Курсовая работа: Сооружение горных выработок

Размещаем главный полевой транспортный штрек вне зоны влияния очистных работ.

Схема размещения выработки в массиве

Расчёт проявления горного давления, выбор параметров крепи, а также средств усиления производим в соответствии с [8] в следующей последовательности:

составляем расчётную схему

Исходные данные для расчёта:

2) Определяем расчётное сопротивление сжатию пород в массиве:

- среднее значение сопротивления пород одноосному сжатию. Расчетное сопротивление пород сжатию определяют с учетом вмещающих выработку слоев (пластов), залегающих на расстояниях от контура сечения выработки в кровле , в почве ( - ширина выработки, м), а в боках по высоте выработки (принимаем на основании расчётной схемы).

- коэффициент, учитывающий нарушенность массива пород. Значения определяют в зависимости от тектонической нарушенности места их расположения в соответствии с табл. 1 «Инструкции …», = 0.9

Сопротивление пород кровли

боковых пород

пород почвы

3) Определяем смещения пород кровли, боков и почвы на весь срок существования выработки

где - смещения пород кровли,почвы, боков, определяемое по графику (рис.2 «Графика для определения типового смещения пород»),

= 120 мм, = 370 мм, = 370 мм

- коэффициент влияния угла залегания пород и направления проходки выработки относительно напластования пород (табл.2 [8] = 1;

- коэффициент, характеризующий влияние направления смещения пород (табл.2 [8]) = 0,35;

- коэффициент влияния ширины выработки, определяется для кровли и по формуле

;

b - ширина и высота выработки в проходке, 5.2 м;

h- высота выработки в проходке, 3.65 м;

-коэффициент воздействия других выработок, ;

- коэффициент влияния времени на смещения пород, =1.0 (срок службы выработки - более 15 лет).

В соответствии с п.11 [8] рамную податливую крепь незамкнутой формы в горных выработках выбирают по величинам расчетных смещений пород кровли .

Для борьбы с пучением пород почвы используем метод подрывки почвы с помощью отбойного молотка.

3) определяем расчетную нагрузку на крепь по смещениям пород кровли

= 177,8 кН/м

где - нормативная удельная нагрузка, определяемая по табл. 4 [8] в зависимости от смещений пород и ширины выработки в проходке, = 57 кПа;

- коэффициент, который характеризует перегрузку и степень надежности, =1;

-коэффициент влияния способа проведения выработки, = 0.6 (комбайновый способ, таблица 5 [8] Н/Rср = 13,8).

4) выбираем плотность установки крепи главного полевого транспортного штрека

- сопротивление одной рамы крепи, = 320 кН( табл. 4 приложения к [8] планка ЗПК)

Паспортную плотность установки крепи принимают по ближайшему стандартному значению в соответсвии с п.15 [8]. Учитывая глубину проведения выработки и возможность переслаивания пород в кровле, принимаем плотность крепи при проведении главного полевого транспортного штрека =1 рам/м (шаг установки - 1 м). В местах, где осуществляется сопряжение главного полевого транспортного штрека с другими выработками и на 20 метровых участках, примыкающмх к нему, плотность установки крепи должна составлять 2 рамы/метр.

5) проверяем выбранную металлическую арочную крепь по податливости

где - коэффициент, выбираемый в зависимости от плотности установки рамной крепи (таблица 7 [8] ) ( при Р=178 кН/м)

Конструктивная поддатливость арочной крепи КМП - А3/13.3 - 400 мм

- условие выполняется

Окончательно принимаем трёхзвенную арочную металлическую крепь КМП - А3/13.3 из профиля СВП - 27 с плотность установки 1 рамы/метр (шаг установк - 1 м) и податливостью 400 мм.

Затяжку выработки будем осуществлять железобетонной затяжкой по всему контуру. Закрепное пространство заполняем отбитой горной массой с целью обеспечения более плотного контакта массива с крепью.

4. Выбор и обоснование комплекса проходческого оборудования и определение его параметров

Проведение выработок в настоящее время на шахтах Украины осуществляется комбайновым и буровзрывным способом. В соответсвии с руководящим нормативным документом угольной промышленности Украины [9] наиболее прогрессивным способом проведения выработок является комбайновый способ.

Комбайновая технология проведения подготовительных выработок по сравнению с буровзрывной, в сопоставимых горнотехнических условиях, обеспечивает наибольшую скорость проведения, прозводительность труда проходчиков и более безопасен. Кроме того, при комбайновом способе существенно повышается устойчивость горных выработок, так как связанность массива нарушается меньше, чем при буровзрывном способе.

Проведение главного полевого транспортного штрека осуществляется в аргиллите с коэффициентом крепости f=4 (прочность породы составляет 40 МПа), сечение выработки впроходке - 16,1 м2, угол наклона выработки - 0°.

