Типовые сечения и определение размеров поперечного сечения горно-разведочных выработок. Проходка горных выработок Площадь сечения в проходке

1)Ширинавыработки в свету по паспорту «Кривбасс проект»:

Всв = 750+1350+450+1350+1000 =4900 мм.

2)Ширина выработки в черне:

Ввч = 4900 + 2 · 60 + 200= 5220 мм.

3)Высота выработки в свету:

Нсв = 1850+= 1850+1650=мм.

где:=В/3=1650

4)Высотавыработки в черне:

Нвч = Нсв + = 3500 + 60 = 3560 мм.

5)Сичение выработки в свету

Sc = Всв·(+ 0.26 · Всв) = 4900 · (1650 +0.29 · 4900) = 14300 мм2 = 14.3м2

6)Сичение выработки в черне:

Sвч = Ввч· (+ 0.26 · Ввч) = 5.22 · (1.65 + 0.26 · 5.22) =15.70 м2

7)Сичение выработки в проходке проходке:

Sпр = Ввч · (1.02 ч 1.05) = 15.70 · 1.05 = 16.48 м2

Поперечное сечение проектируемой выработки

Основные типоразмеры выработки:

1. Высота выработки в свету, Нсв. 2200мм.
2. Высота выработки вчерне, Нвч. 2230мм.
3. Ширина выработки в свету, Всв. 2200мм.
4. Ширина выработки вчерне, Ввч, 2260мм.
5. Высота коробкового свода, hс 1450мм.
6. Толщина свода крепи, d0 30см.
7. Толщина стенки крепи, dс 30см.
8. Большой радиус закругления коробкового свода, ?? 1522мм.
9. Малый радиус закругления коробкового свода, ?? 576мм.
10. Площадь поперечного сечения выработки в свету,Sс 4.4 м2
11. Площадь поперечного сечения выработки вчерне,Sвч 4.5 м2
12. Площадь поперечного сечения выработки в проходке, Sпр 2.1 м2

Для штолен и других подземных горных выработок выделяют понятия: площадь поперечного сечения «вчерне» - без крепления; «в свету» - закрепленная выработка; «в проходке» - с учетом неточностей отбойки контуров горной выработки, примерно на 10 % больше сечения «вчерне». При проходке придерживаются стандартных размеров выработки в ее поперечном сечении, которому придают или форму трапеции, когда применяют деревянную крепь или сводчато-прямоугольную при бетонной крепи

Площадь поперечного сечения «вчерне» рассчитывается с учетом диаметра элементов крепи, ширины зазоров между крепью и стенками выработки. Поперечное сечение выбирается также из расчета применения крепи, высоты выработки, зазоров между крепью и боковыми породами, высоты и ширины откаточного оборудования, ширины свободного прохода, высоты балластного слоя. Для расчета ширины выработки по кровле и подошве и площади сечения учитываются допустимые зазоры между стенками, кровлей выработки и откаточным оборудованием, которые устанавливают на основании требований техники безопасности и приводятся в справочной литературе.

Все горизонтальные горные выработки проходятся с некоторым подъемом (0,002-0,008) для удаления воды из выработки самотеком.

Штрек- горизонтальная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность, проходимая по простиранию тел полезных ископаемых при наклонном их залегании, а при горизонтальном залегании тела -в любом направлении по протяженности месторождения.

Квершлаг - горизонтальная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность, проходимая по вмещающим породам или по телу полезного ископаемого под углом к их простиранию, чаще всего вкрест простирания.

Орт проходится по мощности полезному ископаемому и не выходит за его пределы.

Рассечка проходится из другой выработки под любым углом к телу полезных ископаемых, может выходить за его пределы. Длина обычно небольшая и не превышает 20-30м.

Вертикальные выработки.

Шурф - вертикальная выработка квадратного, прямоугольного или круглого сечения (шурфы круглого сечения носят название дудок), имеющая непосредственный выход на земную поверхность. Из шурфов нередко проходят горизонтальные выработки: рассечки, квершлаги, штреки.

Имеет типовые размеры в свету и чаще всего прямоугольную форму поперечного сечения (рис. 5, 6; табл. 2). Площадь сечения шурфа в общем случае зависит от его глубины. Шурфы сечением 0,8 и 0,9 м2 проходятся на глубину до 20 м, шурфы сечением 1,3 м2 проходятся на глубину до 30 м, 3,2 м2 предусмотрено проходить на глубину до 40 м. Площадь сечения и размеры шурфа вчерне определяется в зависимости от толщины крепи. Действительная площадь сечения в проходке несколько больше. Допускается увеличение площади в 1,04-1,12 раза.

Проходческое звено, как правило, состоит из трех человек: двое на поверхности, один в шурфе, при площади поперечного сечения более 2 м2 на забое могут работать двое проходчиков.

Шахтный ствол имеет большее, чем шурфы сечение, большую глубину. Форма сечения обычно квадратная, размером от 4-6 до 10-16 м2 (в зависимости от глубины, объема работ и сроков выполнения). Имеет выход на дневную поверхность; В некоторых случаях шахтный ствол проходится из горизонтальных подземных выработок, например из штолен, и называются «слепыми».

Гезенк в отличие от шахтного ствола не имеет непосредственного выхода на дневную поверхность, служит для спуска грузов и людей с верхнего на нижние горизонты.

Наклонные выработки.

Уклон проходиться по падению пласта полезного ископаемого. При добыче полезного ископаемого используется обычно для подъема грузов с нижнего горизонта на верхний.

Бремсберг также проходиться по падению полезного ископаемого, но в отличие от уклона используется для спуска грузов и людей с нижнего на верхний горизонт.

Восстающий - это выработка, которая не имеет выхода на дневную поверхность и проходиться снизу вверх под любым углом.

2. Способы и средства ведения проходческих работ

2.1. Горнотехнические характеристики и классификации горных пород

Физико-механические свойства горных пород являются главными факторами, определяющими выбор оборудования и технологию добычи. К наиболее существенным из этих свойств относятся крепость и устойчивость.

Крепость - комплексная характеристика горных пород, характеризующая их сопротивляемость разрушению и зависящая от таких свойств как твердость, вязкость, трещиноватость, и от наличия прослоек и включений. Понятие крепости введено проф. М. М. Протодьяконовым, который предложил для ее количественной оценки использовать коэффициент крепости f. В первом приближении величина f обратно пропорциональна пределу прочности породы при сжатии сж. Поскольку коэффициент крепости связан с прочностью пород, его можно рассчитать в простейшем случае по формуле

где - предел прочности пород при сжатии, Па, для многих пород составляет от 5 до 200 МПа.

Горные породы по сопротивляемости разрушению от воздействия внешних сил классифицируют по относительной крепости, удельной работе разрушения, буримости и взрываемости.

Классификация горных пород по крепости разработана М. М. Протодьяконовым в 1926 г. Согласно этой классификации все горные породы разбиты на 10 категорий. К первой категории отнесены породы наивысшей крепости (f = 20), к десятой - наиболее слабые плывучие породы (f = 0,3),

На выбор метода ведения взрывной отбойки горных пород от массива оказывает влияние взрываемость, под которой понимают сопротивляемость породы разрушению взрывом. Взрываемость определяется количеством эталонного взрывчатого вещества, необходимого для разрушения породы объемом 1 м3 (показатель удельного расхода ВВ). Для определения удельного расхода ВВ (кг/м3) применительно к конкретным породам используют различные классификации пород по взрываемости, например Единую классификацию пород по буримости и взрываемости проф. А. Ф. Суханова.

Буримость горной породы характеризует ее способность сопротивляться проникновению в нее бурового инструмента и интенсивность образования в породе шпура или скважины под действием усилий, возникающих при бурении. Буримость породы характеризуют скоростью бурения (мм/мин), реже - продолжительностью бурения 1 м шпура (мин/м).

Единая классификация горных пород по буримости разработана Центральным бюро промышленных нормативов по труду для нормирования горноразведочных работ. Буримость – это сопротивляемость породы разрушающему действию инструмента в процессе бурения.

Основной критерий для отнесения пород к той или иной категории по буримости - машинное время бурения 1 м шпура в стандартных условиях. В этой классификации породы разбиты на 20 категорий, а по буримости классифицированы только в пределах IV-XX категорий. Породы I-III категорий предусмотрено разрабатывать отбойными молотками.

Другие классификации разработаны для расчета норм и различных расходных показателей применительно к отдельным производственным процессам (например, Единая классификация горных пород по буримости и взрываемости, в основу которой положены скорость бурения и удельный расход взрывчатых веществ).

