Исходные данные для решения инженерных задач

1	Район строительства	Воркута
2	Назначение ствола	вспомогательный
3	Диаметр ствола в свету
4	Проектная глубина ствола
5	Прочность вмещающих пород на одноосное сжатие
6	Среднее расстояние между трещинами в массиве
7	Угол залегания горных пород
8	Количество горизонтов, сопрягающихся со стволом
9	Наличие напорных водоносных горизонтов
10	Глубина расположения водоносного горизонта
11	Мощность водоносной толщи
12	Гидростатический напор
13	Коэффициент фильтрации породы
14	Приток воды в ствол с других горизонтов
15	Мощность вскрываемого угольного пласта и его характеристики (см. п. 4)	, , , , , ,
16	Выбросоопасность пласта	нет
17	Пылегазовый режим шахты	опасная (I категория)

Часть 1. Инженерные задачи строительства вертикальных стволов

1. Определение формы и размеров поперечного сечения ствола

Форма поперечного сечения вертикальных стволов определяется физико – механическими свойствами пересекаемых горных пород, глубиной ствола, его назначением и сроком службы. В последние десятилетия преимущественной формой поперечного сечения стволов является круглая, которая имеет значительные преимущества перед другими формами с точки зрения обеспечения устойчивости породного обнажения стенок ствола. Для круглой формы поперечного сечения разработано типовое проходческое оборудование – предохранительные и подвесные полки, натяжные и основные рамы, передвижные опалубки, подъёмные устройства и др. В угольной и горнорудной промышленности был разработан параметрический ряд вертикальных стволов с жёсткой армировкой круглой формы поперечного сечения диаметром: 5,0; 5,5; 6,0; 6,5; 7,0; 7,5; 8,0; 8,5; и 9,0 метров в свету.

В городском подземном строительстве используются стволы круглой и прямоугольной форм поперечного сечения. Мосинжпроектом разработаны типовые схемы стволов круглого сечения диаметром 4.0, 5.5, 7.5, 9.5 метров и прямоугольного с размерами 3.5×4.5, 4.0×5.5, 5.5×7.0 и 7.0×8.0 метров.

Площадь сечения стволов определяется их назначением, габаритами подземных сосудов, необходимыми зазорами по ПБ и количеством пропускаемого по стволу воздуха.

Скиповые стволы

В настоящее время подъём полезного ископаемого обычно осуществляют с помощью скипов и реже в вагонетках с клетями. Для подъёма породы от проходки горных выработок обычно используют скип с противовесом или производят в вагонетках клетями.

Грузоподъёмность скипа обуславливается производительностью подъёма за 1 час. А_ч. т/ч, глубиной ствола шахты Н_ст. м и продолжительностью одного подъёма Т сек.

(1.1)

где А_г – годовая производственная мощность шахты или рудника, т;

=1,5 – коэффициент неравномерности работы подъёма;

N=300 – число рабочих дней в году по добычи полезного ископаемого;

- число часов работы подъёма в сутки.

, (1.2)

где - высота подъёма м;

- высота превышения приёмной площадки над устьем ствола;

- при металлическом копре;

- при башенном копре;

- время на загрузку(разгрузку) скипа.

Оптимальная грузоподъёмность подъёмных сосудов, при которой суммарные годовые расходы на их амортизацию и эксплуатацию являются минимальными, определяется по формуле проф. Г.М.Еланчика:

Для двухконцевого подъёма: ,тонн;

Одноконцевого: ,тонн.

Полезная вместительность скипа м определяется с учётом объёмного веса угля, руды или породы в разрыхлённом состоянии т/м

. Для угля , для породы , для руды

Полученную расчётную величину вместимости скипа необходимо округлить до ближайшего большого значения параметрического ряда скипов, приведённого в табл. 1.1.

Таблица 1.1. Параметрический ряд скипов

Номер	Объёмов скипов,м	Размеры в плане, мм
		Длина	Ширина по раме
І	5; 7; 9,5; 11	1850	1540
ІІ	11; 15; 20	2230	1740
ІІІ	20; 25; 35	2350	1900
ІV	20; 25; 35	2800	2000

Более подробное описание и все размеры скипов приведены в справочной литературе [12].