МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«Основы горно-разведочного производства»

(для студентов специальности 7.090306 «БУРЕНИЕ»)

Донецк – 2004

УДК 550.6(075.8)

Методические указания к курсовому проекту по проектирование технологии и организации проведения горизонтальных разведочных выработок (для студентов специальности 090306 «Бурение») /Сост. О.И. Калиниченко, С.Н. Парфенюк. Донецк: ДонНТУ – 2004, 44 с.

Приведено содержание пояснительной записки и чертежа курсового проекта по дисциплине "Основы горно-разведочного производства".

Даны необходимые рекомендации к решению вопросов проектирования технологии и организации проведения горизонтальных горно-разведочных выработок. Приведен список рекомендуемой литературы и краткие справочные сведения из нормативных изданий.

Составители проф. Калиниченко О.И.

асс. Парфенюк С.Н.

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Курсовой проект выполняется каждым студентом специальности 090306 «Бурение» в 7-м семестре.

Цель проектирования: приобретение профессиональных навыков практического применения знаний, полученных при изучении дисциплины "Основы горно-разведочного производства" и путем самостоятельного изучения литературы для квалифицированной разработки технологии и организации проведения горно-разведочных выработок.

Задача курсового проектирования: разработать обоснованный проект технологии и организации проведения горно-разводочной выработки по предложенным исходным параметрам.

Курсовой проект должен быть выполнен в течение первых 10-12 недель семестра. Задание по курсовому проекту выдается индивидуально каждому студенту руководителем проекта. Руководитель дает студентам консультации в процессе проектирования, рекомендует нужную литературу и проверяет выполненные этапы работ. Студент должен выполнять курсовой проект в полном соответствии с календарным графиком, который выдается вместе с заданием.

Курсовой проект представляется чертежом (лист формата А1 ГОСТ 2.301-68) и пояснительной запиской (15-20 с. без учета приложений).

На листе тушью, карандашом или в машинном варианте необходимо начертить: паспорт крепления горной выработки; схему расположения шпуров и конструкцию заряда (при использовании БВР); схему проветривания выработки; схему расположения оборудования при погрузке горной породы; таблицу трудоемкости выполняемых операций и график организации работ.

Структура и содержание пояснительной записки:

Титульный лист (прил. 2).

Реферат (прил. 3).

Проектное задание (прилож.1)

Содержание.

Введение.

1. Обоснование технологии проведения горно-разведочной выработки.

2. Определение размеров поперечного сечения выработки .

3. Расчет физико-механических свойств породного массива.

4. Оценка напряженного состояния на контуре незакрепленной выработки. Расчет параметра устойчивости и выбор крепи.

5. Выбор метода расчета и расчет горного давления.

6. Расчет прочных размеров элементов крепи. Разработка паспорта крепления.

7. Разработка паспорта буровзрывных работ (БВР).

8. Выбор схемы и расчет проветривания горной выработки.

9. Выбор погрузочного комплекса для уборки породы и расчет его производительности.

10. Разработка графика организации работ.

Заключение.

Список использованной литературы.

Приложения.

1 Методические рекомендации к выбору способа проведения горно-разведочной выработки

Во введении необходимо весьма сжато дать анализ назначения, условия и наиболее рациональное решение задачи с кратким обоснованием способа проведения выработки

Рисунок 1 – Факторы, влияющие на выбор способа проведения горно-разведочной выработки

Выбор способа проведения горной выработки зависит от ряда факторов, обобщенно показанных на рис.1.

Рисунок 2 – Обычные способы проведения выработок

Устойчивость обнаженной кровли имеет наибольшее значение при выборе способа проведения выработки. При проведении горизонтальной или наклонной горной выработки обнажения кровли и боков представлены прямоугольными плоскостями. В этих условиях устойчивость обнажения кровли определяется величиной пролета (шириной выработки по кровле), а устойчивость обнажения боков – высотой вертикальной стенки. Если породы допускают даже незначительное обнажение кровли, что достаточно для установки крепежной рамы, то применяется обычный, т. е. самый распространенный способ проведения горной выработки (рис.2) с сохранением последовательности операций горнопроходческого цикла.

Рисунок 3 – Специальные способы проведения выработок

В очень неустойчивых горных породах прибегают к специальным способам проведения выработок. Этот же способ может применяться и в том случае, если горные породы независимо от устойчивости дают такой водоприток в горную выработку, что борьба с ним при помощи обычного водоотлива нецелесообразна. Наиболее распространенные специальные способы проведения горных выработок показаны на рис. 3.

