Министерство Высшего и среднего специального образования Республики Узбекистан

Навоийский государственный горный институт

Горно-металлургический факультет

Кафедра «Горное дело»

Курсовая работа

по предмету «Подземные горные работы»

Организация работ проходки рассечки

Навои 2000 г.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Наименование выработки Рассечка

Глубина заложения выработки м 200

Длина выработки м 50

Плотность вышележащей толщи, кг/куб.м 2500

Горные породы: селениты весьма плотные, мелкозернистые

плотность, кг/куб.м 2600

категория по буримости XVIII

коэффициент крепости 18

категория трещиноватости V

коэффициент Пуассона 0,22

Водоприток нет

Рекомендуется применить: скреперную доставку лебедкой 17ЛС-2СМ, транспортировка вагонеткой ВГ-1,0 и электровозом 4,5АРП2М:

Время на проходку 0,3 месяца

ПЛАН КУРСОВОГО ПРОЕКТА

1. Обоснование выбора комплекса основного проходческого оборудования

2. Оценка устойчивости пород на контуре сечения выработки, обоснование формы сечения и конструкции крепи, расчёт сечения выработки в свету

3. Расчёт прочных размеров крепи, составление паспорта крепления

4. Разработка паспорта буровзрывных работ

5. Разработка паспорта проветривания

6. Расчёт параметров процесса уборки и транспортировки породы

6.1 Технология уборки породы и производительность

6.2 Расчет локомотивной откатки

7. Обоснование и расчёт параметров вспомогательных процессов

8. Разработка графика цикличной организации работ

8.1 Планирование труда

8.2 Определение объема работ по проходческим операциям и расчет трудоемкости каждой операции

9. Составление таблицы технико-экономических показателей по проекту

1. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА КОМПЛЕКСА ОСНОВНОГО ПРОХОДЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Проходческие процессы проведения горных выработок делят на основные и вспомогательные.

Основными технологическими процессами являются разрушение и отбойка породы или полезного ископаемого от массива в забое, доставка, погрузка и транспортировка породы (полезного ископаемого) и возведение постоянной крепи. Они выполняются непосредственно в забое или вблизи него. Практика показывает, что для проходки геологоразведочных выработок, относительно небольшого сечения, целесообразно применять лёгкое, мобильное горнопроходческое оборудование. Выбор комплекта оборудования для проведения горизонтальной подземной горной выработки зависит от горнотехнических условий, объёмов работ и объективных возможностей предприятия по приобретению требующихся машин и механизмов.

РАССЕЧКА - горизонтальная подземная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность, проводима в толще полезного ископаемого вкрест простирания пласта.

Рекомендуемый способ отбойки пород по СНиП при коэффициенте крепости по шкале М.М. Протодьяконова – взрывание. Взрывная отбойка – отделение руды от массива с помощью зарядов расположенных в шпуре.

Шпур – горная выработка или полость длиной до 5м и диаметром от 36-72мм.

Исходя из горнотехнических условий задания (коэффициент крепости по шкале профессора Протодъяконова f =18), мы будем применять буровзрывной способ проведения выработки.

При проходке выработок бурение шпуров является одной из основных технологических операций проходческого цикла, во многом определяющей технико-экономические показатели проходки и безопасность ведения горных работ.

Бурение шпуров следует выполнять в строгом соответствии с паспортом буровзрывных работ. Шпуры в зависимости от назначения подразделяют на врубовые вспомогательные и оконтуривающие.

Диаметр шпуров, и, следовательно, буровой инструмент принимаем исходя из сравнения:

1. экономической и технической целесообразности бурения шпуров в проектируемой выработке небольшого сечения;

2. незначительного отклонения необходимого числа шпуров для обуривания забоя при бурении шпуров малым диаметром 32-43 мм;

3. скорости бурения шпуров средним диаметром 32-43 мм;

4. формы выпуска принятых патронированных ВВ,

а также оптимального соотношения диаметра шпура и патронов ВВ (учитывая то обстоятельство, что коронки и резцы при бурении изнашиваются не только по высоте, но и по диаметру):

.

Бурение шпуров будем производить пневматическими переносными перфораторами типа ПП-54 на распорных колонках ЛКР-У. Переключение подачи воздуха автоматическое, золотниковым устройством. Пуск перфоратора в работу производится рукояткой воздушного крана. Для снижения воздействия вибрации, работающий перфоратор снабжён виброгасящим устройством и глушителем шума. Перфораторы типа ПП серийно изготавливаются Ленинградским заводом «Пневматика».