Устойчивость горных пород - это их способность сохранять равновесие при обнажении. Устойчивость горных пород зависит от их структуры и физико-механических свойств, величины возникающих в породном массиве напряжений. Устойчивость пород является одним из основных признаков для выбора систем подземной разработки, определения ее параметров и способов крепления горных выработок.

По устойчивости горные породы условно разделены на пять групп.

Весьма неустойчивые горные породы, не допускающие обнажения кровли и боков выработки. К ним отнесены плывучие, сыпучие и рыхлые горные породы.

Неустойчивые горные породы, допускающие некоторые обнажения боков выработки, но требующие возведения крепи вслед за проведением выработки. К таким породам отнесены влажные пески, слабосцементированный гравий, обводненные или сильно разрушенные горные породы средней крепости.

Породы средней устойчивости, допускающие обнажение кровли на сравнительно большой площади, но требующие постановки крепи при длительном обнажении. Это достаточно уплотненные мягкие породы средней крепости, реже крепкие и трещиноватые.

Устойчивые породы допускают обнажения кровли и боков на большой площади, поддержание требуется только в отдельных местах. Это мягкие, средней крепости и крепкие породы.

Очень устойчивые допускают без поддержания обнажения на большой площади и длительное время (десятки лет). Крепить выработки в таких породах не требуется.

Таблица 3

Единая классификация горных пород по буримости бурильными молотками и электросверлами для нормирования горнопроходческих работ

Наименование пород:

I 0.1 Глина сухая, рыхлая в отвалах. Лёсс рыхлый, влажный. Песок. Супесь рыхлая. Торф и растительный слой без корней.

II 0.3 Гравий. Суглинок легкий, лёссовидный. Торф и растительный слой с корнями или с небольшой примесью мелкой гальки и щебня.

III 0.5 Галька размером от 10 до 40 мм. Глина мягкая жирная. Песчано-глинистые грунты. Дресва. Лед. Суглинок тяжелый. Щебень различных размеров.

IV 0.8-1.0 Галька размером от 41 до 100 мм. Глина сланцеватая, моренная. Галечно-щебенистые грунты, связанные глиной. Песчано-глинистые грунты, связанные глиной. Песчано-глинистые грунты с включением гальки, щебня и валунов. Соли мелко- и среднезернистые. Суглинки тяжелые с примесью щебня. Угли весьма мягкие.

V 1.2 Алевролиты глинистые, слабо сцементированные. Аргиллиты слабые. Конгломераты осадочных пород. Марганцевые окисные руды. Мергель глинистый. Мерзлые породы I-II категории. Песчаники, слабо сцементированные с песчано-глинистым цементом. Угли мягкие. Мелкие желваки фосфорита.

VI 1.6 Гипс пористый. Доломиты, затронутые выветриванием. Железная руда - синька. Известняки оталькованные. Мерзлые породы III-V категорий. Меловые породы мягкие. Мергель неизмененный. Руды охристоглинистые с включением желваков бурого железняка до 50%. Пемза. Сланцы углистые. Трепел. Угли средней крепости с ясно выраженными плоскостями напластования

Проведение с раздельной выемкой слоев пород или угля и вмещающих пород схема при которой сначала на определенную выемку вынимается угольный пласт или определенный слой а затем вмещающие породы или остальные слои. Проведение широким забоем схема при которой производят выемку угля за пределами сечения выработки с размещением в образовавшемся пространстве пустой породы. Применение отечественных комбайнов целесообразно при проведении горных выработок по пласту угля с небольшим процентом присечки породы с крепостью f до 7 и углом наклона до...

Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск

ЛЕКЦИЯ №19

Проведение горных выработок (часть 1)

Общие вопросы проведения выработок.

Проведение горной выработки комплекс процессов отбойки, погрузки, транспортирования горной массы, возведение крепи, вентиляции, наращивание транспортных устройств и коммуникаций. Обеспечивающий подвигания подготовительного забоя.

Способ проведения выработки совокупность технических решений по отбойке, погрузке горной массы и креплению забоя, реализации которых позволяет осуществлять проведение выработки в определенных горно-геологических условиях. Способы проведения подразделяются на обычные и специальные.

Обычные способы способы проведения выработок в устойчивых породах, позволяющих допускать их обнажение на определенное время.

Специальные способы способы проведения выработок в рыхлых породах и породах с повешенной обводненностью.

Технологическая схема проведения выработки определенный, увязанный в пространстве и во времени порядок выполнения производственных процессов, средства их механизации и соответствующие этому порядку размещение оборудования.

Технологические схемы проведения выработок подразделяются на:

Схемы проходки по однородным породам;
Схемы проходки по неоднородным породам.

Однородная порода порода, крепость которой примерно одинакова по всему забою.

Неоднородная порода совокупность слоев пород, свойства которых различны по сечению очистного забоя. Типичный пример неоднородной породы проведения выработки по углю с прической пород кровли. (почвы)

Проведение сплошным забоем схема, проведения выработки, при которой отбойку (выемку) пород производят одновременно по всему забою.

Проведение с раздельной выемкой слоев пород или угля и вмещающих пород схема, при которой сначала на определенную выемку вынимается, угольный пласт или определенный слой а затем вмещающие породы или остальные слои.

Проведение узким забоем схема, при которой выемка горной массы производится только в пределах поперечного сечения выработки.

Проведение широким забоем схема, при которой производят выемку угля за пределами сечения выработки с размещением в образовавшемся пространстве пустой породы.

Форма и размеры поперечного сечения выработок

Сечение выработки изображение на чертеже в определенном масштабе контура выработки, крепи, оборудования, путей и коммуникаций, полученное в результате пересечения выработки плоскостью. Сечения различаются по виду секущих плоскостей. Для продольного сечения секущая плоскость проходит по оси выработки. Для поперечного сечения секущая плоскость проходит перпендикулярно оси выработки.

Сечение в проходке сечение выработки после выемки горной массы до установки крепи по контуру вмещающих пород.

Сечение вчерне сечение по наружному контуру крепи и почве выработки.

Сечение в свету сечение после возведения крепи и настилки рельсового пути по внутреннему контуру крепи и верху балластного слоя а при его отсутствии по почве.

Форма поперечного сечения выработки определяется:

Свойствами горных пород;
Величиной и характером проявления горного давления;
Конструкцией крепи;
Назначением;
Сроком службы выработки;
Способом проведения выработки.

В зависимости от формы поперечного сечения выработки бывают: прямоугольные (а), трапециевидные и полигональные (б-д). Горизонтальные выработки обычно закреплены деревянной, металлической или сборной ж / б крепью.

Сводчатую форму поперечного сечения (е-м) имеют выработки, закрепленные арочной или ж / б крепью.

Вертикальные выработки имеют чаще всего прямоугольную (а) или круглую (н) форму и крепятся бетонной или тюбинговой крепью.

Площадь поперечного сечения выработки определяется:

Габаритами эксплуатационного оборудования или транспортных средств;
Зазорами между контурами крепи и габаритами оборудования транспортных средств;
Зазорами между габаритами оборудования и транспортных средств;
Размерами прохода для людей.

Все зазоры приведены в §88 ПБ.

Для передвижения людей в выработке оставляют проход шириной не менее 0,7 м на высоте 1,8м от тротуара, верха балластного слоя или почвы.

Минимальная площадь поперечного сечения выработки составляет 4,5м 2 (§88 ПБ)

Количеством воздуха, которое планируется подавать по выработке.

Материалы для крепления горных выработок.

В качестве материалов для крепи горных выработок используют:

Металл; Бетон; Железобетон; Дерево; Кирпич; Пластобетон; Углепласт;
Стекловолокно; Др. полимерные материалы.

Металл для шахтной крепи применяют в виде профильного проката из низколегированных или малоуглеродистых сталей (Ст.5)

СВП выпускают 6 типоразмеров с весом 1 п.м. 14,17,19,22,27, и 33 кг.

Кроме металлопроката выпускают металлические тюбинги сегменты, имеющие криволинейную плиту (стенку) и ребра жесткости.

Бетон искусственный каменный материал, содержащий вяжущие вещества (цемент, гипсоцемент), мелкий заполнитель, крупный заполнитель и воду.

В качестве мелкого заполнителя используют песок, в качестве крупного прочный гравий или щебень.

