ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

при крутом падении — 250 и 300 мм (в стволах глубиной соответственно до 500 и свыше 500 м). Если по расчету толщина крепи окажется больше этих значений, то принимается толщина крепи, полученная по расчету. Если расчетная толщина крепи оказывается более 500 мм, то необходимо брать бетон более высоких марок; марка бетона должна быть не менее 150.

3.3.2. Технологическая схема возведения

Бетонную крепь возводят с отставанием от забоя до 20м. Участок выработки между забоем и местом возведения бетонной крепи поддерживают временной крепью. Для возведения крепи применяют передвижные или сборно – разборные (деревянные, металлические или смешанные) опалубки. Укладывают бетонную смесь за опалубку вручную или механизированным способом с помощью различных бетоноукладчиков. Конструкцию опалубки и сроки её снятия указывают в паспорте проведения и крепления выработки. Разновидностью монолитной бетонной крепи является крепь из торкрет–бетона и набрызгбетона – безопалубочное бетонирование. Перед началом работ с помощью сжатого воздуха очищают рабочие поверхности выработки, смачивают их водой. Затем включают цемент – пушку и наносят бетон на горные породы слоями толщиной 3-7см. Каждый последующий слой наносят через 15 – 20мин. Суммарная толщина крепи – 15 – 20 см и более.

3.4.Металлическая арочная из СВП

3.4.1Характеристика типа крепи

Арочные податливые крепи из шахтного спецпрофиля, получившие широкое распространение на шахтах, состоят из отдельных арок, устанавливаемых в выработках на расстоянии 0,5-1,2 м одна от другой, межрамных стяжек (распорок) и железобетонных, деревянных или металлических решетчатых затяжек, укладываемых в пролетах между арками. Арочная податливая крепь рекомендуется для выработок, проводимых в породах с крепостью f =3÷9, и предназначена для крепления горизонтальных и наклонных (с углом наклона до 30°) одно- и двухпутных горных выработок. Величина расчетной податливости крепи должна соответствовать величине ожидаемых смещений. Арка трехзвенной податливой крепи АП-3 состоит из верхняка и двух стоек. Все звенья арки соединены между собой скобами с планками и гайками. Вдоль выработки каждая арка с соседней соединяется тремя межрамными стяжками, располагаемыми в кровле и по бокам выработки. Межрамные стяжки закрепляются на арках крепи при помощи скобы с планкой и гаек. В дан-

11

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ной работе представлена металлическая трехзвенная крепь из специального взаимозаменяемого профиля СВП-17. Крепи из СВП состоят из отдельных арок, устанавливаемых в выработках на расстоянии 0,5—1,2 м одна от другой, межрамных стяжек (распорок) и железобетонных, деревянных или металлических решетчатых затяжек, укладываемых в пролетах между арками. Арка трехзвенной податливой крепи состоит из верхняка (2) и двух стоек (1), а арка пятизвенной податливой крепи — из верхняка, двух стоек и двух податливых ножек. Все звенья арки (трехзвенной и пятизвенной) соединены между собой скобами с планками и гайками (узел I). Вдоль выработки каждая арка с соседней соединяется тремя межрамными стяжками (3), располагаемыми в кровле и по бокам выработки. Межрамные стяжки закрепляются на лапках крепи при помощи скобы (4). Арочные податливые крепи изготавливаются из стального (марки Ст5) проката специального желобчатого (шахтного) профиля шести типоразмеров: СВП-14, СВП-17, СВП-19, СВП-22, СВП-27, СВП-33.

Рисунок 1. Стальная арочная крепь

Рисунок 2. Сечение СВП [8]

12

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

3.4.2. Технологическая схема возведения

Наибольшее распространение от всех металлических крепей (до 90%) получили податливые крепи из СВП. Изготавливают крепь из СВП-14, 17, 19, 22, 27, 33. Межрамные стяжки изготавливают из уголковой стали. Арочная податливая крепь состоит из отдельных арок, устанавливаемых в выработках одна от другой на расстоянии 0,5 – 1,2 м, межрамных стяжкек и затяжки. Податливость крепи обеспечивается за счет накладывания концов элементов арки одного на другой. Узлом податливости является соединение элементов крепи с помощью скоб, планок и гаек, фасонных хомутов с клиньями. Величина нахлестки в местах соединения элементов при установке арки составляет 300мм, расстояние между скобами – 200мм. Податливость трехзвенной крепи составляет 300 – 500мм, а пятизвенной – до 1000мм. Арки, кольца и рамы устанавливают в выработке с интервалом 0,5-1,2 м, кровлю и бока при коротком сроке службы выработки затягивают тонким круглым лесом, распилами, досками или обаполами, а при длительном - железобетонными затяжками с обычной или предварительно напряженной арматурой, металлической решеткой или сеткой, стекловолокнистым рулонным материалом или штучными пластиковыми затяжками. Деревянные затяжки для увеличения срока службы антисептируют.