Техническая характеристика перфоратора ПП-54В1

Глубина бурения, м – 4

Диаметр шпуров, мм - 40-46

Энергия удара поршня ударника, Дж - 55,5

Номинальное давление сжатого воздуха, МПа - 0,5

Число ударов в мин 2350

Удельный расход воздуха, (м³ /мин)/кВт 0,029

Масса с виброгасящим устройством и глушителем, кг 31,5

Крутящий момент, Н*м 29,43

Размеры хвостовика инструмента, мм 25х108

Длина перфоратора, мм 775

Техническая характеристика ЛКР-У

Направление бурения, град ±30

Высота обуриваемого забоя, м 1,8 – 2,6

Давление воздуха, кгс/см² – 5

Расход воздуха, м³ /мин – 0,8

Усилие подачи, кгс – 0 – 100

Ход подачи, мм – 1300

Максимальная глубина шпуров, м – 2,25

Усилие распора, кгс – 35-140

Масса колонки, кг – 30

Подбор наиболее эффективных ВВ можно осуществлять в соответствии с рекомендациями. Взрывчатые вещества, рекомендуемые к применению на проходческих работах, в условиях, не опасных по взрыву газа или пыли в породах : детонит М; аммонит «Скальный №1», аммонал «Скальный №3». Для нашего случая мы выбираем ВВ Детонит М в бумажной оболочке. Способ взрывания - электрогневой.

Техническая характеристика Детонит М

При проходке выработок малого сечения и небольшой протяженности применяют в основном скреперные установки. Для доставки породы от забоя до места погрузки применяем лебедку 17ЛС-2СМ и скрепер СГ-0,25

Техническая характеристика лебедки 17ЛС-2СМ

Техническая характеристика односекционного жесткого гребкового скрепера СГ-0,25

Выберем оборудование для погрузки и транспортировки породы. На сопряжении рассечки со штреком будет установлен полок. Через полок скреперуемая порода попадает сразу в вагонетки.

Для погрузки породы принимаем вагонетки ВГ-1,0

Техническая характеристика рудничной вагонетки ВГ – 1,0

Для откатки породы принимаем аккумуляторный электровоз 4,5АРП2М.

Техническая характеристика аккумуляторного электровоза 4,5АРП2М

В рассечке рельсовые пути не прокладываем, т.к. выработка проходится при помощи скреперной установки.

Рельсовые пути уложены по откаточной выработке (по штреку)

Тип рельса определяется округлённой до целого значения массой 1 м рельса. Промышленностью выпускаются рельсы с массой от 8 до 75 кг. Для откатки вагонеток вместимостью до 2 м³ применяются рельсы типа Р18 или Р24. В нашем случае мы будем применять рельсы Р24.

Техническая характеристика рельсов Р24

Друг с другом рельсы соединяют накладками с болтами или сваркой. Сваривают рельсы на путях со сроком службы не менее 5 лет. Рельсы укладывают на шпалы через прокладки, чем обеспечивается увеличение опорной поверхности рельсов. В нашем случае мы будем применять деревянные шпалы, сосновые, пропитанные антисептиком – фтористым натрием или хлористым цинком. Расстояние между осями шпал при электровозной откатке должно быть не более 0,7 м.

Балластный слой обеспечивает равномерную передачу нагрузки на нижнее основание, сглаживает неровности почвы выработки, динамические нагрузки на колёса и рельсы. Материалом для балласта служит щебень крепких и средней крепости пород с крупностью кусков 20 – 70 мм. Толщина балластного слоя под шпалой – не менее 100 мм, пространство между шпалами засыпают балластом на 2/3 толщины шпалы.

Размеры шпал

С одной стороны штрека на уровне балластного слоя настилается пешеходный трап для передвижения людей, с этой же стороны под трапом устраивается дренажная канавка. Размеры поперечного сечения канавки зависят от величины суммарного водопритока в выработку. В нашем случае в рассечке канавку не сооружаем, однако выработку проходим с небольшим уклоном, для отвода технологических вод.

2. ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ ПОРОД НА КОНТУРЕ СЕЧЕНИЯ ВЫРАБОТКИ, ОБОСНОВАНИЕ ФОРМЫ СЕЧЕНИЯ И КОНСТРУКЦИИ КРЕПИ, РАСЧЁТ СЕЧЕНИЯ ВЫРАБОТКИ В СВЕТУ

Форму поперечного сечения выработки выбирают в зависимости от свойств горных пород, величины горного давления и его проявления, типа и конструкции крепи, назначения и срока службы выработки, а также способа её проведения. При выборе формы поперечного сечения горной выработки необходимо руководствоваться следующими основными технико-экономическими требованиями: устойчивость породы на контуре сечения, максимум полезной площади сечения, экономичность и удобство эксплуатации. Необходимыми исходными данными для оценки устойчивости контура поперечного сечения являются:

f=18- коэффициент крепости пород по М.М. Протодьяконову;

р=2500 кг/куб.м- плотность вышележащей толщи пород;

Н=500- глубина заложения выработки;

m=0,22- коэффициент Пуассона.