Состав бетона определяют по содержанию весовых частей цемента, песка (А) и крупного заполнителя (Б)

1: А: Б

А так же по соотношению смешиваемого количества воды (В) и цемента (Ц) В / Ц

Марка цемента предел прочности на сжатие образца в десятых долях мпа, изготовленного из одной части цемента и трех частей песка при В / Ц = 1: 2,5

Наиболее широко применяются портландцементы марок 400, 500, и 600 (реже 300)

При расходе на приготовление 1м 3 бетона менее 200 кг бетон называют тощим;

200 250кг средний

Более 250кг жирный.

Железобетон единый искусственный металлокаменный материал, состоящий из бетона и металлической арматуры.

Лесные материалы применяются для крепления выработок со сроком службы 2 3 года.

Для крепления выработок используют сосну, ель, пихту, кедр, лиственницу.

Основной вид деревянной крепи руд стойка ø 7 34см, длина 0,5 7м.

Пиломатериалы : распилы, брусья, горбыли, доски получают путем распиловки руд стоек (бревен).

Удельное сопротивление лесоматериалов на растяжение составляет ~ 10мпа, на сжатие 13мпа.

Кирпич для крепления выработок применяется марок 150 и 175; плотность кирпича в кладке 1800кг / м 3 .

Бетониты бетонные камни из обычного или силикатного бетона и доменных шлаков. Марка бетонитов не ниже 150.

ЛЕКЦИЯ № 20

Проведение горных выработок (Часть 2)

Понятие о процессах и операциях при проведении подготовительных выработок

Процесс - четко определенная по своему техническому и организационному содержанию работа, состоящая из отдельных частей (операций), выполняемых в определенной последовательности.

Операция - совокупность рабочих приемов, характеризующаяся постоянством места исполнения и исполнителей.

Основные процессы - процессы, которые производятся непосредственно в забое выработки и имеют своим назначением изменение формы и состояния забоя (отделение горной массы от массива и крепление забоя).

Вспомогательные процессы - процессы, обеспечивающие эффективное и безопасное выполнение основных.

Основные и вспомогательные процессы могут выполняться последовательно или совмещаться.

Исходя из возможности совмещения во времени различают:

поточную технологию (ПТ);
цикличную технологию (ЦТ).

Поточная технология - технология, при которой выполнение основных процессов (операций) совмещается во времени.

Цикличная технология - технология, при которой выполнение основных процессов (операций) осуществляется последовательно.

Проходческий цикл и его основные параметры

Проходческий цикл - совокупность процессов и операций, в результате выполнения которых забой подвигается за определенное время на определенное паспортом расстояние.

Продолжительность цикла - время, в течении которого выполняются все основные технологические процессы проходческого цикла.

Продолжительность проходческого цикла принимается обычно кратной смене, что упрощает организацию работ.

Подвигание забоя за цикл - расстояние, на которое перемещается забой после выполнения всех процессов, входящих в цикл.

Проведение горизонтальных и наклонных горных выработок

в породах крепких и средней крепости

Технология проведения горных выработок в породах с крепостью f более 6,7 включает процессы:

буровзрывные работы (БВР);
проветривание забоя и приведение его в безопасное состояние;
возведение временной крепи;
погрузка горной массы;
возведение постоянной крепи;
вспомогательные работы.

К БВР применяются требования:

равномерное дробление горной массы;
небольшой отброс породы от забоя.

Параметры БВР определяются для каждого забоя индивидуально и фиксируются в паспорте БВР.

После производства БВР и проветривания приступают к возведению временной крепи (конструкция, обеспечивающая безопасное ведение работ в подготовительном забое до возведения постоянной крепи).

Для погрузки отбитой горной массы используются специальные породопогрузочные машины на гусеничном или колесно-рельсовом ходу.

Погрузка отбитой горной массы может производиться непосредственно в вагонетки или ступенчато через перегружатели специальной конструкции.

Крепление горной выработки (возведение постоянной крепи)

В зависимости от вида и материала крепь подразделяют на:

металлическую;
железобетонную;
деревянную;
каменную;
анкерную;
смешанную и т.п.

По своим характеристикам крепи бывают жесткие и податливые.

Жесткие крепи - общая деформация не должна выходить за пределы упругости. Обычно таки крепи используют в выработках с установившимся горным давлением.

Податливые - крепи, имеющие специальные узлы податливости, благодаря которым величина смещений элементов крепи превышает величину упругих деформаций.

В последнее время наибольшее распространение получила анкерная крепь, позволяющая повышать устойчивость пород кровли и боков выработки путем "сшивки" нескольких слоев специальными стержнями. Фиксирование замковой части анкера в породах происходит при помощи металлических конструкций или бетонных, полимерных составов.

Для крепления выработок в зонах пучащих пород применяется крепь с добавлением "лежня" - дополнительный элемент, замыкающий контур крепи со стороны почвы.

Для предотвращения вывала пород со стороны кровли применяется решетчатая, деревянная, полимерная или железобетонная затяжка.

После завершения основного цикла приступают к вспомогательным процессам:

наращивание вент труб;
забойного водовода;
рельсовых путей, скребкового конвейера;
осланцовка забоя и выработки.

После завершения вспомогательных процессов проходческий цикл повторяется.

Достоинства буровзрывного способа :

широкий диапазон применения;
возможность ведения сотрясательного взрывания на выбросоопасных пластах.

Недостатки буровзрывного способа:

многооперационность технологии;
относительно низкие темпы проведения выработок;
дополнительная опасность при ведении БВР.

Комбайновый способ проведения выработок

Основным отличием комбайнового способа проведения выработок от БВР является возможность совмещения процесса отбойки горной массы и отгрузки проходческим комбайном.

Наибольшее распространение получили проходческие комбайны на гусеничном ходу со стреловидным исполнительным органом корончатого типа и скребковым перегружателем.

Схема проходческого комбайна избирательного действия. 1- отбойная коронка, 2 исполнительный орган, 3- гидродомкрат, 4-корпус, 5-электрооборудование, 6-пуль управления, 7- скребковый конвейер, 8- задний опорный цилиндр, 9- ходовая тележка, 10- передний опорный цилиндр, 11-погрузочное устройство.

Применение отечественных комбайнов целесообразно при проведении горных выработок по пласту угля с небольшим процентом присечки породы с крепостью f до 7 и углом наклона до -20 0 и до +20 0 по восстанию.

Погрузка отбитой горной массы производится на скребковый или ленточный конвейер непосредственно комбайном или с помощью специального перегружателя.

Достоинства комбайнового способа:

малооперационность;
высокие темпы проходки;
обеспечение безопасности ведения горных работ.

Недостатки комбайнового способа:

ограниченный диапазон применения (по падению, восстанию).

ЛЕКЦИЯ №21

Очистные работы на угольных шахтах

В очистные работы включаются процессы по: выемке и транспортированию ПИ;

креплению забоя; управлению кровлей.

Очистная выемка - совокупность процессов отбойки (отделения от массива), погрузки отбитой горной массы на забойное транспортное средство, доставка ПИ от забоя до транспортной выработки.

Очистной забой - горная выработка, предназначенная для добычи ПИ.

Различают длинные очистные забои (лавы) и короткие (заходки и камеры).

Длинный очистной забой - протяженная очистная выработка линейной или уступной формы, один бок которой ограничен угольным массивом, а другой - крепью на границе с выработанным пространством; кровлей и почвой являются вмещающие породы.

В длинных очистных забоях выемку угля ведут по фланговой и фронтальной схемам.

Фланговая схема - отделение угля от массива производится на узком участке (в одной точке) очистного забоя.

Фронтальная схема - передвижение выемочного комбайна перпендикулярно направлению подвигания забоя и вынимают полосу угля определенной ширины (ширина захвата). При фронтальной схеме отделение от массива производится выемочным агрегатом одновременно по всей длине очистного забоя. Направление перемещения агрегата в этом случае совпадает с направлением подвигания очистного забоя.

По ширине захвата различают:

узкозахватную выемку - 0,5 - 1,0 м;
широкозахватную - более 1,0 м;
струговую - 0,03 - 0,15 м.

При узко и широкозахватной выемке уголь отделяется от массива резанием, при струговой - сколом.

Короткий очистной забой - выработка с забоем небольшой протяженности, ограниченная по бокам угольным массивом или целиками угля. Примыкающие к очистному забою транспортные и вентиляционные выработки называют выемочными.

По расположению очистных забоев относительно элементов залегания пласта различают очистные забои: по падению; по простиранию; по восстанию; вкрест простирания; диагональные.