13

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

4. Расчет площади сечения выработок по габаритам транспортных средств

1.Арочная металлическая крепь из СВП:

Из ГОСТ Р 51748-2001 по значению В принимает стандартный профиль арки. Номер профиля: 19.

14

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

15

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

5. Проверка выработки по скорости движения воздушной струи.

Площадь сечения выработки, определенную из условия размещения транспортных средств и перемещения людей, необходимо проверить на скорость движения воздушной струи. Норма максимальной скорости движения воздуха по квершлагам, откаточным и вентиляционным штрекам, капитальным и панельным бремсбергам и уклонам составляет 8м/с, по всем прочим горным выработкам, проведенным по углю породе,- 6 м/с.

Скорость движения воздуха определяется по формуле:

V = Q

SCB

Где: Q – количество воздуха проходимого по выработки., м3/с. В данной выработке составляет 55,5 м3/с.

SСВ – площадь поперечного сечения выработки в свету после осадки, м2

струи находится в пределах допускаемой скорости движения воздуха.

16

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

6. Подбор сечений водоотливных канавок

Q=V S=1080 м/ч 0,1=108 м3 /ч (т.е. канавка с данным сечением имеет пропускную способность больше необходимой).

Рисунок 3. Сечение водоотливной канавки, закрепленной железобетоном

17

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

6. Расчет паспорта БВР. Расчет количества зарядов БВР

Наиболее широкое распространение для определения удельного расхода ВВ получила методика Н. М. Покровского .

Удельный расход ВВ на 1 м3 обуренной породы определяют по формуле:

q=0.1*4*1.4*(380/320)*1.83=

где: f – коэффициент крепости породы по шкале проф. М. М. Протодьяконова; f (i)– коэффициент структуры породы.

v – коэффициент зажима породы, зависящий от площади поперечного сечения выработки.

Значение коэффициента крепости f принимают в зависимости от категории породы, которая дана в таблице 10 для индивидуального задания. Значение коэффициента f I принимается в зависимости от свойств и структуры пород, их залегания и трещиноватости вязкие, упругие, пористые – 2; дислоцированные с неправильным или параллель-

ным оси выработки залеганием и мелкой трещиноватостью – 1,4; со сланцевым залеганием и меняющейся крепостью, с напластованием, перпенди-

кулярным к направлению шпуров – 1,3; массивные, хрупкие, плотные – 1,1. Коэффициент зажима породы v подготовительных выработок, как указывает

проф. Н. М. Покровский, имеет наибольшее значение для малых поперечных сечений; с увеличением площади поперечного сечения выработок, проводимых в одних и тех же породах, расход ВВ уменьшается.

Значение коэффициента v при одной обнаженной плоскости определяют по форму-

ле:

где: Sч – площадь поперечного сечения выработки вчерне, м2.

е– коэффициент работоспособности применяемого ВВ определяют как

е= 380 / Рх ,

где: 380 – работоспособность стандартного ВВ.

Рх – работоспособность применяемого ВВ, зависящая от крепости пород

18

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ВВ НА ЗАХОДКУ (ЦИКЛ)

Массу заряда на одну заходку определяют по формуле: Q = q·Sч·lш, кг,

Q=1.22*12.5*2=30.5

где:

Sч – площадь поперечного сечения выработки вчерне, м2; lш – глубина шпура, м;

q – удельный расход ВВ, кг/м; Определение числа шпуров

N=1.27*1.22*12.5/0.036/0.036/0.72/1150=18

Число шпуров в забое N зависит от крепости пород, площади поперечного сечения выработки вчерне, вместимости шпуров и определяется по формуле

Sч – площадь поперечного сечения выработки вчерне, м2, d – диаметр патрона ВВ, м (принимают d=0,036 м);

k3 – коэффициент заполнения шпура k3 для шахт, опасных по газу и пыли, склонных к внезапным выбросам угля и газа, определяют по условиям минимально допустимой длины забойки шпуров. При глубине шпуров l=0,6–1,0 м, k3=0,5; при l>1,0 м, k3=0,7-0,72.

19

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

– плотность ВВ в заряде (принимают применительно к предохранительным ВВ, равным 1000-1150 кг/м3).

Расчет скорости проведения выработки

Вычисляется подвигание забоя за цикл: Lц = lш·ή,

L=0.9*2=1.8

где: lш – глубина шпура, м; ή – коэффициент использования шпура (к.и.ш.). Количество циклов в сутки принимается равным 4, тогда

Lсут = 4·Lц

L=4*1.8=7.2

Подвигание забоя за месяц равно Lмес = Lсут·t , м

L=7.2*25=180

где t – число рабочих дней по проходке.

Объем взорванной породы в массиве: V = Sч·Lц , м3 V=12.5*1.8=22.5

Расход ВВ на 1 м длины выработки: qм = Qф /Lц , кг

q=30.5/1.8=17

Фактический удельный расход ВВ на 1 м3 породы массива: qф = Qф / V, кг

q=30.5/22.5=1.35

20