Материал: Расчет горной выработки

Расчет горной выработки

Оглавление

СОДЕРЖАНИЕ

. ВВЕДЕНИЕ

.1 Цели и задачи курсового проекта

.2 Исходные данные

.3 Характеристика данных

. ВЫБОР ФОРМЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ВЫРАБОТКИ

.1 Выбор формы поперечного сечения

.2 Выбор вагонеток

.3 Выбор электровоза

.4 Выбор клети

.5 Расчет площади поперечного сечения ствола в свету

. ВЫБОР И РАСЧЕТ КРЕПЛЕНИЯ ВЫРАБОТКИ

.1 Способы проходки стволов

.2 Выбор крепи

.3 Расчет диаметра и сечения ствола вчерне

. ВЗРЫВНАЯ ОТБОЙКА

.1 Выбор бурового оборудования

.2 Выбор взрывчатых веществ

.3 Выбор средств взрывания

.4 Заряжание взрывчатых веществ

.5 Выбор зарядной машины

.6 Расчет параметров БВР

. ВЫБОР СХЕМЫ И РАСЧЕТ ПРОВЕТРИВАНИЯ

.1 Количество воздуха подавляемого стволом для проветривания

.2 Выбор вентилятора

. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПОГРЗКИ И ДОСТАВКИ

.1 Цикличность работ связанных с погрузкой и доставкой

.2 Выбор проходческой бадьи

. РАСЧЁТ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ПРОХОДЧЕСКОГО ЦИКЛА

.1 Время бурения шпуров

.2 Время на заряжание и взрывание

.3 Время на погрузку пород пневмопогрузчиками в бадью

.4 Время на подъем и разгрузку бадьи

.5 Время на крепление выработки монолитным бетоном:

.6 Суммарные трудовые затраты

.7 Комплексная норма выработки

.8 Скорость подвигания забоя за сутки

. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ

. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ

. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. ВВЕДЕНИЕ

1.1 Цели и задачи курсового проекта

Как бы ни сложилась в дальнейшем наша судьба и профессиональная карьера, в будущем от нас потребуется, как минимум, уметь выявлять и точно формулировать проблемы, грамотно их решать и внятно излагать свои выводы (например, в аналитических записках, которые попросить писать наше начальство). Научиться этому можно. Добросовестно выполняя курсовые работы.

Цели курсовой работы:

·        Собрать подходящий материал по заданной теме

·        Отсортировать и логически систематизировать собранный материал

·        Написать понятный текст и, произвести расчет, основываясь на свои исходные данные, с соблюдением общих принятых правил и стандартов оформления

·        Нужно кратко и уверенно изложить полученные результаты и ответить на уточняющие вопросы в присутствии большого числа людей

Задачи курсовой работы:

·        Закрепление; расширение; углубление полученных знаний.

Выполнение курсовой работы по дисциплине «горное дело» служит завершающим этапом в изучении данной дисциплины.

1.2 Исходные данные

Исходные данные для выполнения курсового проекта приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1. Исходные данные

1.3 Характеристика данных

Вентиляционно - клетьевой ствол - вертикальная капитальная горная выработка, имеющая непосредственный выход на земную поверхность и предназначенная для обслуживания подземных горных работ. Через стволы поднимают полезные ископаемые, породу, материалы, оборудование, людей и осуществляют проветривание шахты.

Верхняя часть ствола, выходящая на земную поверхность, называется устьем; нижняя (ниже горизонта околоствольного двора) - зумпфом. Поперечное сечение шахтных стволов бывает круглым, иногда - прямоугольным, реже - эллиптическим. Диаметр вертикальных стволов достигает 9 м, глубина 3-3,5 км. Стенки стволов закрепляют бетоном, железобетоном и металлическими или железобетонными тюбингами; в крепких устойчивых породах - набрызг-бетоном. Армировка ствола включает обычно металлические горизонтальные элементы (расстрелы) и вертикальные элементы (проводники), обеспечивающие плавное движение скипов и клетей. Сооружают стволы с помощью буровзрывных работ, бурильных установок и стволопроходческих агрегатов.

Буримость горной породы - способность горной породы сопротивляться проникновению в неё бурового инструмента, или интенсивность образования в породе шпура (скважины) под действием усилий, возникающих при бурении. Буримость породы характеризуют скорость бурения (мм/мин), реже - продолжительность бурения 1 м шпура (мин/м).

Для различных способов бурения разработаны и применяются следующие классификации:

·        для вращательного механического бурения с XII категориями пород по буримости;

·        для шнекового бурения с VI категориями;

·        для ударно-канатного бурения при разведке россыпных месторождений с VI категориями;

·        для ударно-канатного бурения (исключая разведку россыпных месторождений) с VII категориями;

Совокупность трещин, разбивающих массивы пород, называют трещиноватостью горных пород. Степень трещиноватости вместе с другими тектоническими нарушениями характеризует структуру массива пород, ее пространственную неоднородность и анизотропность свойств, влияет на прочность и устойчивость пород (деформируемость, водопроницаемость, влагоемкость, сейсмостойкость, твердость, буримость). Классификация пород по трещиноватости представлены в таблице 1.2.

