1. Визначення розмірів поперечного перерізу у світлі горизонтальної виробки

Розміри поперечного перерізу гірничої виробки у світлі визначають, у залежності від габаритних розмірів транспортних засобів, величини безпечних зазорів з урахуванням можливого осідання порід, допустимої висоти підвіски контактного проводу, швидкості руху повітряного струменю:

1. ШИРИНА ВИРОБКИ У СВІТЛІ, м:

(1)

де а – мінімальний зазор який допустимий між кріпленням і найбільш виступаючими частинами рухомого составу, м

(0,2 м – для гладкого кріплення, 0,25 м – для рамного кріплення);

b – ширина більшого транспортного засобу ( вагонетки або електровоза), м;

с – мінімально припустимий зазор між кріпленням і рухомим составом з боку проходу людей, прийнято не менш 0.7м; а у місцях посадки людей у вагони не менш 1м;

4

1 рейка

2 підкладка

4 костиль

11 баласт

32

n – кількість рейкових колій у виробці;

m – зазор між рухомими составами, m = 0.2м.

1.2 ВИСОТА ВИРОБКИ У СВІТЛІ, м:

1) При склепистій формі покрівлі (рис 1 б,в)

(2)

д е - висота прямої ділянки стінки виробки у світлі, прийнятій рівній висоті проходу для людей

, у двоколійних виробках при арковому піддатливому кріпленні варто приймати

У одноколійних виробках при розташуванні у них контактного проводу і трубопроводу великого діаметру з метою забезпечення зазору С по висоті висота прямої ділянки стінки у світлі повинна бути збільшена до 2.05 – 2.1м.

- висота склепіння у світлі, м; при коробковому склепінні (радіуси заокруглення склепіння і ).

При напівциркульному склепінні і вертикальних стінках

де – радіус склепіння, при ; при

(3)

де К – коефіцієнт, який визначається за формулою:

при

(4)

при

5

де – висота, на якій повинний бути витриманий зазор для проходу людей ;

– висота від баластового шару до рівня голівки рейки, м:

(5)

де - висота рейки, товщина підкладки під рейкою і товщина шпали, м.

Типорозміри рейок, підкладок і шпал, які використовують у гірничий промисловості, приведені у додатках 4-6.

2). При плоскій покрівлі (мал. 1а)

(6)

де - висота підвіски контактного проводу від головки рейки, приймається не менш 1.8м, а на посадкових і вантажно-розвантажувальних площадках, у при ствольних дворах – не менш 2м, на ділянках від ствола до місця посадки людей у вагони – не менш 2.2м;

- мінімально припустимий зазор між підвіскою контактного проводу і верхняком

1.3 ЗА ОТРИМАНИМИ РОЗМІРАМИ ВИЗНАЧАЄМО ПЛОЩУ ПОПЕРЕЧНОГО ПЕРЕРІЗУ ВИРОБКИ У СВІТЛІ.

1) Трапецієподібна форма перелізу:

(7)

де - ширина виробки у світлі по покрівлі і ґрунту

(8)

6

31

30

де - висота транспортного засобу від головки рейки, м;

- кут нахилу стійки кріплення ;

2) Прямокутно-склеписта форма перелізу з коробковим склепінням

(9)

3) Прямокутно-склеписта форма перелізу з напівциркульним склепінням

(10)

де - відстань між стійками кріплення у самій широкій частині .

1.4 ОТРИМАНИЙ ПЕРЕЛІЗ ПЕРЕВІРЯЮТЬ НА ШВИДКІСТЬ РУХУ ПОВІТРЯНОГО СТРУМЕНЮ за формулою:

(11)

де - кількість повітря яке надходить у виробку м³/сек, обумовлене розрахунком відповідно до §109 ЄПБ (1) для газових шахт

де - коефіцієнт витоку повітря і нерівномірності видобутку, рівний 1. - мінімальна кількість повітря на 1т середньодобового видобутку гірничої маси для шахт І категорії – q=1.4, ІІ категорії – q=1.75, ІІІ категорії – 2.1, для понад категорійних шахт визначається розрахунком;

і – добовий, річний видобуток шахти;

- площа перелізу виробки для вентиляції. Визначається як площа у світлі за винятком площі трубопроводу, кабелів, рейок і виступаючих із баласту частини шпал (1/3 висоти шпали);

??? - допустима швидкість руху повітряного струменю

7

для проектної виробки у головних відкатних виробках, у відкатних виробках , у очисних і підготовчих виробках, у головних вентиляційних виробках.?????

Якщо ця умова не виконується, то необхідно збільшити ширину виробки і повторити розрахунок.

Для остаточного визначення проектних розмірів виробки у світлі необхідно враховувати величину з контуру виробки.

2. РОЗРАХУНОК ОЧІКУВАНИХ ЗСУВІВ ПОРІД КОНТУРУ ВИРОБКИ

При проектуванні поперечного перерізу виробки у світлі необхідно враховувати можливість зміщення контуру виробки.

