Горно-подготовительные работы - Проект горнодобывающего предприятия, разрабатывающего железорудное месторождение подземным способом

Расчет размеров поперечного сечения выработки

Определим размеры с однопутевой выработки на прямолинейном участке. Транспортирование горной массы осуществляется контактным электровозом типа 14КР-2 (ширина а = 1350 мм, высота h = 1650 мм, ширина колеи 750 мм); вагонетки УВГ-4,0 (ширина 1200 мм, высота 1300 мм).

Высота подвески контактного провода hКп = 2200 мм. Для укладки принимаем рельсы Р-33 (т. к. объем вагонетки более 2 м3), тогда высота от почвы выработки до головки рельсов hВ = 390 мм; высота балластного слоя hБ = 200 мм; высота от балластного слоя до головки рельсов hА = 190 мм.

Размеры поперечного сечения выработки зависят от ее назначения и определяются на основе габаритов подвижного состава с учетом необходимых зазоров, предусмотренных ПТБ. Зазор между стенкой и габаритом подвижного состава m = 1000 мм; зазор для прохода людей n = 1000 мм (с учетом навески труб).

Принимаем прямоугольно-сводчатую форму выработки и расчет производим по габаритам электровоза типа 14КР-2.

    1. Высота стенки выработки:
      - от балласта

H2 = h1 + hА = 1800 + 190 = 1990 мм; (2.6.1)

- от почвы

H3 = hБ + h2 = 200 + 1990 = 2190 мм. (2.6.2)

    2. Ширина выработки:
      - в свету

B = m + а + n = 1000 + 1350 + 1000 = 3350 мм; (2.6.3)

- вчерне

B1 = B + 2 - б = 3350 + 2 - 50 = 3450 мм. (2.6.4)

3. Высота свода при f 12:

(2.6.5)

4. Радиусы осевой и боковой дуг в свету:

R = 0,905 - B = 0,905 - 3350 = 3032 мм; (2.6.6)

R = 0,173 - B = 0,107 - 3350 = 580 мм. (2.6.7)

    5. Площадь поперечного сечения выработки:
      - в свету

SСв = B - (h3+ 0,175B) = 3350 - (2190 + 0,175 - 3350) = 9,3 м2; (2.6.8)

- вчерне

SВч = B1 - (h3 + 0,175B1) = 3450 - (2190 + 0,175 - 3450) = 9,64 м2 (2.6.9)

6. Высота выработки в проходке

H0 = h3 + h0 + б = 2190 + 838 + 50 = 3078 мм (2.6.10)

7. Проверим площадь сечения выработки в свету на допустимую скорость движения воздуха (в выработку поступает воздух в количестве Q = 15 м3/с).

8 м/с (2.6.11)

- скорость допустимая.

Расчет физико-механических свойств пород и напряженного состояния в массиве

Расчетные данные.

    - плотность руды = 3,4 т/м3; - кофф. структурного ослабления пород за счет трещиноватости

КС = 0,4;

    - кофф. Пуассона = 0,25; - кофф. крепости по шкале М. М. Протодьяконова f = 18; - кофф. длительной прочности = 0,9; 1. Пределы прочности образцов горных пород:
      - на сжатие

Сж = 10 - f = 10 - 18 = 180 МПа; (2.6.12)

- на растяжение

Р = 0,1 - Сж = 0,1 - 180 = 18 МПа; (2.6.13)

- при точечном растяжении

Т = 0,045 - Сж = 0,045 - 180 = 8,1 МПа. (2.6.14)

    2. Пределы прочности массива:
      - на сжатие

RСж = Сж - КС - = 180 - 0,9 - 0,4 = 64,8 МПа; (2.6.15)

- на растяжение

RР = 0,1 - RСж = 0,1 - 64,8 = 6,48 МПа; (2.6.16)

- при точечном растяжении

Rт = 0,045 - Rсж = 0,045 - 64,8 = 2,92 МПа (2.6.17)

3. Коэффициент и угол внутреннего трения:

FТр = tg = (2.6.18)

= arctg 0,818 = 39,3.

    4. Удельная энергоемкость разрушения образца:
      - на сжатие

UСж = 10 - f = 10 - 18 = 180 МДж/м3; (2.6.19)

- на растяжение

UР = 18 МДж/м3;

- при точечном растяжении

UТ = 8,1 МДж/м3.

    5. Удельная энергоемкость разрушения массива:
      - на сжатие

UСм = (UСж - КТ + UГ) = 180 - 1 + 8,33 = 188,3 МДж/м3, (2.6.20)

Где, UГ = - g - H = 3400 - 9,8 - 250 = 8,33 МДж/м3;

- на растяжение

UРм = 18,8 МДж/м3;

- при точечном растяжении

UТм= 8,47 МДж/м3.

    6. Напряженное состояние массива как упругой среды:
      - вертикальные сжимающие напряжения на горизонтальной площадке

Z = - g - H = 3400 - 9,8 - 250 = 8,33 МПа; (2.6.21)

- горизонтальные сжимающие напряжения на вертикальной площадке

Х = Y = 1 - Z = 0,33 - 8,33 = 2,78 МПа, (2.6.22)

Где, 1 = - коэфф. бокового распора. (2.6.23)

    7. Напряжения на контуре незакрепленной выработки:
      - сжимающие в боках

Мах = К1 - Z = 2 - 8,33 = 16,6 МПа; (2.6.24)

- растягивающие в кровле

Min = К2 - Х=0,4 - 2,78 = 1,1 МПа, (2.6.25)

Где, К1 и К2 - коэффициент концентрации напряжений.

    8. Запасы прочности массива:
      - в кровле

NК = (2.6.26)

- в боках

NБ = (2.6.27)

    1 nК 4 1 nБ 4

По данным проф. В. К. Шехурдина определяем, что кровля и бока достаточно устойчивы и выработку можно проходить без крепления, но т. к. она проходится на срок более 3-х лет, для предотвращения вывалов породы кровлю крепят анкерами под металлическую сетку. Число анкеров принимаем три штуки по сетке 1 х 1 м. Длина анкера LА = 1,3 м.

Расчет сменной эксплуатационной производительности бурильной установки

При проведении горизонтальных горных выработок на шахте им. Губкина применяются переносные бурильные установки типа УПБ - 1А.

В данном дипломном проекте предлагается перейти на более современное, самоходное бурильное оборудование.

Для бурения шпуров в забое выбираем бурильную установку типа СБКН-2М с 2-мя бурильными головками ПК - 60А. Энергия удара А = 90,2 Дж, частота удара N = 46,7 Гц., qВ = 9,5 м3/мин, диаметр шпура dШ = 43 мм.

    - продолжительность смены Т = 432 мин; - подготовительно-заключительные операции tПЗ = 35 мин; - обслуживание tОБ = 35 мин; - личное время tЛ = 10 мин; - вспомогательное tВ = 0,55 мин/м; 1. Скорость бурения:

(2.6.28)

2. Сменная эксплуатационная производительность:

(2.6.29)

Похожие статьи




Горно-подготовительные работы - Проект горнодобывающего предприятия, разрабатывающего железорудное месторождение подземным способом

Предыдущая | Следующая