Из стр. 28 [10] принимаем для проведения главного полевого транспортного штрека схему №1, которая предусматривает:

Отбойка и отгрузка горной массы - проходческий комбайн,

Отгрузка горной массы от комабйна в вагоны - ленточный перегружатель,

Транспортировка горной массы - вагоны ВГ - 3.3 с помощью электровозной откатки.

Исходя из параметров проводимой выработки, принимаем для ведения работ по отбойке и погрузки горной массы в подготовительном забое комбайн КСП- 32, отвечающий вышеуказанным условиям. Отгрузку горной массы с комбайна в вагоны ВГ - 3.3 осуществляем с попощью перегружателя КСП - 32.

Комбайн проходческий КСП-32 (33) - комбайн средней серии. Предназначен для механизированной отбойки и погрузки грозной массы при проведении горизонтальных и наклонных до ±12° выработок сечением от 10 м2 в свету до 33 м2 в проходке по углю и смешанному забою, с пределом прочности разрушаемых пород до 100МПа (f-8) в шахтах опасных по газу (метану) и угольной пыли.

Техническая характеристика комбайна КСП- 32

Техническая характеристика перегружателя КСП- 32

Для механизации крепления выработки принимаем подвесной крепеустановщик КМП - 8. Крепеустановщик КПМ - 8 предназначен для механизации возведения арочной металлической крепи при проведении выработок комбайном и буровзрывным способами и представляет собой гидроподъемник рычажно-параллелограммного типа, подвешенный на монорельс. Механизм подъема состоит из рычагов и тяг, соединенных в шарнирный четырехзвенник, обеспечивающий плоско-параллельное движение. Монорельс для крепления крепеустановщика КПМ - 8 также будет обеспечивать передвижку ленточного перегружателя КСП - 32.

Так как доставка оборудования и материалов при проведения выработки будет осуществляться в призабойное пространство с помощью рельсового транспорта, то механизацию вспомогательных работ проектом не предусматриваем.

Выбор технологической схемы сооружения выработки.

Основными параметрами, определяющими выбор наиболее целесообразной технологической схемы проведения выработки является скорость проведения выработки, затраты на проведение 1 м3 выработки, производительность труда проходчиков, уровень механизации проходческих операций, эффективность использования горнопроходческого оборудования и безопасность труда.

Исходя из горнотехнических параметров проведения главного транспортного штрека, принимаем из руководящего нормативного документа угольной промышленности Украины [9] модуль ПР-1 (с изменениями в части используемого борудования).

Область применения модуля ПР-1

Комплект оборудования:

Проходческий комбайн КСП - 32 - 1 ед.;

Ленточный перегружатель типа КСП - 32 - 1 ед.;

Крепеустановщик КМП - 8 - 1 ед.;

Вагонетки ВГ- 3.3 - по расчёту;

Вентилятор ВМ-6 (ВМЦ-8) - количество по расчёту;

Вентиляционный трубопровод обычный или телескопический (ТВТ).

Технико- экономические показатели модуля ПР-1

На основании учебного пособия стр. 365 - 370 [11] определяем производительность комбайна КСП - 32:

теоретическая

где Нс - средняя толщина разрушаемого слоя горного массива при перемещении исполнительного органа вдоль забоя, Нс = 1.1 м;

Вз- величина заглубления органа в массив, Вз = 1 м;

Vп - скорость перемещения, Vп = 1,74 м/с

техническая

где Кm- коэффициент готовности комбайна, Кm = 0,88ч0,91

эксплуатационная

где Кэ- коэффициент непрерывности работы, Кэ = 0,156

S- сечение выработки в проходке, S= 16,1 м2

5. Расчёт проветривания тупиковой выработки

роветривание должно обеспечить очистку забоя и всего тупикового участка выработки от газовыделений, газообразных продуктов и пыли, образующихся от ведения горнопроходческих работ, а также необходимые температуру и состав воздуха.

Проветривание тупиковой выработки осуществляется по принципу местного проветривания, когда воздух к забою подаётся по трубопроводу за счёт непрерывного работающего вентилятора местного проветривания (ВМП), установленного на свежей струе воздуха. Принимаем нагнетательный - всасывающий способ проветривания, при котором, наряду с подачей воздуха через гибкий тубопровод в подготовительный забой, используем пылеотсасывающую установку.

В этом случае в нагнетательном трубопроводе на расстоянии 3-5 м от пылеотсасывающей установки в сторону забоя устанавливается воздуховыпускной клапан, через который выпускается 65 - 70 % воздуха, поступающего в забой за счёт работы вентилятора пылеотсасывающей установки, располагаемой на расстоянии 30-50 м от забоя выработки.

Для исключения рециркуляции воздуха при проветривании подготовительного забоя, устанавливаем ВМП в 10 метрах от сопряжения с главным полевым транспортным штреком на свежей струе воздуха.