2.2 Определение размеров поперечного сечения горной выработки

в свету

Размеры поперечного сечения ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ выработок в свету зависит от назначения и определяются габаритами подвижного состава, числом рельсовых путей, расстоянием между крепью выработки и наиболее выступающей частью подвижного состава, способом передвижения людей и количеством подходящего по выработке воздуха для проветривания.

Свободные зазоры и проходы в выработках при определении их размеров поперечного сечения принимаются в соответствии с «Едиными правилами безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений подземным способом».

Ширина выра­ботки определяется числом путей, основ­ными размерами вагонеток (электрово­зов), величиной зазоров и проходов для людей.

Горизонтальные выработки должны иметь на прямолинейных участках расстоя­ние от крепи или оборудования до наиболее выступающей кромки габарита подвижного состава с одной стороны рельсового пути не менее 0,7 м для свободного прохода лю­дей, с другой — 0,25 м при деревянной и ме­таллической крепи и 0,2 м при бетонной и в незакрепленных выработках и зазор между вагонетками (электровозами) при двухпу­тевых выработках — не менее 0,25 м.

Для крупных шахт , при откатке груза в вагонетках ВГ-4 и ВГ-6, принимают свободный проход не менее 1 м и зазор с негабаритной стороны 0,4 м. На некоторых шахтах принимают сво­бодные проходы с обеих сторон по 0,7 м. Указанная ширина свободного прохода для людей должна быть выдержана по высоте выработки не менее чем 1,8 м.

На закруглениях величина зазоров с обе­их сторон рельсового пути, а также шири­на междупутья увеличиваются каждая в зависимости от радиуса кривизны, длины и базы вагонеток или электровоза с расчетом, чтобы при любом положении подвижного состава были выдержаны указанные выше расстояния. В местах укладки стрелочных переводов делается местное уширение до 0,35—0,4 м при электровозной откатке. Ши­рина выработки должна быть проверена на возможность размещения со стороны про­хода для людей водосточной канавы.

Высота выработки, считая от головки рельсов, должна быть:

при откатке контактными электровозами

Ь, = Н' + Н", м,

где Н' — расстояние от головки рельсов до контактного провода, принимаемое:

в основных выработках при механи­ческой доставке людей не менее 1,8 м;

на площадках и в выработках для хождения людей 2 м; в выработках околоствольного двора до места, где начинается посадка людей в ва­гонетки, 2,2 м;

Н" — расстояние от контактного провода в держателе до крепи кровли, не менее 0,2 м,

Площадь поперечного сечения горизонтальной выработки в свету:

S_св = В_св × ( h_св + 0,26 × В_св ),

ПЛОЩАДЬ СЕЧЕНИЯ ВЫРАБОТКИ В СВЕТУ ДОЛЖНА БЫТЬ ПРОВЕРЕНА ПО КОЛИЧЕСТВУ ВОЗ­ДУХА ДЛЯ ПРОВЕТРИВАНИЯ УЧАСТКА :

Минимальная скорость воздуха в горных выработках определяется по формуле:

0,1P

V = ———— (м/с),

min S

где S - площадь поперечного сечения выработки, м2, а

Р - периметр выработки, м.

Максимальная скорость не должна превышать следующих норм:

а) в очистных и подготовительных выработках - 4 м/с;

б) в квершлагах, вентиляционных и главных откаточных штреках, капитальных уклонах - 8 м/с;

в) в остальных выработках - 6 м/с;

г) в воздушных мостах (кроссингах) и главных вентиляционных штреках - 10 м/с;

д) в стволах, по которым производятся спуск и подъем людей и грузов - 8 м/с;

е) в стволах, служащих только для подъема и спуска грузов, - 12 м/с;

ж) в стволах, оборудованных подъемными установками, предназначенными для подъема людей в аварийных случаях и осмотра стволов, а также в вентиляционных

каналах - 15 м/с;

з) в вентиляционных скважинах и восстающих, не имеющих лестничных отделений, скорость воздушной струи не ограничивается.

По разрешению Госгортехнадзора России допускается увеличение скорости движения воздуха в стволах, при обеспечении мер по безопасному их обслуживанию и передвижению людей.

Температура воздуха в подготовительных, очистных и других действующих выработках не должна превышать 26°C. При температуре свыше 26°C должны приниматься специальные меры по ее снижению

Основные размеры поперечных сечений выработок прямоугольно – сводчатой формы

Типоразмер сечений	в, мм	hб, мм	h. мм	R, мм	r, мм	Площадь сечения выработки, Sсв, м2
ПС – 2,0	1120	1480	1850	770	290	2,0
ПС – 2,7	1550	1320	1850	1070	410	2,7
ПС- 4,2	1850	1800	2420	1280	490	4,2
ПС- 4,5	1950	1800	2520	1350	510	4,5
ПС- 5,4	2180	1900	2700	1510	570	5,4
ПС- 6,2	2360	2000	2800	1630	620	6,2
ПС- 6,8	2500	2070	2900	1730	650	6,8
ПС- 8,3	3450	1800	2650	3120	590	8,3
ПС- 8,7	3600	1800	2690	3250	620	8,7
ПС- 10,0	4000	1800	2800	3620	690	10,0
ПС- 11,6	4500	1800	2930	4070	780	11,6
ПС- 12,1	4620	1800	2960	4180	800	12,1

Размеры поперечного сечения ствола определяются графическим путём, исходя из размеров и расположения подъёмных сосудов (клетей и скипов), зазоров между ними и крепью, а также исходя из размеров лестничного отделения, ставов водоотливных труб и кабелей.