2 Обоснование технологии проведения горно-разведочной выработки

Рисунок 4 – Условия и факторы обоснования технологии ПГВ

Выбор технологии проведении горно-разведочной выработки следует сопровождать кратким анализом комплекса взаимосвязанных условий и факторов (рис.4) с обоснованием принятой технологической схемы ПГВ. При этом производственно-технические условия, если они не указаны в бланке задания, сообщаются и детализируются руководителем курсового проекта.

3 Расчет размеров поперечного сечения горизонтальных выработок с рельсовым транспортом

Размеры поперечного сечения выработки зависят от ее назначения, и определяются на основе габаритов подвижного состава или погрузочно-транспортной машины (табл.1, 2 и 3) с учетом необходимых зазоров, предусмотренных правилами безопасности (табл. 5).

Расчетные схемы для определения размеров сечения выработок трапециевидной и прямоугольно-сводчатой форм указаны на рис.5.

Рисунок 5 – К определению параметров сечения горных выработок

Условные обозначения и наименования параметров сечений выработок, приведенных на рис. 5, следующие: h - высота электровоза (вагонетки) от головки рельсов; h_a - высота от балластного слоя до головки рельсов; h_б- высота балластного слоя; h_в- высота от почвы выработки до головки рельсов; h₁- высота выработки от головки рельсов до верхняка в случае применения контактных электровозов. (При других видах транспорта высота h₁ определяется графическим построением с учетом зазора C между транспортным оборудованием и вентиляционным трубопроводом: при транспортировании аккумуляторными электровозами С=250 мм, при ручной откатке С=200 мм). Высота h₁ в общем случае не должна быть меньше высоты погрузочной машины при поднятом ковше за вычетом высоты балластного слоя; h₂ - высота выработки от балласта до верхняка (высота стенки выработки ПС от балласта); h₃- высота выработки от почвы до верхняка (высота стенки выработки ПС ); h₄- проектная высота выработки в проходке (высота вчерне), h_кп- высота подвески контактного провода от головки рельсов; A - ширина электровоза (вагонетки);  - угол наклона стоек крепи; n′- размер прохода на уровне подвижного состава; n - размер прохода на высоте 1800 мм от уровня балластного слоя; m - размер зазора на уровне подвижного состава; B - ширина однопутной выработки в свету на уровне подвижного состава; L₁ - ширина выработки в свету по кровле; L₂ - ширина выработки в свету по балластному слою; L₃ - проектная ширина выработки по кровле в проходке (ширина вчерне по кровле); L₄ - проектная ширина выработки по почве в проходке (ширина вчерне по почве); h₀ - высота коробового свода; H₀ - проектная высота выработки в проходке; R - радиус осевой дуги коробового свода; r - радиус боковой дуги коробового свода,  - толщина набрызг-бетона, В₁ – ширина выработки ПС в проходке (ширина вчерне по почве и кровле).

Расчет необходимо вести по наибольшим размерам подвижного состава (табл.1, 2 и 3).

Таблица 1 - Техническая характеристика электровозов

№	Параметр	Тип электровоза
		Аккумуляторные				Контактные
		2АРП	АК-2у	4,5АРП 2М	5АРВ 2М	4КР-1	7КР-1
1	G, кН	22	30	45	50	40	70
2	GT, кН	2	3,3	7	7	9	16,5
3	L, мм	650	650	900	900	900	1200
4	Lб, мм Lp, мм Hp, мм	2015 900 1180	2015 900 1210	3300 1000 1300	3480 1000 1385	3120 1000 1515	4500 1032 1500

G - сцепной вес; G_T - тяговое усилие при часовом режиме;

L - жесткая база; L_б - длина по буферу; L_p - ширина по раме;

H_p - высота от головки рельса.

Согласно табл.4 в зависимости от объема вагонеток принимается тип рельс.

Вагоны характеризуются следующими величинами:

V – вместимость кузова; P_G - грузоподъемность; L_V - жесткая база; B_V - ширина колеи; M - масса.

Таблица 2 - Техническая характеристика вагонов

V, м3	PG, т	Габариты, мм			LV, мм	BV, мм		M, кг
		Длина	Ширина	Высота
Вагоны типа ВО
0,4	1	1250	760	1150	400	600		725
0,8	2	1900	1000	1250	600	600		1300
1,0	2,5	2200	1190	1250	800	600		1600
Вагоны типа УВО
0,5		1300	870	1200	400	600
0,8		1850	1000	1250	600	600
1,0		2200	1190	1250	800	600
Вагоны типа ВГ
0,7	1,8	1250	850	1220	500	600	488
1,0	1,8	1500	850	1300	500	600	509
1,2	3,0	1850	1000	1300	600	750	780
1,4	2,5	2400	850	1230	650	600	674
1,6	3,0	2700	850	1200	800	600	706
2,2	5,5	2950	1200	1300	1000	750	1518
Вагоны типа УВГ
0,8		1400	800	1300	450	600
1,0		1500	850	1300	500	600
1,2		1800	850	1300	550	600
1,3		2000	880	1300	550	600
1,4		2400	850	1230	650	600
1,6		2700	850	1300	800	600
2,2		2750	1200	1300	1000	600