Транспорт угля в очистных забоях производится:

в длинных очистных забоях пологих и наклонных пластов - скребковыми конвейерами или конвейероструговыми выемочными агрегатами;
в длинных очистных забоях крутонаклонных и крутых пластов - самотеком по почве; самотеком по специальным желобам; конвейеростругами выемочных агрегатов;
в коротких очистных забоях - скребковыми конвейерами, погрузочно-доставочными машинами (самоходные вагонетки), гидротранспортом.

Схема размещения оборудования в лаве:

1 верхняя приводная головка забойного конвейера;

2 верхняя ниша; 3- став забойного конвейера; 4- узкозахватный очистной комбайн; 5 исполнительный орган комбайна; 6 нижняя ниша; 7 нижняя приводная головка забойного конвейера; 8 забойный конвейер в транспортной выработке.

Способы управления кровлей в очистных забоях

Управление кровлей - совокупность мероприятий по регулированию нагрузки на крепь очистного забоя, проводимых для эффективной и безопасной выемки ПИ.

Различают способы управления кровлей: полное обрушение; частичное обрушение; частичная закладка; полная закладка; плавное опускание.

Способ полного обрушения кровли

Способ рекомендуется при средне и легкообрушающихся породах непосредственной кровли, когда их мощность достаточна для подбучивания основной кровли. При удалении призабойной (механизированной) крепи в выработанном пространстве происходит обрушение пород кровли. Шаг первичной посадки - подвигание очистного забоя от разрезной печи (монтажной камеры), до момента обрушения пород основной кровли. Это самый распространенный способ управления обрушением кровли. Если самообрушения пород кровли при передвижке не происходит (зависание), то применяют принудительную посадку, например БВР.

Недостатки : сложность при труднообрушаемых кровлях;

невозможность применения при подработке объектов на поверхности.

Способ частичного обрушения рекомендуется к применению при наличии легкообрушаемых пород непосредственной кровли небольшой мощности и склонности пород основной кровли к периодическому обрушению.

При этом способе используют сооружаемые бутовые полосы шириной 4-6 м, расстояние между полосами до 15 м.

Способ частичной закладки выработанного пространства применяется при труднообрушаемых породах. Возводятся бутовые полосы, сдерживающие обрушение пород кровли. На пологих пластах бутовые полосы располагают по простиранию, на крутых - как по простиранию, так и по падению

Способ полной закладки рекомендуется в случае необходимости предупредить обрушение вмещающих пород после выемки ПИ. Применяется в случае необходимости предотвращения проседания земной поверхности.

Полная закладка позволяет:

избежать проседания земной поверхности;
избежать утечек воздуха в выработанное пространство;
уменьшить вероятность горного удара.

Недостатки - высокая трудоемкость и стоимость работ.

Способ плавного опускания пород кровли применяется на пластах мощностью до 1,2 м с пучащими почвами и слабыми породами кровли, склонными к плавному прогибанию.

ЛЕКЦИЯ №22

Очистные работы при отработке пологих и наклонных пластов

Особенности очистных работ при разработке пологих и наклонных пластов

Основными особенностями, характеризующими технологии отработки пологих и наклонных пластов, являются:

Хорошие условия для применения современных технических средств, в частности средств комплексной механизации;
Возможность применения способа управления кровлей полным обрушением;
Возможность применения эффективных схем проветривания и газоуправлений для достижения высоких нагрузок на очистной забой;
Широкие возможности для частичной и полной автоматизации очистных работ.

Очистные работы при отработке длинными очистными забоями

Основными технологиями отработки пологих и наклонных пластов длинными очистными забоями являются:

Комплексно механизированная выемка угля (75%);
Выемка узкозахватными комбайнами с индивидуальной крепью (6%);
Выемка угля стругами с индивидуальной крепью (2%);
Выемка угля широкозахватными комбайнами с индивидуальной крепью (2%);
Выемка угля на ВВ с индивидуальной крепью (10%);
Выемка угля отбойными молотками с индивидуальной крепью (1%);
Прочие технологии (бурошнековая, и др). (4%).

Выемка угля узкозахватным комбайном с индивидуальной крепью и в составе ОМК

Комплекс представляет собой комплект определенного добычного оборудования, транспортного оборудования и механизированной крепи, увязанной по основным техническим параметрам.

Небольшое распространение получили комплексы, состоящие из:

Узкозахватной добычной машины (комбайна или струга);
Изгибающеюся забойного конвейера;
Гидрофицированной забойной крепи;
Гидрофицированной крепи сопряжений.

Добычной комбайн это комбинированная горная машина, которая одновременно производит работы по отделению угля от массива, дроблению его и погрузке на забойный конвейер. Исполнительным органом узкозахватного комбайна является шнек, представляющий собой винт Ø 0,56 2,0м (диаметр по резцам) на выступы которого в специальные резцедержатели (кулаки) установлены резцы. При вращении шнека резцы отделяют уголь от забоя, а лопасти шнека осуществляют погрузку отбитого угля на скребковый конвейер. Комбайн может перемещаться по почве или по раме забойного конвейера. Комбайны, работающие с почвы очистной выработки, используются на весьма тонких и тонких пластах. Комбайн, работающий с рамы забойного конвейера со стороны забоя имеет опорные лыжи и захваты, не позволяющие комбайну смещаться при выемке угля.

Комбайн перемещается по столу забойного конвейера при перекатывании цевочного колеса по рейке, закрепленной на забойном прирове или закрепленной на головках конвейера пиковой цепи. При отработке тонких пластов наряду с комбайнами со шнековыми исполнительными органами применяются комбайны с барабанными исполнительными органами. Погрузка угля при использовании барабанных исполнительных органов, осуществляется при помощи специальных погрузочных щитков.

Выемка угля в лаве, оборудованной узкозахватным очистным комбайном, производится следующим образом. В исходном положении комбайн заведен в нишу 6, конвейер и крепь придвинуты к забою, ниша 2 оформлена. Комбайн начинает движение вверх с выемкой полосы угля. Вслед за комбайном с определенным отставанием задвигается крепь. После выхода комбайна в верхнюю нишу, начинается движение комбайна вниз с зачисткой почвы. Вслед за комбайном с отставанием 10-12м задвигается конвейер. Когда комбайн возвращается в нижнюю точку лавы цикл повторяется. Данная схема выемки угля называется односторонней. При челноковой схеме выемки угля производят при движении комбайна в обоих направлениях.

Выемочный цикл совокупность процессов и операций, и периодически повторяющихся при выемке угля по всей длине очистного забоя, после выполнения которых забой подвигается на определенное расстояние. Для транспортирования угля по очистному забою используется скребковый конвейер. Скребковый конвейер состоит из: Тягового органа; Рештачного става; Природных станций (станции); Концевой станции.

В основу работы скребкового конвейера положен принцип перемещения груза волочением при движении бесконечной цепи со скребками по специальным желобам (рештаками). По способу передвижения вслед за подвиганием очистного забоя конвейеры разделяют на изгибающиеся и переносные. Изгибающиеся конвейеры позволяют передвигать без разборки став на расстояние до 1м в интервале длины 10-15м.

Крепление очистного забоя процесс установки поддерживающих кровлю (и почву) специальных конструкций, обеспечивающих условия для безопасного труда людей и эффективной эксплуатации горного оборудования. Применяют следующие виды крепления очистного забоя: Индивидуальную при забойную крепь; Посадочную при забойную крепь; Секционную механизированную крепь; Комплектную механизированную крепь; Агрегатную механизированную крепь.

Индивидуальная крепь состоит из стоек, установленных между кровлей и почвой, и верхняков, устанавливаемых между кровлей и стойкой. Рама состоит из верхняка и одной, двух и более стоек. Верхняки могут быть ориентированны по падению или по простиранию пласта. Кровля выработки между верхняками перетягивается затяжкой.

Индивидуальные крепи могут иметь разные конструкции и зависимости между реакцией h и просадками ∆ h . Жесткость крепи tgβ = h/ ∆ h; Податливость крепи ∆ h/h;

По А.А. Борисову все крепи разделяются на три типа:

I тип 0 крепи нарастающего сопротивления, у них h=ƒ(tgβ);

II тип tg=0 крепи постоянного сопротивления, у них h=const;

III тип tgβ→∞ - жесткие крепи. R H начальное сопротивление, создаваемое в стойке при ее установке; R P рабочее сопротивление среднее значение максимально допустимого сопротивления стойки опусканию кровли.

Под действием давления пород кровли длина стойки уменьшается на величину посадки стойки. После максимальной посадки несущая способность стойки оказывается исчерпанной и начинается ее разрушение. Механизированной крепью очистного забоя называют передвигающуюся механически гидрофицированную крепь, состоящую из кинематически связанных между собой несущих опорных и ограждающих элементов. Механизированная крепь предназначена для механизированного крепления кровли и передвижения крепи.

