ФГБОУ ВПО

«Уральский государственный горный университет»

Кафедра «шахтного и подземного строительства»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ:

«Проектирование предохранительных устройств при углубке вертикальных стволов шахт»

По дисциплине: «реконструкция шахт»

Руководитель: Н.Н. Лещуков

Выполнил:

студент гр. ШС-09 Гараев Ю.Р.

г. Екатеринбург

2013 год

Содержание

Введение.........................................................................................................4-5

1. Исходные данные…………………………………..............................…..6

2. Предохранительные полки………………………………….……………6

2.1. Общие сведения………………………………………………………..…6

2.2. Устройство и принцип работы сборно-разборных предохранительных полков…………………………………………………………...…6-9

3. Расчет несущей способности сборно-разборного предохранительного полка……………………………………………………………….………9

3.1. Данные для расчета предохранительного полка…………………9-10

3.2. Расчет и конструирование сборно-разборного предохранительного полка………………………………………………………………….10-20

3.3. Проверочный расчет несущей конструкции сборно-разборного предохранительного полка……………………………………………20-22

4. Породный предохранительный целик……………………………..22-23

4.1. Расчет несущей способности породного предохранительного целика………………………………………………………………….…..23-26

4.2. Технология ликвидации породных целиков……………………..26-27

Список литературы………………………………………………………..…..28

Введение

Для обеспечения ритмичной работы горных предприятий (шахт, рудников) необходимо своевременное вскрытие нижележащих горизон­тов. Эти работы сопряжены с углубкой вертикальных стволов, которая в большинстве случаев осуществляется без прекращения работы экс­плуатационных подъемов. По сравнению с проходкой стволов углубка имеет ряд специфических особенностей, которые осложняют производс­тво работ: углубка ствола производится на эксплуатационной шахте, что обусловливает необходимость подчинения углубочных работ режиму работ действующей шахты; малая протяженность шага углубки, ограни­ченные возможности размещения проходческого оборудования усложняют применение высокопроизводительного горнопроходческого оборудования; осложняются условия транспортирования выдаваемой из забоя породы, вентиляции, водоотлива, спуска бетонной смеси, спуска и подъема людей, материалов и оборудования.

При углубке стволов необходимо сооружать, а после углубки ликвидировать предохранительные устройства, характеризующиеся не­технологичностью, материалоемкостью и значительными затратами. Для монтажа проходческого оборудования необходимо проходить временные выработки, по объему иногда превышающие объём углубляемых стволов.

Темпы углубки и производительность труда в 2-З раза ниже аналогич­ных показателей при проходке стволов. Продолжительность углубочных работ составляет ЗО – 50 % общего времени подготовки горизонта.

Углубка вертикальных стволов шахт отличается многообразием, как способов, так и технологических схем. Под термином "способ уг­лубки" подразумевается направление перемещения забоя углубляемого ствола. Различают три способа углубки стволов: сверху вниз - забой углубляемого ствола перемещается вниз; снизу вверх - забой пе­ремещается вверх; комбинированный - сочетание первых двух спосо­бов, а также с использованием передовой выработки, пройденной в площади сечения пройденного ствола.

Термин "схема углубки" характеризует место разгрузки породы из бадьи или место транспортирования породы при углубке ствола. Каждый способ углубки включает несколько схем.

Наибольшее распространение получил способ углубки стволов в направлении сверху вниз. В зависимости от места установки подъём­ной машины и разгрузки породы способ реализуется по следующим схе­мам.

Схема I - подъемная машина установлена на поверхности, разг­рузка породы из бадей производится на поверхности. Схема I приме­няется при начальной глубине углубки до 500 м и если на поверхнос­ти есть место для расположения проходческого оборудования.

Схема II – подъемная машина установлена на поверхности или на рабочем горизонте, разгрузка породы из бадей на рабочем горизонте. Схема II применяется в случаях, когда невозможно применить Схему I, а также при начальной глубине углубки более 500 м.

Схема III - подъемная машина установлена на поверхности или на рабочем и углубочном горизонтах, порода разгружается на углубочном горизонте и выдается по уклону или слепому вертикальному стволу на рабочий горизонт. Схема III применяется при отсутствии в сечении ствола свободной площади для размещения проходческого оборудова­ния, например, при многоканатном подъеме, а также при необходимос­ти работы всех постоянных подъемных сосудов с последнего рабочего горизонта, т.е. в случаях, когда не представляется возможным при­менять схемы I и II.

Способ углубки снизу вверх встречается редко ввиду опасных условий труда и отсутствия необходимых эффективных средств механи­зации работ.

Комбинированный способ сравнительно молод и получает все большее распространение.

Согласно Правилам безопасности, при совмещении работ по углубке вертикальных стволов шахт с работой эксплуатационных подъемов для защиты работающих в углубляемой части ствола от падения подъемных сосудов, их содержимого, оборудования требуется сооруже­ние предохранительных устройств, представляющих собой специальные инженерные сооружения.

Предохранительные устройства (ПУ) в зависимости от вида ос­новного несущего элемента разделяются на три типа: естественные предохранительные устройства, искусственные и комбинированные.

Естественные ПУ сооружаются в виде целиков породы, оставляемых по площади всего сечения ствола или его части.

Искусственные ПУ возводят из металлического проката, монолит­ного бетона или железобетона, дерева и других строительных матери­алов.

К комбинированным ПУ относятся различные сочетания искусственных устройств с породными целиками.

Применение того или иного вида ПУ определяется крепостью по­род, схемой углубки, массой подъемного сосуда, первоначальной глу­биной ствола. В настоящее время средняя глубина подземной отработ­ки месторождений достигла 700-800 м. При таких глубинах углубку стволов шахт осуществляют с рабочих или углубочных горизонтов. В отечественной практике углубки стволов преобладают естественные ПУ в виде породных целиков, отличающиеся минимальными затратами как на их сооружение, так и на ликвидацию. При некоторых схемах углуб­ки требуется сооружение ПУ в пройденной части стволов. В этих слу­чаях применяют искусственные ПУ, а в ряде схем - двух ПУ. Продол­жительность оснащения, возведения защитных ПУ и их последующего демонтажа достигает 60 % общего времени подготовки горизонтов и часто превышает норматив. Одним из существенных резервов в сокра­щении сроков подготовки горизонтов является сокращение времени на сооружение и демонтаж предохранительных устройств. Опыт углубочных работ свидетельствует. что высокая их эффективность и безопасность во многом зависят от правильного выбора типа и конструкции ПУ, вы­сокой надежности их работы, не значительных затрат труда и средств на их сооружение и демонтаж.­