |
| Проходка выработки | По пласту | По пласту | По породе | По пласту | По пласту | По пласту | По породе | По породе | По пласту | По породе |
| m, м | 3,1 | 2,3 | − | 3,5 | 4,0 | 3,2 | − | − | 2,0 | − |
 ,град
| - | - | ||||||||
 ,град.
| 0° | 0° | 3 
| 16° | 16° | 3
| 3
| 90° | ||
| Тип транспорта | Конвейер С-53 | Конвейер С-53 | Электровоз К-10 вагон ВГ1,2 | Конвейер С-53, | Конвейер С-53 | Электровоз 8АРП вагон ВГ3,3 | Электровоз 8АРП вагон ВГ3,3 | Проход-ческий комплекс КПВ-4 | Конвейер С-53 | Электровоз К-10 вагон ВГ2,2 |
| Колея, мм | - | - | - | - | - | - | ||||
| Категория шахты по метану | I | I | - | II | III | II | - | - | III | - |
| Состояние вмещающих горных пород по Цимбаревичу | III | III | II | II | II | III | II | I | III | II |
| fу | 1,4 | 1,3 | - | 1,3 | 1,3 | 1,1 | - | - | III | II |
| fк | 1,4 | - | ||||||||
| fб | 1,4 | 1,3 | 1,3 | 1,3 | 1,1 | |||||
| fп | - | 1,4 | ||||||||
| Срок службы Т, лет | 0,5 | 0,6 |
Номер варианта студент выбирается из таблицы задания по последней цифре номера зачётной книжки.
Задание является условным, для примера, и может меняться преподавателем по своему усмотрению.
1.2. Терминология; сокращения и обозначения:
· Конв. штрек – конвейерный штрек – горизонтальная горная выработка, не имеющая выхода на дневную поверхность и предназначенная для транспортировки полезного ископаемого (угля) от очистного забоя (лавы) до участкового квершлага и далее по квершлагу до откаточного штрека для погрузки в транспортные сосуды и подачи свежего воздуха для проветривания очистных работ лавы. Конвейерный штрек является нижним запасным выходом для людей из лавы. Проходится всегда по пласту с подрывкой породы по почве независимо от мощности пласта, с целью обеспечения удобства погрузки угля с лавного конвейера на транспортное средство (конвейер) конвейерного штрека. Срок службы конвейерного штрека ограничивается временем отработки лавы и не превышает 4-х – 8-ми месяцев. В зависимости от устойчивости вмещающих пород и горного давления крепится деревом или металлической арочной податливой крепью. Силовое оборудование, питающее лавный конвейер (фидерный автомат, пускатели, контрольная аппаратура, следящая за работой лавных машин и механизмов) устанавливается в нише на участковом квершлаге.
· Вент. штрек. – вентиляционный штрек – горизонтальная горная выработка, не имеющая выхода на дневную поверхность и предназначенная, для выдачи из лавы исходящей струи (отработанного воздуха) и доставки в лаву к месту очистных работ крепежных материалов и оборудования, установки вспомогательного оборудования (посадочные и поддерживающие лебедки, маслостанции и силового оборудования механизированных гидрофицированных добычных комплексов (крепь, комбайн, привод лавного конвейера и вспомогательное оборудование). Вентиляционный штрек является верхним запасным выходом для людей из лавы. При малой мощности пласта штрек проходится всегда с подрывкой кровли для обеспечения безуступного перехода почвы штрека в лаву. Срок службы вентиляционного штрека ограничен временем отработки лавы и составляет 2 – 6 месяцев.
· Квершлаг – капитальная или участковая горизонтальная или наклонная горная выработка, не имеющая выхода на дневную поверхность, пройденная вкрест простирания залегания пород и предназначенная для вскрытия полезного ископаемого, доставки горной массы, материалов и оборудования, перемещения людей и проветривания горных работ.
· Откаточный штрек – капитальная горизонтальная горная выработка, не имеющая выхода на дневную поверхность, пройденная по пласту, предназначенная для доставки горной массы, оборудования и материалов, перемещения людей и проветривания горных работ.
· Полевой штрек – капитальная горизонтальная горная выработка, не имеющая выхода на дневную поверхность, пройденная по простиранию залегания месторождения по пустым породам в лежачем боку пласта, предназначенная для доставочных работ, передвижения людей и вентиляции, т.е. откаточный штрек, пройденный по пустым породам параллельно простиранию пласта.
· Уклон – капитальная или участковая наклонная горная выработка, не имеющая выхода на дневную поверхность, пройденная по породе или по пласту, предназначенная для доставки горной массы, материалов и оборудования, перемещения людей и проветривания горных работ. Уклоны, предназначенные для выдачи полезного ископаемого, оборудуются, как правило, ленточными конвейерами, при этом доставка груза производится снизу вверх.
· Бремсберг – капитальная или участковая наклонная горная выработка, не имеющая выхода на дневную поверхность, пройденная по пласту или по породе. Имеет то же предназначение, что и уклон , но доставка груза производится сверху вниз.
· Разр. печь - разрезная печь – нарезная горная выработка, пройденная по пласту снизу вверх для соединения конвейерного и вентиляционного щтреков при подготовке (нарезке) очистного забоя к работе. В разрезной печи монтируется все добычное оборудование - механизированная или индивидуальная крепь, конвейер, комбайн и т.д., после чего лава (очистной забой) запускается в работу.
· Восст. – восстающий - вертикальная или наклонная горная выработка, пройденная по породе или по рудному телу. Восстающие выработки могут оборудоваться как людские ходки в качестве запасных выходов, как рудоспуски для перемещения горной массы на нижний горизонт к погрузочному пункту шахты, как материальные − для доставки оборудования и материалов, вентиляционные − для проветривания горных работ. Термин применяется при разработке рудных месторождений.
· КИШ – коэффициент использования шпура. Определяется отношением величины цикла после взрыва к величине длины шпура.
· m – мощность пласта, м;
· 
- угол падения пласта угля или пород, град.;
· 
– угол наклона выработки в проходке, град.;
· Lв – длина проходимой выработки по заданию, м;
· lув – расстояние устья выработки от вентиляционной струи свежего воздуха, м;
· γу− плотность(объемный вес) угля, т/м3;
· γп – плотность (объемный вес) породы, т/м3;
· fу – коэффициент крепости угля по шкале проф. М. М. Протодъяконова;
· Qв - нормальный водоприток в шахту, м3/час.
· tсм = 6 час. – продолжительность рабочей смены.
· lц – величина цикла, м.
· B – ширина выработки на высоте 1800 мм в свету, мм;
· h – высота выработки в свету, мм;
· S – площадь поперечного сечения в свету, м2;
· Н – глубина расположения выработки от земной поверхности, м;
· 
- коэффициент крепости пород соответственно кровли, бортов и почвы по шкале проф. М.М. Протодьяконова;
· 
, 
- объемный вес пород соответственно кровли, почвы и бортов; т/м3;
· φк, φб, φп – угол внутреннего трения пород кровли, бортов и почвы соответственно, град.
Курсовая работа выполняется по методике, изложенной в настоящем издании. Физико-механические свойства горных пород, габаритные размеры машин и оборудования и характеристики различных видов материалов крепи, необходимые для расчетов и оформления графической части курсовой работы, принимаются по соответствующим таблицам, приведенным в Приложении.
Раздел 2. Выбор и расчет параметров сечения горной выработки.