3.2.3. Проверочный расчёт запаса прочности пород и действующих напряжений с пределом прочности массива для боков nб и кровли nк.

Проверочный расчёт запаса прочности пород производят, сравнивая максимальные из действующих напряжений, с пределом прочности массива.

Для боков горизонтальной выработки запас прочности n_б можно рассчитать по формуле

(3)

Ϭ_сж - предел прочности на одноосное сжатие образца горных пород, Па;

К_со. - коэффициент структурного ослабления пород, зависящий от системы трещиноватости обнажённого массива горных пород;

К_дп - коэффициент длительной прочности, учитывающий уменьшение прочности породы в массиве во времени при сроке службы выработки от 3-х и более лет:

• 0,5…0,7 (0,6) - для пород, склонных к проявлению реологических свойств (ползучести, релаксации), т.е. склонных к пластическим деформациям перед разрушением образца (песчанистые и углистые породы, сланцы, мергели и глины, алевролиты, аргиллиты, уголь, песчаники углистые, песчаники с глинистым цементом, известняки средней крепости т.д.);

• 0,7 …. 1,0 (0,85) - для хрупких пород, т.е. пород с хрупким характером разрушения (граниты, кварциты, песчаники с кварцевым цементом, прочие песчаники, известняки кремнистые и т.д.);

• 1,0 - при сроке службы выработок менее 3-х лет;

Н - глубина заложения горной выработки, м;

К_Ϭб - коэффициент концентрации смещающих напряжений в боках выработки.

Таблица 4

Показатель	Глубина от поверхности, м
	0<Н<200	200<Н<500	500<Н<1000	Н>1000
Коэффициент концентрации напряжений, К Ϭб	3,2	3,2-2.5 (2,85)	2.5-2.0 (2,25)	2.0

Значения коэффициента концентрации напряжений в боках выработки

Принимаем К_Ϭб =

n_б=

Аналогично оценим запас прочности пород в кровле выработки n_к, причём на этом этапе кровля выработки принимается плоской.

Расчёт ведём по формуле:

(4)

где К_р - коэффициент, учитывающий соотношение между пределами прочности породы на растяжение и сжатие (для различных пород лежит в широком диапазоне, но для многих равен приблизительно 0,1); К_Ϭк. - коэффициент концентрации растягивающих напряжений в кровле.

Так как на первоначальном этапе расчёта кровля принимается плоской, то принимается К_Ϭк = 1,0;

λ - коэффициент бокового давления (горизонтального распора), рассчитывается по коэффициенту Пуассона μ:

, (5)

где μ для многих пород лежит в диапазоне 0,2….0,3.

В нашем варианте μ =

λ =

Таким образом, на основании приведённой выше методики расчётов можно принять решение о форме поперечного сечения выработки.

Для этого введём градацию устойчивости пород кровли и боков выработки по коэффициенту запаса прочности на контуре выработки, который для массива горных пород можно принять n_зп = 4 (для сравнения, если считать массив горных пород, окружающих выработку, строительной конструкцией из бетона, то коэффициент запаса прочности у него должен быть n_зп ≥ 2). В связи с наличием в породном (не бетонном) массиве трещиноватости принимаем n_зп = 4:

В соответствии с запасом прочности пород в кровле выработки n_к и запасом прочности пород для боков горизонтальной выработки n_б, возможны следующие случаи:

• кровля и бока устойчивы при n_к ≥ 4 и п_б ≥ 4;

• кровля и бока относительно устойчивы при 1 < n_к < 4 и 1 < n_б < 4;

• кровля и бока неустойчивы при n_K < 1 и n_б < 1.

По полученным в результате поверочного расчёта n _к = и n_б = делаем вывод, что кровля и бока относительно ……………

Для принятия окончательного решения по выбору крепи, воспользуемся рекомендациями [1, стр. 18], отклоняем предварительный выбор крепи и как итог, принимаем:

• тип крепи - …………………

• форма сечения выработки - ………………………….

Вывод:

1. На основании расчёта безразмерного параметра устойчивости (П_у = ), поверочного расчёта запаса прочности пород в кровле выработки(n_к = ) и запаса прочности пород для боков горизонтальной выработки (n_б = ), а также рекомендаций, произвёл выбор материала крепи и, соответственно, формы поперечного сечения выработки (штрека):

• тип крепи — деревянная крепь;

• форма сечения выработки (штрека) - трапециевидная.

4.1. Выбор технических средств для сооружения горной выработки.

В соответствии с исходными данными, подземная горная выработка (………..) будет сооружаться буровзрывным способом.

В качестве бурильной машины будем использовать ………………

Сверло будет устанавливаться на манипуляторе МБИ-5У. Манипулятор вместе с закрепленным колонковым электросверлом будет крепиться на погрузочной машине.

Для погрузки взорванной и разрыхленной горной породы будет использоваться

Рис.1

нижним захватом горной породы ППН-1С на колесно-рельсовом ходу.

Рис.2.Рисунок погрузочного устройства согласно варианта

Погрузка горной породы будет осуществляться в вагонетки с глухим кузовом УВГ-1,6 объемом 1,6 м3.

Рис.3.Рисунок вагонетки согласно варианта

Откатка горной породы будет осуществляться аккумуляторным электровозом ……………

Рис.4.Рисунок электровоза согласно варианта

Технические характеристики и габаритные размеры оборудования приведены ниже.

Таблица.

Техническая характеристика рудничной вагонетки ……….

Емкость кузова, м3
Ширина кузова, мм
Высота от головки рельса, мм
Длина по буферам, мм
Ширина колеи, мм
Жесткая база, мм
Диаметр колес, мм
Тип сцепки
Коэффициент тары

Таблица .

Техническая характеристика рудничного электровоза ………………..

Сцепной вес, КН
Скорость при часовом режиме, км/ч
Колея, мм
Жесткая база, мм
Клиренс, мм
Диаметр колес, мм
Тяговое усилие часового режима, кН
Основные размеры,мм
-длина по буферам
-высота от головки рельса

Таблица.

Техническая характеристика погрузочной машины ………………..

Техническая производительность, м3/мин
Наибольшая допустимая крупность кусков, мм
Фронт погрузки, м
Вместимость ковша, м3
Высота, мм
-по траектории ковша
-в транспортном положении
-свободная (наибольшая)
Длина, мм
-с опущенным ковшом
-с поднятым ковшом
Ширина, мм
-с подножкой
-без подножки
Скорость передвижения, м/с
-вперед
-назад
Число двигателей
Площадь сечения выработки, м2
Масса машины, т