ЛЕКЦИЯ №23

Очистные работы на крутонаклонных и крутых пластах.

Особенности очистных работ на крутонаклонных и крутых пластах

Возможность использования гравитационного транспорта угля по забою при отработки по простиранию и по прилегающим выработкам при отработке по падению.
Необходимость крепления как кровли так и почвы при ведении очистных работ.
Сложность механизации очистных работ на крутонаклонных и крутых пластах.
Сложность проветривания очистных забоев, вызванная большими утечками воздуха из-за наличия аэродинамической связи с поверхностью.

Повышенная пожароопасность отработки крутонаклонных и крутых пластов, вызванная большими потерями угля.

Основными технологическими схемами отработки крутонаклонных и крутых пластов являются:

Потолкоуступным забоем по простиранию при выемке угля отбойными молотками;
Прямолинейным забоем по простиранию с выемкой угля при помощи ВВ;
Прямоугольными забоями по простиранию при выемке угля узкозахватными комбайнами и конвейеро стругами;
Прямолинейными забоями по падению при выемке угля агрегатами с конвейеро стругами.
Щитовая система разработки.
Гидротехнологии в варианте РГО.

Отработка крутонаклонных и крутых пластов потолкоуступным забоем

В каждом уступе выемку угля ведут полосами, равными ширине уступа. Для отбойки угля применяют пневматические отбойки молотки ОМ 5ПМ, ОМ 6ПМ и ОМ 7ПМ. Для обеспечения безопасных условий труда уступ ограждают от потока отбитого угля в верхней части с вышележащих уступов досками. Выемка угля в уступе ведется сверху вниз с обязательным креплением нависающего угольного массива рудо стойками и досками. При забойную крепь устанавливают в виде одного или двух рядов рудо стоек под растил. При слабой почве стойки устанавливают на деревянные лежни. В потолкоуступных забоях применяют следующие способы управления кровлей:

Полное обрушение (0,6 1,3 м).
Плавное опускание (0,5 0,7 м).
Закладка (1,3 2,2 м).
Удержание на кострах (0,6 1,4 м).

Отработка крутонаклонных и крутых пластов прямолинейным забоем по простиранию

Выемку угля ведут специализированными очистными комбайнами, крепление забоя осуществляется гидрофицированной крпью, система ориентации которых адаптирована к большим углам падения. Забой наклонен в сторону подвигания на 10-15 0 . Лава делится на верхнюю комбайновую (примерно 2/3) и нижнюю магазинную части.

Выемку угля в верхней части ведут комбайнами типа «Темп» и «Поиск» снизу вверх. Перемещение комбайна вдоль забоя осуществляется канатом лебедки, установленном на вентиляционном штреке. Наряду с рабочим канатом используется предохранительный канат для удержания комбайна в случае обрыва рабочего каната.

Нижнюю часть лавы оформляют в виде одного трех магазинных уступов длиной по 10 м и шириной по 6 м, служащих для накопления отбитого угля.

Для отработки крутых и крутонаклонных пластов используется комплекс КГУ Д (0,6 1,5 м) и агрегат АК 3 (1,6 2,5 м).

Отработка пластов прямолинейным забоем, подвигающимся по падению

Отработка забоев по падению может вестись агрегатами типа 1 АНЩМК и 2 АНЩМК в диапазоне мощностей 0,7 2,2 м. Длина очистного забоя составляет 40 60 м.

Вентиляционная печь формируется по мере подвигания агрегата за мех крепью

В состав щитового выемочного агрегата входят: Конвейероструг; Механизированная крепь; Гидрооборудование; Электро (пневмо) оборудование; Аппаратура дистанционного управления.

Конвейероструг представляет собой бесконечную круглозвенную пиловидную цепь, на которой закреплены каретки, оснащенные резцами. Цепь перемещается по специальной направляющей балке. В первую очередь вынимается пачка угля у кровли. После этого при внедрении в массив за счет гидродомкратов подачи происходит разрушение угля резцами, и уголь транспортируется углеспускной печи за счет поступательного движения кареток. Передвижку агрегата осуществляют путем снятия распора с секций и перемещения их по падению к конвейеростругу.

Щитовая система разработки Область применения m > 2,0 м и a > 55 0 .

Щитовая крепь передвижная конструкция, состоящая из металлических балок, образующих «раму» по периметру секции, накатника из брусьев, стяжек и хомутов, соединяющих конструкцию в единое целое.

Между собой отдельные секции соединяются отрезками каната. Щиты состоят из 4-5 секций. Каждая секция имеет размер по простиранию 6,0 м.

Щитовая крепь ограждает забой от попадания обрушенных пород и воспринимает их нагрузку. Выемка угля под щитом ведется с применением ВВ. Выемка угля состоит из: расширения подщитовой канавы; взрывания опорных целиков; посадки щита.

Щитовые системы разработки имеют широкое применение в Прокопьевско-Киселевском районе Кузбасса и на шахтах Дальнего Востока.

ЛЕКЦИЯ №24

Понятие о технологической схеме шахты

Общие понятия и определения

Технологическая схема шахты (ТСШ) совокупность горных выработок, поверхностных зданий и сооружений с размещенными в них машинами и механизмами, совместная работа которых обеспечивает эффективную и безопасную добычу угля.

Основными элементами ТСШ является :

Очистные забои; Подготовительные забои; Система транспортирования полезного ископаемого; Система доставки людей, материалов и оборудования; Система подачи закладочного материала; Система вентиляции; Система водоотлива; Система дегазации угольных пластов; Шахтный подъем. Параметры каждого из элементов побираются (рассчитываются) таким образом, чтобы добыча угля была максимальной. Элемент технологической схемы, сдерживающий добычу угля, принято называть “ узким местом ” в ТСШ.

Очистной Конв. транспорт Вентиляция Подъем

забой до ствола 2000т / сут 1500т / сут

А сут =2000т / сут А сут = 2500т / сут

Низкое место ТСШ.

Основной транспорт

Под основным транспортом понимают совокупность технических средств, горных выработок и подземных сооружений, обеспечивающих доставку угля от выемочного участка до ОСД или до поверхности.

В системе обще шахтного транспорта чаще всего используются ленточные конвейеры с широкой ленты 800, 1000, 1200мм.

Современные ленточные конвейеры имеют длину в поставке 500-1500м и работают в выработках с углами наклона от 16 до +25  .

Производительность ленточных конвейеров составляет 420 1600 / час.

Для повышения надежности работы конвейерных линий между конвейерами устраивают промежуточные бункеры емкостью 50-300м 3 . Мощность приводов составляет 50-250 кВт.

Наряду с ленточными конвейерами для транспортировки угля по горизонтальным выработкам на ряде шахт используется локомотивная откатка.

При использовании локомотивной откатки полезное ископаемое, породу и другие материалы перевозят в рудничных вагонетках, которые движутся по рельсовым путям при помощи локомотивов.

Рельсовый путь состоит из балластного слоя по почве выработки, шпал, рельсов и их соединений.

Балластовый слой состоит из щебня и служит в качестве амортизирующего основания.

Шпалы служат для связи рельсовых путей в общую колею, и бывают металлические, деревянные и железобетонные.

Ширина колеи расстояние между внутренними гранями головок рельсов. Стандартная ширина колеи 600-900мм.

Основная характеристика рельсы вес 1 метра. Применяют рельсы массой 24,33,48кг / м.

Шахтные вагонетки подразделяются на следующие типы:

Грузовые вагонетки;
Людские вагонетки;
Вагонетки и платформы для перевозки материалов и оборудования;
Специального назначения (ремонтные, путеизмерительные)

По способу разгрузки вагонетки подразделяются на:

Вагонетки с глухим кузовом (разгружаются опрокидыванием) ВГ;
Вагонетки саморазгружающиеся с откидным днищем тип ВД;
Саморазгружающиеся вагонетки с откидным бортом ВБ (УВБ);

Современные вагонетки имеют емкость 0,8 3,3м 3 , самая распространенная емкость 2,4 или 3,3м 3 .

Локомотивы по виду энергии подразделяются на:

Контактные электровозы;
Аккумуляторные электровозы;
Дизеле возы;
Гидро возы;
Воздухо возы (пневмолокомотивы).
Наибольшее распространение получили электровозы. (дизеле возы на ш. “Осинниковск ая ” ).