До проведения выработки породный массив находится в равновесном состоянии. При проведении выработки равновесное состояние массива горных пород нарушается, поэтому необходимо рассчитать, прочностную характеристику горной породы.

Ориентировочно определяется прочностная характеристика горной породы – предел прочности на одноосное сжатие горных пород, по которым производится выработка:

s_СЖ = f*10⁷ = 18*10⁷

Вычисляется показатель устойчивости контура горной выработки:

П_У = (р*g*Н)/ s_СЖ =(2500*9,81*500)/(18*10⁷ ) = 0,068

Рекомендации по выбору крепи на основании параметра устойчивости П_у

На основании расчетного значения П_у выработка может проходиться с анкерной крепью по кровле

Для боков проектируемой горизонтальной выработки запас прочности рассчитаем по формуле:

n_б = (s_СЖ * К_С *К_∞ )/ (р*g*Н*К₁ ) = (18*10⁷ *2,0*0,9)/(2500*9,81*500*3,2) = 8,3

где, s_СЖ - предел прочности горных пород на одноосное сжатие;

К_С - коэффициент структурного ослабления пород, зависящий от степени трещиноватости;

К_∞ - коэффициент длительной прочности, учитывающий уменьшение прочности пород во времени при использовании выработок сравнительно непродолжительное время (до 3 лет);

К₁ =3,2- коэффициент концентрации напряжений в боках выработки.

Оценка запаса прочности пород в кровле выработки (причём на этом этапе оценок кровля выработки принимается плоской):

n_к = (s_СЖ * К_р *К_С *К_∞ )/ (р*g*Н*К₂ *λ) = (18*10⁷ *0,1*2,0*0,9)/(2500*9,81*500*1*0,282) = 9,4

s_СЖ - растягивающее напряжение, действующее по кровле в наиболее опасном сечении (середина пролета выработки);

К_р - коэффициент, учитывающий соотношение между пределами прочности породы на растяжение и сжатие;

- коэффициент концентрации напряжений в плоской кровле;

λ - коэффициент бокового давления (горизонтального распора) рассчитывается по значению коэффициента Пуассона:

λ = μ/ (1 – μ) = 0,22/(1-0,22) = 0,282

По расчётной оценке запаса прочности и принимаем прямоугольно-сводчатое сечение проектируемой выработки.

Вывод: проектируемая выработка проходится с прямоугольно-сводчатой формой поперечного сечения и анкерной крепью по кровле.

3. РАСЧЁТ СЕЧЕНИЯ ВЫРАБОТКИ В СВЕТУ

Размеры поперечного сечения горизонтальных горных выработок в свету зависят от её назначения и определяются, исходя из габаритов подвижного состава и располагаемого в выработке оборудования, обеспечение пропуска требуемого количества воздуха, зазоров между выступающими частями подвижного состава и крепью, предусмотренные Правилами безопасности и способа передвижения людей.

В нашем случае мы проектируем горизонтальную выработку прямоугольно-сводчатой формы с анкерной крепью по кровле.

Прямоугольно-сводчатые сечения используются при проходке выработок без крепи или с возведением облегчённых конструкций крепи. Высота свода в сечениях от 2 до 6,8 м² составляет ⅓. ширины выработки.

Площадь поперечного сечения в свету – это площадь по внутреннему контуру установленной в выработке крепи

Расчет сечения выработки

Ширина рассечки

b=b_c +2×c= 0,95+2∙0,3=1,55м

где b_c - ширина скрепера, м;

с- зазор между скрепером и боком выработки, м.

В выработке рассматриваемого типа хождение людей допускается только при неработающей скреперной установке. Таким образом, высота выработки в свету принимается минимальной, т.е. 1,8 м.

Высота свода

Высота рассечки по боку (до пяты свода):

1,8 – минимальная высота выработки по ПБ

Площадь поперечного сечения рассечки в свету:

По рассчитанной площади сечения в свету принимается ближайшее большее из стандартных сечений из табл. 2 (Учебное пособие «Проведение горизонтальных разведочных выработок и камер» Авторы В.И Несмотряев, В.А. Косьянов Москва 2001 г).

Принимается типовое сечение выработки ПС – 2,7

Основные размеры сечения выработки в свету:

Ширина выработки, мм - b = 1550 мм

Высота выработки до пяты свода, мм - h_б = 1320 мм

Высота выработки, мм - h = 1850 мм

Радиус осевой дуги


29-04-2015, 00:53