Критерием количественной оценки степени трещиноватости выбирают следующие 3 вида показателей, учитывающих размеры и густоту трещин:

·        линейные (количество и размеры трещин на единицу длины обнажения, горной выработки, скважины);

·        распределенные по площади (количество, размеры и раскрытость трещин на единицу площади);

·        объемные (количество, площадь стенок и объем трещин на единицу объема породы)

Таблица 1.2. Классификация пород по трещиноватости

ствол буровой взрывчатый погрузка

Падение пласта - наибольший наклон пласта (слоя, жилы и др.), определяемый относительно горизонтальной плоскости (угол падения) и меридиана местности (азимут падения). Вместе с простиранием пласта составляет элементы залегания геологических тел и структурных поверхностей

Шкала Протодьяконова - шкала коэффициента крепости горной породы. Разработана в начале XX в. Протодьяконовым М.М. Является одной из первых классификаций пород. Основывается на измерении трудоемкости их разрушения при добывании.

. ВЫБОР ФОРМЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ВЫРАБОТКИ

2.1 Выбор формы поперечного сечения

На основании исходных данных (крепость породы, глубина разработки, и т.д.) выбрали круглую форму выработки.

Расчет будет производиться исходя из выбранного оборудования, которое будет применяться при эксплуатации данной выработки.

2.2 Выбор вагонеток

Для выбора вагонеток воспользуемся таблицей 2.1. Выбор электровозов и вагонеток.

Таблица 2.1. Выбор электровозов и вагонеток

По данной таблице выбрали вагонетки типа ВГ - 5,5 (2,2).

Вагонетки шахтные грузовые с глухим неопрокидным кузовом типа ВГ могут применяться на всех предприятиях горнодобывающей промышленности для транспортирования полезных ископаемых с насыпной плотностью не более 2,5 т/м³ по горизонтальным подземным выработкам и на промплощадках. Радиус закругления рельсовых путей не менее 15 м (для вагонеток ВГ 1,3 и ВГ 5,5 (2,2) - не менее 12 м). Разгрузка вагонеток осуществляется круговыми опрокидывателями без расцепления состава. У всех типоразмеров вагонеток увеличен срок эксплуатации колесных пар за счет того, что расточка отверстий под роликоподшипники выполняется с одной установки (отклонения от соосности не превышают 0,02 мм), что исключает биение колес, а глубина прокаливания обода колес достигает 8 мм. Вагонетки ВГ 5,5 (2,2) и ВГ 4,5А состоят из кузова, рамы, колесных пар и буферных устройств со звеньевой сцепкой. По требованию заказчика вагонетки могут оборудоваться автосцепками. Прямоугольный кузов вагонеток сварен из низколегированной листовой

стали и обвязочных угольников. Рама вагонеток служит для крепления на ней кузова, резиновых амортизаторов, колесных пар и буферно-сцепных устройств. Срок службы всех типоразмеров вагонеток - 6,5 лет.

Технические характеристики:

·        Геометрическая емкость кузова, м³, не более 2,2+0,1

·        Грузоподъемность 5,5тонн

·        Колея 600; 750 мм

·        Диаметр колеса по ободу катания 400 мм

·        Тип сцепки - звеньевая вращающаяся

·        Высота оси сцепки от уровня головки рельса 365 мм

·        Жесткая база (расстояние между осями колесных пар) 1000 мм

·        Габаритные размеры, мм, не более:

-       длина по буферам 2775 мм

-       длина по автосцепкам 2925 мм

-       ширина 1200 мм

-       высота от уровня головки рельса 1300 мм

·        Масса загружаемых кусков не более 150 кг

·        Масса вагонетки 1850 кг

2.3 Выбор электровоза

По сцепному весу электровоза (таблица 2.1) выбираем электровоз К14М

Электровоз контактный рудничный «К14М» предназначен для транспортирования составов по подземным выработкам шахт и рудников с уклоном до 0,005 и радиусами закругления рельсовых путей не менее 18 метров, в которых действующими правилами безопасности разрешена эксплуатация контактных электровозов.

Техническая характеристика электровоза К14М

·        Ширина колеи 900 мм

·        Высота по кабине 1650 мм

·        Ширина по раме 1350 мм

·        Длина по раме (буферам), 4700 (5100) мм

·        Жесткая база 1700 мм

·        Клиренс 90 мм

·        Диаметр по круга катания 680 мм

·        Напряжение питающей сети 250В

·        Суммарная мощность электродвигателей в часовом режиме 90 кВт

·        Скорость в часовом режиме 10,8 км/час

·        Сила тяги в часовом режиме 25 кН

·        Масса электровоза 14,0 т

2.4 Выбор клети

В стволе будет использоваться клеть L=4,5м с противовесом. Клеть имеет грузоподъемность равную 10т. D = 6,5 м, где D - диаметр ствола в свету.