При использовании контактных электровозов электроэнергия подается по проводнику контактной сети (трале) и токоведущему рельсу. Эл воз оснащается двигателем постоянного тока с напряжением 250 В. Масса контактных электровозов 7, 10, 14, 20, 25 т. Скорость движения до 25 км/ч.

Контактные электровозы используются на негазовых шахтах, а также на свежей струе шахт I II категорий.

Аккумуляторные электровозы получают электро энергию от аккумуляторных батарей. Сцепной вес 7, 8, 14 т, скорость движения до 14 км/ч.

Транспортирование самоходными вагонетками

Самоходная вагонетка передвигается по почве выработки на 4-х или 6-ти колесах с пневматическими шинами. Эл энергия подается по кабелю. Используются и вагонетки на дизельной энергии. Для ускорения процесса разгрузки и погрузки в днищах некоторых вагонеток встроен скребковый конвейер.

Гидравлический и пневматический транспорт

Применяется для транспортирования угля и подачи закладочного материала.

Вспомогательный транспорт

Для доставки людей, материалов и оборудования используются:

Локомотивная откатка.
Специально оборудованные ленточные конвейеры и холостые ленты обычных ленточных конвейеров.
Откатка с концевым канатом.
Откатка с бесконечным канатом.
Монорельсовые дороги.

Шахтный подъем

Для обеспечения транспортной связи с транспортными горизонтами служат щахтные подъемные установки.

Главная подъемная установка предназначена для выдачи на поверхность добытого ПИ.

Вспомогательная подъемная установка для спуска-подъема людей, материалов, оборудования, выдачи пустой породы.

Людские подъемные установки предназначены исключительно для спуска и подъема людей.

К шахтному подъему относят следующие элементы:

Подъемные машины;
Подъемные сосуды (скипы, клети);
Подъемные канаты;
Необходимая армировка ствола (расстрелы, проводники, захваты);
Загрузочные и разгрузочные устройства;

Шахтный копер устанавливается непосредственно над стволом и служит для размещения направляющих шкивов.

Подъемная машина устанавливается на некотором расстоянии от ствола и служит для перемещения сосудов путем навивки на приводной барабан тяговых канатов, к которым эти сосуды подвешены.

Подъемные канаты изготавливаются из высокопрочных стальных проволок, навитых особым образом на пеньковый или стальной сердечник. Ø канатов определяется расчетом и составляет 18,5 65мм, диаметр стальных проволок 1,2 2,8мм. Канаты подъемных установок для спуска подъема людей должны иметь запас прочности не менее 9, для грузовых подъемов не менее 6,5.

В вертикальных стволах подъемными сосудами служат:

Шахтные скипы;
Опрокидные клети;
Не опрокидные клети;

Если к подъемной машине подвешен один сосуд, то подъем называют одноклетьевым (одно скиповым), если два двух клетьевым или двух скиповым.

Для направления движения подъемного сосуда в стволе навешиваются специальные конструкции проводники , которые крепятся к поперечным распорам, расстрелам. Подъемные сосуды имеют спец. опоры, охватывающие проводники.

Подъемные сосуды имеют специальные тормозные устройства, называемые парашютами . При напуске или обрыве каната парашюты захватывают проводники или спец. тормозные канаты, удерживая сосуд от падения.

Наряду с назначением подъемы классифицируются по виду подъемных сосудов на: Подъемы с не опрокидными клетями; Подъемы с опрокидными клетями; Скиповые подъемы.

Опрокидные клети отличаются от не опрокидных тем, что груженные вагонетки на поверхности не выкатываются из клети, а разгружаются в приемный бункер при повороте (опрокидывании) клети.

На крупных современных шахтах главным, как правило, является скиповой подъем.

При скиповом подъеме производится перегрузка горной массы в специальный сосуд, называемый скипом. На поверхности скип разгружается путем опрокидывания или через дно.

Скип состоит из рамы и кузова. У скипов, разгружающихся через дно, кузов жестко соединен с рамой. У опрокидывающихся скипов кузов соединен с рамой шарнирно и разгружается поворотом вокруг оси при выходе скипа на разгрузочные кривые.

Технологический комплекс на поверхности шахты

Шахтный копер , металлический или железобетонный, сооружается непосредственно над устьем ствола. Высота обычных копров 15 30м, башенных копров до 100м.

Обычные копры служат для размещения направляющих шкивов и проводников, крепления разгрузочных кривых и посадочных устройств.

Башенные копры из бетона или железобетона в верхней части имеют машинный зал для подъемной машины со шкивом трения.

Надшахтное здание непосредственно примыкает к копру и служит для обеспечения работы шахтного подъема. Здание сортировки устраивают для предварительной отборки породы и сортировки угля по крупности. Вместо сортировки на территории шахты может находиться обогатительная фабрика.

Эстакады, конвейерные галереи и мосты сооружения для укладки рельсовых путей узкой калии и установки ленточных конвейеров. В зависимости от назначения эти сооружения могут быть открытыми или закрытыми, горизонтальными или наклонными.

Бункера приемные и погрузочные представляют собой металлические или бетонные сооружения, предназначенные для кратковременного хранения полезного ископаемого.

Породный отвал участок поверхности, отведенный для складирования пустой породы.

Система вентиляции шахты

Система вентиляции шахты совокупность горных выработок вентиля торных установок и вентиляционных сооружений в шахте и на поверхности, обеспечивающих устойчивое и эффективное проветривание.

Способ проветривания определяется тем, как работает вентилятор:

На всасывание всасывающий способ.

На нагнетание нагнетательный способ.

Один на всасывание, другой на нагнетание - комбинированный способ.

Схема проветривания определяется направлением движения вентиляционной струи.

Центральная схема предусматривает подачу свежей струи воздуха и отвод исходящей производится по близко расположенным главным вскрывающим выработкам.

Фланговая схема предусматривает подачу свежей и отвод исходящей струи по главным вскрывающим выработкам, расположенным в разных частях шахтного поля.

Комбинированная схема является комбинацией двух описанных выше.

Система проветривания может быть единой или секционной.

При секционной - шахта разделяется на отдельные обособленно проветриваемые участки.

При единой схеме шахта проветривается без разделения на отдельные участки (секции).

Шахтные вентиляторные установки

Шахтная вентиляторная установка служит для непрерывной подачи в шахту свежего воздуха и состоит из: Рабочего вентилятора; Резервного вентилятора; Вентиляционных каналов; Устройств, для измерения направления движения воздуха; Электродвигателей; Управляющей и регистрирующей аппаратуры; Здание вентиляционной установки. Шахтные вентиляторные установки имеют производительность от 3 5 до 20 25тыс. м 3 / мин.

Депрессия (компрессия) вентилятора разность давления на выхлопе вентилятора и атмосферного давления.

Современные вентиляторы создают напор (депрессию) 470 700 даПА.

Шахтные вентиляторные сооружения

По назначению вентиляторные устройства подразделяются на: Глухие перемычки для изоляции выработок; Вентиляционные шлюзы с дверями, окнами или методами для регулирования воздуха по горным выработкам; Кроссинги (воздушные мосты) вентиляционные сооружения для разделения воздушный струй в пересекающихся выработках;

Контроль за воздухораспределением и состоянием рудничной атмосферы

Контроль за воздухораспределением и состоянием рудничной атмосферы осуществляется силами ИТР шахты и работников участка вентиляции и техники безопасности (ВТБ).

Для контроля состава атмосферы используются шахтные интерферометры ШИ10, ШИ11, газоопределители типа ГХ, приборы типа “ Сигнал ”. Для контроля расхода воздуха используются анемометры типа АСО 3, МС 13 и АПР 2.