Порядок построения поперечного сечения ствола прямоугольной формы при 2 – х клетевом подъёме:

1. В выбранном масштабе на чертеже изображается толщина расстрела а₁;

2. Проводятся осевая линия сечения ствола и по обеим сторонам расстрела изображаются два проводника;

3. Наносятся контуры подъёмных сосудов и оставшихся проводников;

4. На чертёж наносится второй расстрел с перегородкой между лестничным и подъёмным отделениями.

5. Фиксируется длина лестничного отделения (с отшивом от крепи) и вычерчивается сечение ствола в свету.

Длина и ширина поперечного сечения ствола в свету:

А = 2а₁ + 2с + 4а₂ + а₃ + 2а₄;

В = в₁ + 2в₂;

а₁ – толщина расстрела;

с – толщина отшива лестничного отделения;

а₂ – толщина проводников;

а₃ – длина лестничного отделения;

а₄ – ширина подъёмного сосуда;

в₁ – длина подъёмного сосуда;

в₂ – зазор между подъёмными сосудами и крепью.

ПОРЯДОК ПОСТРОЕНИЯ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ СТВОЛА КРУГЛОЙ ФОРМЫ:

1. На чертеже изображают толщину расстрела и два проводника;

2. Наносят контуры подъёмных сосудов и оставшихся проводников;

3. На расстоянии в₂ от нижнего края клетей изображают второй расстрел с отшивом лестничного отделения;

4. Изображают в масштабе лестничное отделение, фиксируя точку 1;

5. На расстоянии 150 – 200 мм от наиболее выступающих кромок подъёмных сосудов фиксируют точки 2 и 3 и через полученные точки проводят окружность;

6. Изображают дополнительные расстрелы, уточняют размеры лестничного отделения

( при необходимости увеличивая его длину) и окончательно оформляют чертёж.

Тип и размеры подъёмных сосудов выбираются в зависимости от их назначения, годовой производительности шахты, глубины стволов и общей организации работ.

Для проектирования рекомендуется руководствоваться следующими типовыми сечениями стволов шахт:

Агод, тыс.т	Форма сечения	Подъёмные сосуды	Сечение в свету Sсв, м2
30-70	прямоугольная	Две клети	7,7
	То же	Одна клеть	12,2
	круглая	Одна клеть	12,6
100-300	прямоугольная	Две клети	18,6
	То же	Две клети, один скип	18,6
	круглая	Две клети	23,7
	То же	Одна клеть, один скип	19,6
	То же	Одна клеть, два скипа	28,3
300-600	круглая	Одна клеть, два скипа	28,3
	То же	Одна клеть, два скипа	33,2
600-1500 и более	круглая	Две клети, два скипа	44,2
	То же	Две клети (одна для углубки ствола)	33,2
	То же	Три скипа (два рудных, один породный)	19,6

При заданных условиях часовая производительность подъёма определяется:

Где К_н – коэффициент неравномерности работы подъёма (1,5 – 2,0);

А_ш – годовая производительность шахты, т;

N – число рабочих дней в году;

N_с – число часов работы подъёма в сутки.

Продолжительность работы подъёма в сутки в случае использования его только для выдачи полезного ископаемого принимают равной 10 или 15 часам (соответственно при двухсменной или трёхсменной работе).

Возможное число подъёмов в час определяется из выражения:

Т_{п –} время одного периода подъёма, сек_. Т_п = t₁+ t_{2, сек}

t₁ - чистое время подъёма, сек,

t₂ – принимаемое время паузы, сек.

Н₁ – высота подъема, м

Н₁ = Н +h_п.б, м,

Н – глубина ствола, м.

H_п.б – высота приёмного бункера, м.

Продолжительность паузы t₂ зависит от типа подъёмной установки и типа околоствольного двора, и устанавливается нормативными указаниями: при шеститонных скипах принимают t₂ = 8 сек, при большой грузоподъёмности t₂= 10 сек, при обыкновенных клетях и двухстороннем околоствольном дворе t₂= 12, 30 и 50 сек. соответственно при одно-, двух - , и трёхэтажных клетях; при двух вагонетках в каждом этаже клети t₂ = 15 сек. на этаже плюс 5 сек. на перестановку клети. При одностороннем околоствольном дворе t₂=30 сек. на каждый этаж.

Одновременно поднимаемый груз Q_гр определяется по формуле:

,т

Г.М Еланчик для определения необходимой грузоподъёмности скипов(одновременно поднимаемого груза), предложил эмпирическую формулу:

, т

Размеры поперечного сечения ствола, полученные графическим путём, проверяют на возможность пропуска воздуха в количестве, необходимом для проветривания подъёмных выработок при его скорости движения по стволу, допускаемому Правилами Безопасности.

, м\сек

V_р – расчётная скорость движения воздуха по стволу, м\сек;

Q_воз – необходимое количество воздуха для проветривания подземных выработок, м³ \мин;

S_св – площадь сечения ствола в свету, м²;

p-коэффициент, учитывающий уменьшение свободного сечения ствола, вследствие армировки;

для стволов прямоугольного сечения р=0,6-0,7; для круглого сечения р=0,8.

Установленное графически сечение в свету крепи проверяют по скорости движения вентиляционной струи. Скорость не должна превышать следующих норм: по стволам, предназначенным для спуска и подъёма людей и грузов – 8 м\сек; по стволам, предназначенным только для спуска и подъёма грузов – 12 м\сек; в вентиляционных стволах, не оборудованных подъёмом (с лестничным отделением для пользования в экстренных случаях), -- 15 м\сек.

Размеры сечения ствола вчерне определяют прибавлением к полученным размерам в свету толщины крепи с учётом затяжки и расклинки.