Определение геометрических параметров выработки

Геометрические параметры выработки определяются технологическим оборудованием, установленным в выработке, а так же зазорами между ними.

Ширина прохода при рамной конструкции крепи должна быть не менее 0,7 м, на высоте 1,8 м, с противоположной от прохода стороны крепи не менее 0,25 м от верхнего края транспортного сосуда. При двухпутном оснащении выработки между встречными рельсовыми транспортами должен быть зазор не менее 0,2 м между наиболее выступающими кромками габаритов.

Высота контактного провода должна составлять не менее 2 м от головки рельс. В свою очередь от контактного провода до верхняка крепи должно быть не менее 0,2 м.

В выработке используется рельсовый транспорт, а именно шахтный контактный электровоз 7КР1У и вагонетки ВГ-2,5. Для такого типа вагонеток необходимо применить рельсы Р-33, т.к. у данной вагонетки вместимость более 2 м³. Шахта будет эксплуатироваться продолжительное время, следовательно, целесообразно использовать железобетонные шпалы. При укладке рельс необходимо использовать балласт. Для рельсового пути Р-33 его высота должна быть 200 мм. Шпалы должны быть утоплены в балласт на глубину 2/3 высоты шпал.

В данной выработке будет использоваться трапециевидная (прямоугольная) крепь МПКТ (П) с кулачковыми узлами податливости.

Рама крепи изготавливается из спецпрофиля СВП и состоит из двух податливых стоек и верхняка. В выработках шириной более 3,5 м и при значительном давлении пород кровли рама усиливается средней стойкой. Каждая стойка выполнена из двух отрезков спецпрофиля, соединяемых внахлестку кулачковым узлом. Податливость крепи осуществляется за счет взаимного скольжения частей стоек в соединительных узлах с постоянным сопротивлением. Проектная величина вертикальной податливости крепи 600 мм. Крепь предназначена для крепления горизонтальных и наклонных (до 25°) горных выработок как в зоне влияния очистных работ, так и вне ее. Угол наклона стоек составляет α=83°.

Ширина транспортного коридора для рельсового транспорта равняется габариту самого широкого оборудования, которое будет использоваться. В нашем случае это ширина электровоза 7КР1У:

мм

Высота транспортного коридора равняется габариту по высоте самого высокого оборудования, которое будет использоваться. А именно высота электровоза 7КР1У:

А_h=1500 мм

Т.к. выработка имеет форму трапеции, то она будет иметь 2 параметра ширины: по почве и по кровле. Так же необходимо рассчитать ширину в свету и в черне. Они будут рассчитываться исходя из ширины выработке на уровне 1800 мм от почвы, т.к. именно на этой высоте учитываются все зазоры исходя из правил безопасности. Эта величина для данной выработки рассчитывается по следующей формуле:

B_СВ = b + 2·A +2·t + k + a

Где:

а – минимальный зазор между транспортным коридором и стенкой со стороны прохода. Минимальное значение 700 мм. Определятся правилами безопасности.

b – минимальный зазор между транспортным коридором с противоположной стороны от прохода людей

А – ширина транспортного коридора. Коэффициент 2 означает что в выработке будет использоваться два рельсовых пути, т.е. будет два транспортных коридора.

t – зазор между транспортным коридором и средней стойкой. Коэффициент 2 необходим из-за того, что средняя стойка находится между рельсовыми путями. Зазор необходим с обеих сторон стойки.

k – ширина средней стойки, вместе с кулачковым узлом.

z – ширина профиля СВП-22, составляет 110 мм.

β – угол между перпендикуляром к крепи и линией параллельной почве. β=90-α=7°.

B_СВ = 250 + 2·1350 + 2·200 + 186 + 700 = 4236 мм

Далее рассчитываем высоту выработки в свету и в черне для периода эксплуатации выработки (до усадки):

Где:

A_h – Высота транспортного коридора

c – Расстояние от балласта до головки рельс.

t – высота от транспортного сосуда до контактного провода. Определятся как разность высоты контактного провода от головки рельс и высоты транспортного сосуда, который так же считается от головки рельс. t=2000-1500=500 мм.

y – высота от контактного провода до кровли выработки.

z – высота крепи на кровле.

b – толщина балласта.

Размеры поперечного сечения выработки необходимо проектировать с учётом ожидаемой величины смещения породного контура выработки и конструктивной податливости крепи. Прогнозируемые смещения не должны превышать податливости крепи, в противном случае крепь будет деформирована. Конструктивная податливость учитывается увеличением высоты выработки за счёт удлинения стоек крепи. Величина податливости для данной выработки составляет 600 мм.

Для расчёта ширины по кровле и по почве в свету применим следующие формулы:

Для расчёта ширины по кровле и по почве вчерне применим следующие формулы:

Где:

z – толщина профиля крепи СВП-22.

Площадь сечения в свету трапециевидной крепи определяется по формуле:

Площадь сечения вчерне определяется по формуле:

Для определения площади сечения выработки в проходке нам необходимо знать коэффициент, который характеризуют количество излишне выбранной породы. Данный коэффициент выбирается из специальной таблицы по характеристикам выработки.

Площадь сечения в проходке с учётом канавки.

Проверка площади поперечного сечения по скорости движения воздуха.

Скорость движения воздуха определяется по формуле:

Где Q – количество воздуха проходимого по выработки.

Скорость движения воздуха в допуске, так как максимальная скорость движения 6 м/с.

Характеристика выработки и крепи.

Расход материалов на 1 метр выработки

Бетон

Таблица 1

Металл

Таблица 2

Балласт

Объём используемого балласта составляет 0.55 м³ на 1 метр выработки.

Список литературы использованной при выполнении задания:

• «Крепление капитальных и подготовительных горных выработок» Справочник (Кретников В.И, Клейменов В.Б, Нуждихин А.Г, Москва, Недра 1989 г.)
• «Справочник по креплению горных выработок» (Гелескул М.Н, Хорин В.Н, Киселев В.С, Москва, Недра 1972 г.)
• «Методические указания по выполнению индивидуального расчётного - графического задания для студентов специальности 130406» (Огородников Ю.Н, Очкуров В.И, Потемкин Д.А, СПб 2010 г.)