Допустимое содержание CH 4 и CO 2

	CH 4 %	CO 2 %
Исх. Из очистной или тупиковой выработки Исх. Крыла (шахты) Входящая струя в очистные выработки и в забои тупиковых выработок
	Физика горных пород как наука основные понятия и определения 2. Физика горных пород как наука основные понятия и определения Физика горных пород петрофизика одна из основных дисциплин разведочной геофизики наиболее тесно связанная с физикой веществ и петрологией. Из многих физических свойств горных пород петрофизика изучает главным образом свойства создающие физические поля которые могут быть измерены геофизическими методами.
9132.		ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД	21.78 KB
	Классификация свойств горных пород. Число физических свойств горных пород проявляющихся в их взаимодействии с другими объектами и явлениями материального мира может быть сколь угодно велико. В геомеханике требуется знание в первую очередь механических и плотностных свойств но вместе с тем могут представлять интерес и некоторые другие свойства показатели которых достаточно чётко отражают состояние пород или отчетливо коррелируют с напряжениями в породном массиве и потому могут быть использованы для оценки...
1639.		ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ГОРНЫХ РАБОТ	13.98 MB
	Породы с прочностью 3050 МПа под влиянием очистных работ когда увеличивается напряжение в 23 раза по сравнению с напряжениями в нетронутом горными выработками массиве теряют свою прочность. Такого явления не наблюдалось на малой глубине то есть мы как бы работаем в условиях менее прочных пород. В связи с прогнозируемым ростом смещений пород в выработку в три раза на глубине 1000 м по сравнению с глубиной 500 м следует ожидать значительный рост объёма ремонтных работ. Что из перечисленного выше мы знаем что нового в курсе...
1627.		Разрушение горных пород взрывом	55.26 KB
	Характеристика выработки и условия её проведения: Наименование квершлаг. Форма сечения выработки трапециевидная. Расчетное сечение выработки вчерне 116 м2. Контурное взрывание технологический прием так как ведётся с целью получения фактического сечения выработки а также уменьшения образования трещин за контурной частью массива.
9127.		МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД	299.19 KB
	С учётом изложенных ранее представлений о иерархичноблочной структуре горных пород и массивов и принципиально возможных двух путей определения различных характеристик интегрального и дифференциального рассмотрим более детально принципы определения отдельных свойств. Таким образом для определения интегральных плотностных характеристик массива представленного различными петрографическими разновидностями пород и различными типами структурных неоднородностей в принципе достаточно определить эти...
1671.		Механические свойства и паспорт прочности горных пород	1.11 MB
	Сущность новой теории прочности. Определение параметров паспорта прочности. Задачи первого раздела: провести на ЭВМ имитационные лабораторные испытания горных пород и определить их механические свойства пределы прочности модуль упругости и коэффициент Пуассона.
2554.		СДВИЖЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ	384.33 KB
	Проведение горных работ нарушает естественное состояние массивов пород, горных пород, в результате чего последние выходят из равновесия, деформируются и перемещаются. Обычно эти процессы захватывают всю толщу массива, включая поверхность. Породы на земной поверхности также претерпевают деформации и перемещения
9130.		ЕСТЕСТВЕННОЕ ПОЛЕ НАПРЯЖЕНИЙ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД	150.18 KB
	Породные массивы как объекты исследования в геомеханике имеют одну очень существенную особенность по сравнению с объектами рассматриваемыми в механике вообще или в механике твёрдых деформируемых тел в частности. Поля тектонических напряжений в настоящее время связывают с первым из указанных типов движений. Данные непосредственных измерений и наблюдений в нашей стране и за рубежом свидетельствуют о приуроченности высоких горизонтальных напряжений к зонам тектонических поднятий земной коры...
9113.		МЕТОДЫ ОХРАНЫ ОБЪЕКТОВ И СООРУЖЕНИЙ В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ ГОРНЫХ РАБОТ	66.14 KB
	Для защиты объектов и сооружений от вредного влияния подземных горных разработок и предотвращения прорывов воды в горные выработки применяют различные меры охраны которые условно можно разделить на четыре группы: профилактические горнотехнические конструктивные комплексные. Профилактические меры имеют основным назначением предотвращение или снижение вредных последствий горных разработок Они должны выполняться как в период составления проектов освоения месторождений и...
12930.		ИССЛЕДОВАНИЕ МИНЕРАЛОВ С ПОМОЩЬЮ ПОЛЯРИЗАЦИОННОГО МИКРОСКОПА. ПЕТРОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД	428.44 KB
	Принцип действия поляризационного микроскопа. Определение показателей преломления минералов при параллельных николях. Изучение оптических свойств минералов при скрещенных николях. Изучение других признаков минералов с использованием поляризационного микроскопа.

3.2. ФОРМЫ И РАЗМЕРЫ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ВЫРАБОТОК

Сечением выработки называют изображение на чертеже в определенном масштабе контура выработки, крепи, оборудования, путей, труб, полученное в пересечении выработки плоскостью. Если в качестве секущей принимают вертикальную плоскость, расположенную по продольной оси выработки, то сечение называют продольным, если перпендикулярно продольной оси - поперечным.

Различают поперечное сечение выработки в проходке - после выемки породы до установки крепи по контуру вмещающих пород, вчерне - по наружному контуру крепи и почве выработки, в свету - после крепления и настилки рельсового пути по внутреннему контуру крепи и верху балластного слоя, а при его отсутствии - по почве.

Форма поперечного сечения выработки зависит от свойств горных пород, величины и характера проявления горного давления, конструкции крепи, назначения, срока службы и способа проведения выработки.

Проведение выработок без крепления осуществляют обычно в скальных породах, крепких песчаниках и известняках. При этом широко применяют сводчатую форму поперечного сечения выработки. В весьма устойчивых породах применяют прямоугольную форму. В угольных шахтах обычно крепят все выработки. Формы поперечного сечения выработок приведены на рис. 3.1 (R - радиус цилиндра, г, r1 r 2, г3 - радиусы закруглений по контуру выработки, пунктир - контур обратного свода).

Прямоугольную, трапециевидную и полигональную формы используют преимущественно в горизонтальных выработках с деревянной, металлической и сборной железобетонной крепями. Сводчатую форму поперечного сечения принимают в выработках с арочной металлической или сборной железобетонной крепями, Сводчатую и подковообразную форму поперечного сечения применяют при проведении выработок в неустойчивых породах. В случае значительного всестороннего давле-

Таблица 3.2

Выработки	Минимальная площадь поперечного сечения в свету, м 2	Минимальная высота от почвы (головки рельсов) до крепи или размещенного оборудования, м
Главные откаточные и вентиляционные выработки, людские ходки, предназначенные для механизированной перевозки людей	6	1,9
Участковые вентиляционные, промежуточные, конвейерные и аккумулирующие штреки, участковые бремсберги и уклоны Участковые выработки, находящиеся в зоне влияния очистных работ, людские ходки, не предназначенные для механизированной перевозки людей
	3,7
Вентиляционные просеки, печи, косович- ники и другие выработки	1,5	Ограничена мощностью пласта

1 м, а также выработки, оборудованные монорельсовым транспортом. С противоположной стороны от прохода оставляют зазоры между транспортным оборудованием и крепью не менее 0,2 м в выработках с рельсовым транспортом и не менее 0,4 м в выработках с конвейерным транспортом. Таковы же зазоры между габаритами транспортных средств.

В наклонных выработках, оборудованных канатно-кресельными дорогами и конвейером, зазор между осью каната и конвейером должен быть не менее 1 м, а при использовании одной канатно-кресельной дороги зазор между крепью или выступающей частью оборудования и осью каната - не менее 0,6 м.

В двухпутных выработках околоствольных дворов или местах маневровых и погрузочно-разгрузочных работ, у стационарных погрузочных пунктов производительностью 100 т/сут и более, а также в однопутных околоствольных выработках клетевого ствола проходы для людей должны быть по 0,7 м с обеих сторон.

Минимальные значения площади поперечного сечения и высоты выработок различного назначения приведены в табл. 3.2.

Для введенных в эксплуатацию до 1986 г. выработок допускаются следующие минимальные площади поперечного сечения в свету: для главных откаточных и вентиляционных выработок, закрепленных деревянной, сборной железобетонной и металлической крепью, - 4,5 м2, для тех же выработок, закрепленных каменной, монолитной, железобетонной и гладкостенной сборной железобетонной крепью, - 4 м2 при высоте не менее 1,9 м от почвы (головки рельсов) до крепи или размещенного в выработке оборудования; для участковых вентиляционных, промежуточных и конвейерных штреков, людских ходков, участковых бремсбергов, уклонов -3,7 м2 при высоте не менее 1,8 м.

В горной промышленности применяют типовые сечения выработок. Выбор типового сечения основан на определении ширины выработки В (мм) на уровне верхней кромки подвижного транспортного состава:

B = m + k p a + (k p-1)р + n ,

Где т - зазор между крепью и подвижным составом, мм; kp - число рельсовых путей, принимают один или два; а - ширина подвижного состава, мм; р - зазор между контурами составов, мм; n - ширина свободного прохода для людей, мм.

Вертикальные стволы с круглой формой поперечного сечения имеют в свету диаметры от 5 до 8,5 м с интервалами 0,5 м. Диаметр стволов зависит от их назначения, производственной мощности шахты, габаритов подъемных сосудов и другого оборудования, размещенных в стволе. Величины зазоров в стволе регламентируются Правилами безопасности.

