2.3.Крепление выработки и размеры поперечного сечения

2.3.1 Обоснование выбора крепи и формы поперечного сечения

Формы поперечного сечения выработок зависят от их назначения, свойств пересекаемых пород, величины и направления давления, оказываемого породами на крепь, срока службы выработки и принятой конструкции крепи. Выбираем трехзвенную податливую шатровую крепь КШПУ из специального желобчатого профиля СВП. Арка трехзвенной крепи состоит их верхняка и двух стоек. Все элементы соединены внахлестку при помощи хомутов с ланками и гайками. Податливость крепи достигается за счет вдвигания концов элементов арки одного в другой. При слабых породах для предотвращения вдавливания в почву применяют стальные башмаки, опирающиеся на прогоны. Для продольной устойчивости арки между собой соединяют стяжками из равнобокого уголка или отходов спецпрофиля, стяжку прикрепляют к арке при помощи хомутов. Кроме податливой арочной крепи устанавливается анкерный ряд с шагом установки 0,8м.

2.3.2 Определение основных размеров поперечного сечения выработки

Сечение выработок рассчитываются исходя из условий нормальной работы транспорта и пропуска необходимого количества воздуха с учетом необходимой податливости крепи, обеспечивающей требуемые размеры сечений выработок в течение всего срока их службы.

При проведении выработок различают сечение «в свету», т.е. площадь выработки в пределах внутреннего контура крепи, сечение «вчерне», т.е. включая толщину крепи и сечение «в проходке» с учетом получающихся зазоров между крепью и породным контуром выработки. По нормам эти зазоры не должны превышать для пород с f=0,4-1,5 - 50мм, f=1,5-6 - 75 мм и f=7 -20 - 100 мм.

Площадь (размеры) поперечного сечения выработки в свету зависит от ее назначения и габаритов располагаемого в ней оборудования (т.е. от размеров вагонеток, конвейеров и электровозов), от числа рельсовых путей, зазоров между крепью и наиболее выступающей частью подвижного состава или конвейера, способа передвижения рабочих и количество проходящего по выработкам воздуха для проветривания.

Размеры поперечных сечений выработок, в которых предусмотрены податливые крепи, определяют с запасом на уменьшение сечения выработки в результате сдвижения пород. После осадки крепи выработки должны иметь требуемые для нормальной работы размеры сечение.

Площадь (размеры) поперечного сечения выработки в свету зависит от ее назначения и габаритов располагаемого в ней оборудования (т.е. от размеров вагонеток, конвейеров и электровозов), от числа рельсовых путей, зазоров между крепью и наиболее выступающей частью подвижного состава или конвейера, способа передвижения рабочих и количество проходящего по выработкам воздуха для проветривания.

Размеры поперечных сечений выработок, в которых предусмотрены податливые крепи, определяют с запасом на уменьшение сечения выработки в результате сдвижения пород. После осадки крепи выработки должны иметь требуемые для нормальной работы размеры сечение.

Проектируемая выработка предназначается для транспортирования горной массы из западного крыла шахтного поля.

Типоразмер арки устанавливается по ее ширине у основания. Ширина определяется по формуле:

В_осн.=m + k*A + p + n +d+ a₁ + a₂, (2.1)

где: В_осн - ширина арки в основании на уровне почвы, м;

m - зазор между крепью и подвижным составом, м;

k - количество рельсовых путей;

A - ширина подвижного состава, м;

p - зазор между составами, м;

d - ширина конвейера, м;

n - свободный проход для людей, м;

a₁ - уширение выработки вследствие кривизны стойки, м;

a₁= (h₀ - h_c) tgα, (2.2)

где: h₀ - высота вагонетки над уровнем пяты арки;

h₀ = h + h_p + h_б, (2.3)

где: h - высота подвижного состава от уровня головок рельсов, м;

h_p -высота от балластного слоя до уровня головок рельсов (h_p =160мм);

h_б - высота балластного слоя (h_б=200мм);

h_c - высота прямой части стойки (h_c =0 мм);

- угол перехода прямой части стойки в кривую (α=10-20⁰);

a₂ - уширение выработки со стороны свободного прохода для людей, м;

a₂= (h_л - h_с) tgα, (2.4)

где: h_л - высота свободного прохода для людей над подошвой выработки (h_л=1,8 + h_б)

Определим h_0:

h₀₌ 1600+160+200=1960мм

Определим a_1:

a₁₌ (1960-0)˟ tgα =346мм

Определим a₂ :

a_{2 =} (2000-0)˟ tgα=353мм

Определим :

В_осн.= 250+1350+700+346+353=3099мм

Принимаем крепь КШПУ – 11,7

Принимаем выработку с сечением «в свету» = 11,8 м² ; « в проходке» = 13,2 м²

рис. 1. К определению размеров выработки