Министерство образования и науки российской федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

« Национальный исследовательский томский политехнический университет»

Кафедра: Бурения скважин

«Выбор формы поперечного сечения (пс) горизонтальной и наклонной горно-разведочной выработки (грв) и материала крепи по показателям устойчивости пород кровли и боков выработки»

Отчет по лабораторной работе № 1

по курсу «Проведение горно-разведочных выработок»

Вариант № ___

Выполнил: студент группы _____________

Проверил: преподаватель Бер А.А.

Томск -2011

Лабораторная работа № 1

«Выбор формы поперечного сечения (ПС) горизонтальной и наклонной горно-разведочной выработки (ГРВ) и материала крепи по показателям устойчивости пород кровли и боков выработки»

1.Краткая характеристика работы

В общем комплексе по проведению горных выработок выбор формы, материала и конструкции крепи занимает особое место, т.к. от правильности этого выбора зависят: устойчивость выработки, как в период её проведения, так и во время её дальнейшей эксплуатации, а также объёмы горных работ и сроки сооружения выработок, что напрямую связано с капитальными и эксплуатационными затратами.

2.Цель работы

Целью работы является приобретение практических навыков в выборе формы горной выработки по результатам расчётов по показателям устойчивости пород кровли и боков выработки.

3.Порядок выполнения работы

3.1. Исходные данные:

Таблица 1

№ варианта	Наименование горных пород	Плотность горной породы, ρ т/м3	Коэффициент Пуансона, μ	Водоприток, м3/час	Тип горной выработки	Длина выработки, L, м	Глубина заложения, Н,м	Оборудование
								Погрузочная машина или скрепер	Перегружатель	Вагонетка	Электровоз (ручная)	Бурение шпуров
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
26	Брекчевидные руды с тонкими прослойками глины	2,25	0,23	7	штрек	500	160	ППН-1с	-	УВГ-1,6	аккумуляторный	Колонковое эл.сверло

3.2. В соответствии с физико-механическими свойствами горных пород условиями проведения выработки производим расчёт безразмерного параметра устойчивости П_у

26	1	№ варианта
Брекчевидные руды с тонкими прослойками глины	2	Наименование горных пород
III	3	Категория по трещиноватости
0,6	4	Коэффициент структурного ослабления, Ксо
X	5	Категория пород по буримости (по ЕНВ-77)
43	6	Предел прочности пород на сжатие, Ϭсж, Мпа
4	7	Коэффициент крепости по Протодьяконову, f
1,325818	8	Кажущийся угол внутреннего трения (ϕ=arctg f)
1,4	9	Коэффициент разрыхления, Кр
2,25	10	Плотность горной породы, ρ т/м3
0,6	11	Коэффициент длительной прочности, ξ
0,25	12	Коэффициент Пуансона, μ
0,333333333	13	Коэффициент бокового распора, λ
7	14	Водоприток,м3/час
штрек	15	Тип горной выработки
500	16	Длина выработки, L , м
160	17	Глубина заложения, Н, м
ППН-1с	18	Погруз.машина или скрепер	Оборудование
	19	Перегружатель
УВГ-0,6	20	Вагонетка
аккумуляторный	21	Электровоз (ручная)
Колонковое эл.сверло	22	бурение шпуров

Физико-механические свойства породы:

• категория пород по трещиноватости - III;

• степень трещиноватости горной породы - крупнообломочные;

• среднее расстояние между трещинами - 0,5 -1 м;

• коэффициент структурного ослабления - 0,6;

Породы крепкие, средней трещиноватости, крупнообломочные. Трещины выполнены известково-кремнистым цементом. Физико-механические свойства ГП: среднетрещноватые ГП, кливажные отдельности, мелкие закрытые трещины, локальные значительные скопления углистых материалов.

Штрек - горизонтальная (с углом наклона не более 3°) подземная горная выработка, проведенная по простиранию наклонно залегающего месторождения или в любом направлении при горизонтальном его зале­гании (рис. 3, 4). Штрек может быть проведен по полезному ископаемо­му (с подрывкой или без подрывки боковых пород) или по породам, в этом случае он называется полевым.

3.3.1. Расчёта безразмерного параметра устойчивости П_у,

В соответствии с физико-механическими свойствами горных пород условиями проведения выработки производим расчёт безразмерного параметра устойчивости П_у по формуле

, (1)

где ρ– средняя плотность вышележащей толщи горных пород, кг/м³;

g – ускорение свободного падения. g = 9,81 м/с²

Н - глубина заложения горной выработки, м;

Ϭ_сж - предел прочности на одноосное сжатие образца горных пород, Па;

Ϭ_сж = 10⁷ • f (Па) = 10 • f (МПа),

где f - коэффициент крепости горных пород и грунтов по шкале профессора М.М. Протодьяконова (f = 1.. .20).

Для районов, подверженных движениям земной коры, и для зон тектонических нарушений вместо Н принимается расчётная глубина:

Н_р = К_н • Н, (2)

Где Нр - расчётная глубина заложения выработки;

Кн - коэффициент перегрузки по глубине заложения выработки:

• 1,0 - в массиве, не имеющем пустот, тектонических трещин и ранее

пройденных выработок;

• 1,5 для районов, подверженных движениям земной коры, и для зон тектонических нарушений при отсутствии соответствующих экспериментальных данных.

Для расчетов принимаем К_н = 1,5

Определяем предел прочности на одноосное сжатие образца горных пород

Ϭ_сж = 10⁷• 4 = 4• 10⁷

Для дальнейших расчётов принимаем Ϭ_сж = 43000000 Па (см.исходные данные)

Определяем расчетную глубину заложения выработки

Н_р= 1,5•160 = 240 м

Определяем безразмерного параметра устойчивости горной выработки П_у

П_у = 0,124

3.3.2. По результатам расчёта производим предварительный выбор материала крепи и, соответственно, формы поперечного сечения выработки. Для этого воспользуемся рекомендациями по выбору крепи, приведенными в табл. 3

Т.к., полученное значение 0,05< П_у<0,15 то крепление штрека будет производиться анкерной крепью.

Предварительный выбор крепи необходимо подтвердить проверочным расчётом запаса прочности пород и действующих напряжений с пределом прочности массива для боков n_б и кровли n_к.