Выбранную площадь поперечного сечения выработки необходимо проверять на максимально допустимую скорость движения воздуха Ud (м/с):

Q/(60SCB ) < Ud ,

Где Q - расход воздуха по выработке, м3/мин; SCB - площадь поперечного сечения выработки в свету, м2.

Максимально допустимая скорость воздуха в горных выработках регламентируется Правилами безопасности. Она не должна превышать в стволах, предназначенных для спуска и подъема только грузов, 12 м/с, в стволах для спуска и подъема людей и грузов, квершлагах, главных откаточных и вентиляционных штреках, капитальных и панельных бремсбергах и уклонах 8 м/с, в прочих горных выработках, проведенных по углю и породе, 6 м/с, в призабойных пространствах очистных и тупиковых выработок 4 м/с. При превышении этих значений необходимо увеличивать площадь поперечного сечения выработок или уменьшать подачу воздуха по ним.

Введение

В период общего экономического склада и инфляций в стране обострились общегосударственные проблемы добычи каменного угля.

Уголь – это основной вид энергетического топлива, а также техническое сырье для коксования и использования в металлургической и химической промышленности для получения жидкого и газообразного топлива.

По запасам каменного угля Россия занимает одно из первых мест в мире, а Кузбасский угольный бассейн – первое место в России по добыче угля.

Перед трудящимися угольной промышленности поставлены задачи по неуклонному росту добычи угля при одновременном снижении его себестоимости, решение которых является непременным условием выживания в сегодняшних экономических условиях.

Для достижения поставленных целей угольная промышленность сосредотачивает свои усилия на следующих направлениях: постоянно работать над вопросами комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, которая создаёт предпосылки для выемки угля без постоянного присутствия людей в очистном забое, что способствует увеличению производительности труда и снижению себестоимости добытого угля.

Дальнейшее увеличение добычи угля тесно связано с темпом проведения подготовительных выработок. Необходимо шире и повсеместно применять системы автоматизированного управления производственными процессами в подготовительных забоях для своевременной и качественной подготовки очистного фронта. Выбор оптимальных технологических схем проведения выработок является непременным условием и высокопроизводительной и безопасной работы в подготовительных забоях, целью данного курсового проекта является разработка паспорта проведения и крепления вентиляционного штрека.

1 ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЛАСТА Бреевского

Глубина отработки пласта 350-490м.

Пласт сложного строения, состоит из3-х угольных пачек, разделенных породными прослоями мощностью от 0,04м до 0,25 м, представленных аргиллитом сильнотрещиноватым, слабой и средней мощности f= 2,5-Общая мощность пласта колеблется в пределах 2,1-2,15 м и при средней мощности 2,12 м.

В пласте встречаются включения «колчеданов», крепостью f= 7-8, вытянутой овальной формы размерами до 2х0,5х0,5, приуроченных к средней части угольного пласта.

Гипсометрия пласта волнистая. Угол падения пласта от 16 0 (у вентиляционного штрека №173) до 0 0 (у монтажной камеры №1732).

Природная газоносность пласта 8-13 м 3 /т.

Крепость угля f= 1,5-2, Сопротивление угля резанию 15 мПа.

По склонности пласта к самовозгоранию относится к III группе неопасных. Опасен по взрывчатости угольной пыли и газа метана.

Пласт представлен блестящим углем с преобладанием компонентов группы витринита. Верхний интервал основной кровли пласта представлен песчаником мелкозернистым, крепким, трещиноватым, мощностью до 12м, f= 6-7.

Нижний интервал основной кровли пласта на мощность до 4м представлен песчаником мелкозернистым, крепким f= 6-7 , аргиллитом слоистым трещиноватым мощностью до 2м, f= 3-4 с угольным прослоем в верхней части мощностью до 1 метра (пласт Надбреевский).

Первичный шаг обрушения основной кровли – 35-40 м отхода лавы от монтажной камеры, последующий – 8-12 м.

Непосредственная кровля пласта представлена аргиллитом темно-серым, слоистым средней крепости, трещиноватым, на мощность до 8 м, f= 3-4. Нижний предел непосредственной кровли на мощность 0,35-0,85 м с учетом «ложной» кровли представлен аргиллитом слабым с прослоями угля мощностью 0,05-0,2 м и склонным к сводчатому обрушению на полную мощность кровли.

Ложная кровля, представлена аргиллитом тёмно-серым, трещиноватым, на мощность 0,30-0,80 м f= 1,5-2.

Непосредственная почва пласта представлена алевролитом мелкозернистым, средней крепости, трещиноватым, мощностью до 8 м, f= 4.

Ложная почва, представлена аргиллитом светло-серым, крепостью f=2. Мощность ложной почвы изменяется от 0,08 до 0,15 м, при средней – 0,10 м. При намокании склонна к пучению.

В тектоническом отношении участок простой, однако не исключена возможность встречи мелкоамплитудных нарушений (до 1,5м).

2.Выбор формы поперечного сечения и типа крепи горной выработки.

В данном проекте рассматривается проведение конвейерной печи, которая предназначена для транспортирования горной массы и пропуска вентиляционной струи. Научным и практическим опытом установлено низкая эффективность арочных и стоечных крепей.

Эти виды крепей не несут предварительной нагрузки, не упрочняют свод выработки, трудоемки в установке, многозатратны, имеют по эффективности небольшую область применения. Более того, временной фактор снижает устойчивость крепи и заметно усложняет работу механизированных крепей при добыче.

В мировой практике широко применяют различные виды анкерных крепей, которые обеспечивают в различной степени упрочнение пород свода горной выработки, тем самым, исключая обрушение пород. Исходя из этого, принимаем анкерное крепление выработки, а форму поперечного сечения прямоугольную.

Определение размеров и площади сечения выработки.

В данном проекте рассматривается проведение вентиляционного штрека, который предназначен для транспортирования горной массы и пропуска вентиляционной струи

Площадь поперечного сечения штрека в свету определяется расчетом по допустимой скорости движения воздушной струи, габаритным размерам подвижного состава с учетом минимально допустимых зазоров, величины осадки крепи после воздействия горного давления. Различают площадь поперечного сечения выработки в свету - это площадь поперечного сечения внутри контура крепи выработки,- площадь поперечного сечения выработки в проходке - это площадь поперечного сечения выработки без учета крепи. Согласно требованиям ПБ минимальная площадь поперечного сечения конвейерного штрека - 6,0 м 2 , минимальная высота - 1,8 м.

Ширина выработки в свету на высоте 1,8 м определяется по формуле

В св = m + A 1 + n м

где: В св - ширина выработки в свету, м.;

A 1 - габарит контейнера монорельса, м

n - зазор между контейнером и крепью с ходовой стороны, м

m- зазор между контейнером и крепью с неходовой стороны, м

В св = 0,3+1,4+0,85=2,95 м

Рис. 1. Поперечное сечение выработки

По полученной ширине выработки принимаем типовое сечение в проходке S св = 13,9 м 2 , S прох = 14,0 м 2 .

Размеры типового сечения сводим в таблицу 2.6.1

Принятую площадь поперечного сечения выработки проверяем по максимально допустимой скорости движения воздуха по формуле:

V = Q/ 60*S св м/сек

где: V- скорость воздуха, проходящая по выработке, м/сек

Q- количество воздуха, проходящего по выработки, м 3 /мин.

V = 4000 /60*13,9= 926,66 м 3 /сек.

Полученная скорость движения воздуха удовлетворяет требованиям ПБ, V min = 0,25 м/сек. V max 4 м/с

Таблица 2.6.1 Размеры поперечного сечения штрека

Расчет крепи.

Выбор материала крепи

Выбор материала крепи производится исходя из назначения срока службы выработки, величины и направления гонного давления, формы поперечного сечения горной выработки, конструкции крепи, требований правил безопасности.

Крепёжные материалы должны удовлетворять следующим основным требованиям: обладать высокой прочностью, быть устойчивым с течением времени, иметь не высокую стоимость, быть не огнеопасными и т.д.

Деревянная рамная крепь применяется при сроке службы до 2 - 3 лет в устойчивых и средней устойчивости породах. Металлическая рамная крепь применяется при сроке службы до 10 - 15 лет в разных горногеологических и горнотехнических условиях.

Монолитная бетонная и железобетонная крепь применяется в капитальных выработках, а сборная железобетонная и тюбинговая крепь - в капитальных и других выработках с большим сроком службы и в разных горногеологических и горнотехнических условиях.

Так как срок службы вентиляционного штрека до трех лет,то в проекте принимаем анкерную крепь

Похожая информация.

Возможно, будет полезно почитать: