1. Общие сведения о проектировании и технологии проведения горизонтальных разведочных выработок.

Горные выработки – сооружения в недрах Земли или на ее поверхности, созданные в результате ведения горных работ и представляющие собой полости в массиве пород, образованную в результате выемки полезного ископаемого или вмещающих пород. Поверхности породы, ограничивающие горную выработку, являются ее элементами. Это –забой, устье, кровля, подошва и бока. К параметрам горных выработок относятся протяженность(длина, глубина) и площади сечения выработок. Основные процессы при проведении горных выработок:

А)основные производственные:

-отбойка;

-проветривание;

-уборка породы;

-крепление выработок;

Б)вспомогательные работы:

-настилка рельсового пути;

-устройство водоотливных канавок;

-навеска вентиляционных труб и пр.;

2. Структура рабочего проекта.

1)Общая часть (пояснительная записка в которой общие сведения об объекте, основные горно-геологические положения, характеристика, перечень проектированных объектов).

2)Горно-техническая часть (выбор способа проведения выработки, выбор размеров поперечного сечения выработки, расчет горной крепи на прочность, оборудование).

- расчет параметров БВР;

-организация работ и разработка сетевых графиков;

-схема проведения выработок;

-спецификация оборудования;

3)Горно-электромеханическая часть;

-выбор средств механизации (породо-погрузочные, породо-доставочные

Машины)

-средства обмена вагонеток;

-выбор подземного транспорта;

-расчет проветривания;

-параметры проветривания;

-выбор оборудования;

-расчет энергосетей;

-оборудование для водоотлива и расчет трубопровода;

4,5,6 – Строительство поверхностных зданий и сооружений, охрана окружающей среды и экология.

Разработка проектов производиться с действующими нормами, правилами, инструкциями, методическими указаниями, гостами, снипами и другими правовыми документами.

3. Обобщенный алгоритм проектирования технологии проходки выработки.

1)Выбор формы и размеров поперечного сечения в выработке:

- обоснование;

- анализ горно-геологических условий;

2)Разработка паспорта крепления:

-оценка напряженного состояния на контуре выработки;

-расчет горного давления;

-выбор вида крепи и расчет прочностных элементов;

3)Разработка паспорта БВР:

-выбор бурового оборудования;

-выбор ВВ;

-средство подрыва;

-выбор конструкции вруба;

-расчет параметров буро-взрывных работ;

4)Разработка системы проветривания тупиковых выработок:

-выбор способа проветривания;

-расчет количества воздуха;

-определение потерь напора в трубопроводе;

-тип, число, расстановка вентиляторов;

5) Обоснование схемы механизации погрузочно-транспортных работ:

-выбор погрузочного комплекса;

-выбор способа обмена вагонеток;

6)Организация проходческих работ:

-выбор проходческих работ;

-построение графика цикличности, расчет основных параметров;

4. Некоторые физико-механические свойства пород и их влияние на выбор способа и механизацию проходческих работ.

1.ТРЕЩИНОВАТОСТЬ - нарушение монолитности породного массива. Хар-ся кол-вом трещин и их размерами. По этому показателю породы делят на 3 гр.(сильнотрещинноватіе, трещинноватіе, не трещиноватіе)

2.ВОДОПРОНИЦАЕМОСТЬ – способность породы пропускать сквозь себя воду. В рыхлых породах вода фильтруется в горную выработку, в более плотных – попадает в нее через открытые соединенные между собой поры и трещины. Количество воды, поступающее в выработку, характеризуется также ВОДООБИЛЬНОСТЬЮ пород. Иногда этот показатель формулируется как ОБВОДНЕННОСТЬ пород, определяющий степень влияния воды на условия ведения работ.(сильноводообильніе, водообильніе, слабоводообильніе, водоносніе, водоупорніе, водонерпоницаеміе)

3.УСТОЙЧИВОСЬ ГОРНЫХ ПОРОД - характеризует способность их не обрушаться (сохранять равновесие без образования вывалов) при обнажении снизу или с боков, и зависит от прочностных показателей, трещиноватости и в некоторых случаях – водообильности породного массива.

При этом для горизонтальных и наклонных выработок устойчивость обнаженной кровли определяется величиной пролета (шириной выработки по кровле), а устойчивость обнажения боков – высотой вертикальной стенки.(весьма неустойчивіе, неустойчивіе, средней устойчивости, устойчивіе, весьма устойчивіе)

5. Плотностные свойства горных пород (плотность , объемный вес . пористость, коэффициент пористости , общая пористость , коэффициент общей пористости, насыпная плотность, коэффициентом

Плотностные свойства горных пород:

плотность - отношение массы агрегатных фаз породы к объему, занимаемому этими фазами , (кг/м³)

;

объемный вес – вес единицы объема породы (Н/м³)

;

пористость – суммарный относительный объем содержащихся в горной породе пустот. Отношение объема пор к полному объему породы, %

;

коэффициент пористости . Отношение объема пор к объему твердой фазы

;

общая пористость может быть расчитана по значениям плотности минерального вещества и плотности породы, %

;

коэффициент общей пористости

;

коэффициент разрыхления породы , является отношением объема разрыхленной породы к объему ее в массиве

.

При известном коэффициенте крепости пород

.

Наименьшую разрыхляемость имеют песчанистые и глинистые породы ; наибольшую – хрупкие породы

насыпная плотность зависит от величины плотности породы в массиве и коэффициента разрыхления .

6. Механические свойства горных пород: предел прочности пород на сжатие ( ), модуль продольной упругости , коэффициент относительной поперечной деформации (коэффициент Пуассона), предел прочности массива горных пород на длительное сжатие, предел прочности массива горных пород на длительное растяжение.

предел прочности пород на сжатие - предельное напряжение, при котором образец горной породы сечением разрушается под действием силы . При известном коэффициенте крепости пород

;

для практических расчетов предела прочности пород на растяжение используется зависимость

;

модуль продольной упругости - отношение действующего нормально к плоскости напряжения к относительной линейной деформации образца в направлении действия приложенной нагрузки ,

где ; - абсолютная деформация; - база, на которой измерена деформация ;

коэффициент относительной поперечной деформации (коэффициент Пуассона), - устанавливает отношение между поперечной ( ) и продольной ( ) относительными деформациями

.

Для большинства горных пород 0,15-0,35

В связи с наличием тещин, прочность массива горных пород обычно меньше, чем отдельного слагающего этот массив куска (структурного блока).

Для получения прочностных характеристик массива через прочность образцов в расчеты вводится коэффициент структурного ослабления (отношение прочности пород в массиве к прочности в куске).

Рис.14. Графическая оценка

Если принять отношение линейного размера рассматриваемой области массива к среднему размеру структурного блока как интенсивность трещиноватости, то зависимость от можно оценивать по графику (рис. 14).

Уменьшение прочности пород в результате увеличения длительности воздействия нагрузки учитывается коэффициентом длительной прочности ( ), Значение коэффициента рекомендуется принимать: для пород с хрупким характером разрушения (граниты, кварциты, песчаники с кварцевым цементом и т.п.) = 10,7, а для пород, испытавших пластические деформации перед разрушением (песчанистые, углистые сланцы известняки средней крепости и т.п.), =0,50,7.

предел прочности массива горных пород на длительное сжатие (Па)

;

предел прочности массива горных пород на длительное растяжение (Па)

.