2.1. ЗБІЖНІСТЬ КОНТУРУ ВИРОБКИ - у напрямку максимальних зміщень порід для типових умов Криворізького басейну може бути визначений за графіком НДГРІ [2] у залежності від безрозмірного показника (мал. 2)

де - питома вага породи, Н/м³;

- глибина розміщення виробки, м;

- розрахунковий опір порід стисненню, Н/м²;

Якщо термін служби виробки перевищує 3 роки, варто скористатися виразом:

(12)

де - збіжність контурів виробки у типових умовах за весь термін її служби, мм;

- збіжність контурів у початковий період за перші три роки існування виробки (мал.2), мм;

- середня швидкість збіжності контурів після початкового періоду (приймається як збільшення зміщення за третій рік існування виробки)(мал. 2), мм/рік;

- термін служби виробки.

8

29

28

Показане на малюнку 2 сімейство кривих отримане при вимірах зміщень у штреках шириною 3.2 – 3.5м. Якщо розрахункова ширина виробки відрізняється від базової, то водиться виправлення на розмір .

Тому при остаточному визначенні збіжності контурів необхідно враховувати умови які відрізняються від типових.

1) Оскільки збіжність контурів виробки пропорційна ширині виробки, виправлення на розмір виробки визначаємо:

де - розрахункова ширина виробки начорно, м (визначається орієнтовно за формулою (26)).

2) Для виробок пройдених в хрест простягання при , варто застосовувати поправочний коефіцієнт, що враховує напрямок виробок ; при інших значеннях виправлення несуттєві .

Тоді розрахункове значення збіжності контурів виробки в умовах що відрізняються від базових визначаємо за виразом:

(13)

2.2. ВЕЛИЧИНУ ЗМІЩЕННЯ КОНТУРУ ВИРОБКИ ДЛЯ УМОВ ДОНБАСУ можна визначити розрахунковим шляхом за методикою ДонВГІ [3].

Величина зміщення у покрівлі виробки:

1) При куті падіння порід до 35º

(14)

2) При куті падіння порід більш 35º

9

(15)

Величина зміщення боків не залежить від куту падіння порід і визначаємо її за формулою

(16)

Величина зміщення порід ґрунту виробки

(17)

де - ширина і висота виробки начорно (орієнтовно визначаємо за формулами (26) і (28);

- коефіцієнт стійкості порід, що характеризує втрату міцності у часі (його значення приведені у таблиці 1)

Таблиця 1

Термін служби виробок, років	Значення коефіцієнту
	Сухі породи	Вологі породи
До 5	1	0,95
5-10	0,9	0,8
Більше 10	0,8	0,7

- емпіричний коефіцієнт, що характеризує міцність порід ґрунту на стиснення.

Його значення наступні:

Міцність порід на стиснення, МПа
До 40	0,3
40-60	0,22
Більше 60	0,11

10

Схеми визначення розмірів поперечного перерізу виробок:

а - трапецієвидної форми;

б – прямокутно-склепінної з коробовим склепінням;

в – прямокутно-склепінної з циркульним склепінням;

г - побудова рейкового шляху.

27

26

Збіжність боків виробки визначається як подвійна величина зміщення порід боків виробки , збіжність покрівлі і ґрунту це – сума величини зміщення порід покрівлі і ґрунти . По діючим нормам допустимі зміщення порід ґрунту у виробках обладнаних рейковим транспортом, складають 200 мм, а у виробках і конвеєрним транспортом 400 мм. Якщо зміщення ґрунту перевищують припустимі значення, варто приймати замкнуте кріплення із зворотним склепінням.

2.3. У відповідності зі СНиП П-94-80 (4) величину зміщення для горизонтальних і похилих виробок розташованих у осадочних і вивержених породах і поза зоною впливу очисних робіт, установлюємо за формулою

(18)

де - типове зміщення порід, визначаємо за графіками (рис.3) у залежності від розрахункового опору порід стисненню і розрахунковій глибині розташування виробки ;

- коефіцієнт впливу кута залягання порід і напряму проходки виробки щодо простягання чи порід або основних площин тріщинуватості, обумовлений згідно табл. 2;

- коефіцієнт напрямку зміщення порід , при визначення зміщення з боку покрівлі чи ґрунту, при визначенні бічних зміщень визначаємо по табл.3;

- коефіцієнт впливу розміру виробки, визначаємо за формулою

де - ширина виробки начорно, м;

- коефіцієнт впливу інших виробок, прийнятий для одиночних виробок і камер рівним 1.0; для сполучень з однобічним примиканням виробок у виді двостороннього заїзду чи пересічних виробок – 1.6; для рівнобіжних виробок – за формулою

11

(19)

де - відстань між виробками, м;

- сумарна ширина взаємо впливових виробок начорно, м;

- коефіцієнт, визначаємо згідно табл. 3;

- коефіцієнт впливу часу на зведення кріплення. Для виробок більш 15 років , при менш 15 років визначаємо за графіками (рис. 4.)