2.5 Расчет площади поперечного сечения ствола в свету

Находим сечение ствола в свету по формуле:

S_св,

где π=3,14, D-диаметр в свету, м.

3. ВЫБОР И РАСЧЕТ КРЕПЛЕНИЯ ВЫРАБОТКИ

3.1 Способы проходки стволов

При совмещённой схеме (самая рациональная схема) крепь возводят почти до самого забоя сразу за погрузкой породы на величину ухода забоя за цикл (2-5 м), скорость проходки с использованием щита-оболочки в среднеустойчивых породах 80-100 пм/мес. Если породы недостаточно устойчивы, тогда до возведения постоянной крепи ствол укрепляют временной крепью, например, из металлических колец, состоящих из 4-8 отдельных сегментов.

3.2 Выбор крепи

В стволах круглой формы поперечного сечения при значительной толщине горного давления и при условии равномерного его распределения по периметру сечения возводят каменную крепь.

Конструкция крепи представляет собой сплошную оболочку ограждающие породные стенки ствола от обрушения. Контур крепи соответствует форме поперечного сечения ствола. В зависимости от применяемого вида камня различают бетонитовую и кирпичную крепь. Толщина крепи применяется в зависимости от горного давления и прочности кладки. Толщина бетонитовой крепи 20-40 см, толщина бетонной забутовки 15-20 см. Бетониты укладывают на цементном растворе горизонтальными рядами с перевязкой вертикальных швов. Пустоты за крепью заполняют бетоном, который связывает камни с боковыми породами.

3.3 Расчет диаметра и сечения ствола вчерне

Полная толщина крепи B_кр равна 35 см, она получилась из суммы ширины бетонной забутовки и ширины самой крепи. Далее рассчитываем по формуле диаметр поперечного сечения вчернее:

,

где D_св - диаметр ствола в свету;

B_кр - ширина крепи.

Далее находим сечение ствола вчернее по следующей формуле:

где π=3,14, D_вч - диаметр ствола вчерне.

4. ВЗРЫВНАЯ ОТБОЙКА

4.1 Выбор бурового оборудования

Исходя из условий применения и исходных данных выбираем проходческий комплекс КС - 7, ниже приведены его технические характеристики:

·        Диаметр ствола в свету: 4,5 - 8 м

·        Глубина ствола: до 300 метров

·        Бурильная установка, перфоратор: БУКС-1м

·        Число установок: 1

·        Погрузочная машина: «Погрузчик»

·        Вместимость бадьи: 2 - 2,5 - 3 м³

·        Схема проходки ствола: Совмещенная

·        Вождение грейфера: Механизированное

·        Емкость грейфера: 0,4 м³

Техническая характеристика грейферов:

·        Емкость: 0,4 м³

·        Число лопастей: 6

·        Машинная производительность на погрузке разрушенной породы: 40м³/ч

Машины стволовые погрузочные предназначены для механизации процесса погрузки взорванной породы в подъемные сосуды при проходке вертикальных стволов шахт.

Погрузочная машина "Погрузчик". Разработана институтом ЦНИИПодземмаш и предназначена для погрузки взорванной породы в бадьи при проходке и углубке стволов диаметром 4,5 - 8 м и глубиной до 300 м. Машина перемещается в вертикальной плоскости для подготовки к операции погрузки или подъема ее перед взрывными работами лебедкой на канате. При погрузке фиксируется к опалубке или крепи ствола специальными конструктивно предусмотренными фиксаторами.

Машины используются в сочетании с различными комплексами проходческого оборудования, применяемыми в угольной, горнорудной и сланцевой промышленности при проходке стволов буровзрывным способом. По желанию заказчика они комплектуются навесной бурильной установкой БУКС-1У5, позволяющей механизировать такую трудоемкую операцию технологического цикла проходки, как бурение шпуров. Имеется также возможность оснащения машин гидроприводом.

Глубина стволов, проходимых машинами, не ограничена, так как они подвешиваются непосредственно к проходческому полку.

Машины рассчитаны на широкое применение в шахтном строительстве как средство повышения средних темпов проходки до 100-120 м в месяц.

Монтаж одногрейферной машины выполняется за 15-20 ч, демонтаж за 8-10 ч.

Погрузочные машины можно эффективно использовать при различных способах проходки, но основным является совмещенный способ проходки с крепью из монолитного бетона, возводимой из забоя ствола. Возможно также применение параллельного способа проходки в крепких породах средней крепости. В этом случае постоянное крепление возводится с проходческого полка из монолитного бетона.