Таблица 3 - Характеристика скреперов

Тип	Вместимость, м3	Длина, мм	Ширина, мм	Высота, мм
СГ-0,1	0,1	1000	710	400
СГ-0,16	0,16	1250	850	500
СГ-0,25	0,25	1450	950	560
СГ-0,4	0,4	1700	1200	670
СГШ-0,25	0,25	1700	380	265
СГШ-0,4	0,4	2000	440	360
СЯ-0,16	0,16	800	710	360
СЯ-0,25	0,25	950	850	400
СЯ-0,4	0,4	1120	950	450

Таблица 4 - Параметры рудничных рельсов

Тип	Размеры, мм				Масса, кг/м	V, м3
	Высота	Ширина		Толщина шейки
		подошвы	головки
Р8	65	52	27,5	6	8,4	до 1,2
Р10	75	60	28	6	9,4
Р11	80,5	66	32	7	11,2
Р15	91	76	37	7	14,8
Р18	90	80	40	10,0	18,0
Р24	107	92	51	10,5	24,0	до 2
Р33	128	110	60	12	33,5	более 2

V - вместимость вагонетки.

Площадь поперечного сечения выработки в свету должна удовлетворять требованиям параграфа III "Единых правил безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений подземным способом" по допустимым скоростям движения воздуха по выработкам.

По ГОСТ 22940-85 для горизонтальных горно-разведочных выработок установлены две формы поперечных сечений: трапециевидная (Т) и прямоугольно-сводчатая с коробовым трехцентровым сводом (ПС). По этому стандарту определяют только площадь сечения выработки в свету.

Типовое сечение выработки устанавливают следующим образом. Зная назначение выработки, вид крепи и транспорта, ширину выработки в свету определяют по расчетным формулам, если принятый вид транспорта отличается от базового. Если он является базовым, то, приняв вид крепи, определяют шифр выработки и площадь в свету по табл.6. Затем принимают остальные размеры по "Типовым сечениям горизонтальных горно-разведочных выработок". Зная толщину крепи и необходимые размеры в свету, рассчитывают площадь сечения вчерне.

Таблица 5 - Значение зазоров между машинами и крепью, предусмотренных правилами безопасности

№	Минимальные зазоры между подвижными доставочными механизмами и крепью (не менее), мм
1	Зазор между подвижным составом и крепью при рельсовом транспорте: бетонная, анкерная и комбинированная крепь металлическая податливая или деревянная крепь При откатке вагонеток вручную при всех видах крепи	200 250 200
2	Проход на высоте 1800 мм от балластного слоя при локомотивном транспорте; при ручной откатке; при откатке аккумуляторными электровозами	700 500 750
3	Расстояние между осями рельсовых путей на прямолинейных участках (А - ширина электровоза или вагонетки)	А +200
4	Высота выработки в свету от головки рельса до крепи	2000
5	Высота подвески контактного провода	1800
6	Зазор между контактным проводом и крепью	200
7	Зазор между конвейером и крепью	400
8	Размер прохода между конвейером и крепью	700
9	Расстояние от верхней части конвейера до кровли	500
10	Ширина проходов у натяжных и приводных головок	600
11	Зазор между скрепером и крепью на высоте скрепера с двух сторон	200
12	При применении погрузочно-транспортных машин зазор между машиной и крепью (одинаков с обеих сторон)	500
13	Минимальный зазор между наиболее выступающей частью машины и кровлей выработки	500

Размер зазора на уровне подвижного состава для деревянной крепи m=250 мм.

При размещении трубопроводов со стороны прохода (на высоте ниже 1800 мм от уровня балластного слоя или в местах посадки людей в пассажирские поезда) следует предусмотреть увеличение зазора со стороны прохода на 300 мм.

Таблица 6 - Типовые сечениям и базовое оборудование, принятое при расчете сечения в свету, а также габариты базовых транспортных средств

Площадь, м2		Вид транспортирования	Базовое оборудование	Габариты оборудования, мм
Т	ПС			высота	ширина
2	2	Скреперная доставка	СГ-0,1	400	710
2,8	2,7	То же	СГ-0,25	560	950
3,7	3,5	Ручная откатка	ВО-0,4 (УВО-0,5)	1200	870
4,4	4,2	Локомотивная откатка однопутная	АК-2у	1210	900
5	5,4	То же	4,5АРП-2м	1300	1000
8,3	8,2	Локомотивная откатка двух путная	АК-2у	1210	900
9,2	8,8	То же	4,5АРП-2М	1300	1000