Строительство вертикальных выработок
Выбор технической схемы строительства ствола и варианта его оснащения. Расчет устойчивости пород и нагрузок на крепь, выбор типа и расчет крепи. Параметры буровзрывных работ. Буровое оборудование и определение производительности и времени бурения шпуров.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.02.2014 |
| Размер файла | 208,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования Российской Федерации МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет РПМ
Кафедра строительства подземных сооружений и шахт
Курсовой проект
на тему:
"Строительство вертикальных выработок"
Выполнили:
ст. группы СП-1-06
Нгуен К.Х.
Проверил:
проф. Франкевич Г.С.
Москва 2010
Оглавление
- 1. Выбор технической схемы строительства ствола и варианта его оснащения
- 2. Расчет устойчивости пород и нагрузок на крепь, выбор типа и расчет крепи
- 2.1 Расчет устойчивости породы
- 2.2 Расчет крепи ствола
- 3. Расчет параметров буровзрывных работ
- 3.1 Выбор взрывчатого вещества и средств взрывания
- 3.2 Определение диаметра шпура и конструкции заряда
- 3.3 Удельный расход ВВ
- 3.4 Определение количества шпуров
- 3.5 Схема расположения шпуров в забое ствола
- 3.6 Определение общего количество ВВ на цикл Q и массы заряда в шпурах qш.
- 4. Выбор бурового оборудования и определение производительности и времени бурения шпуров
- 5. Расчет количества воздуха для проветривания ствола и выбор вентиляционной установки
- 6. Расчет производительности и времени погрузки породы
- 7. Расчет производительности проходческого подъема
- 8. Расчет трудоемкости работ проходческого цикла и разработка графика организации работ
1. Выбор технической схемы строительства ствола и варианта его оснащения
Учитывая значительную глубину проектируемого ствола (Н=750м) и небольшую среднюю крепость пересекаемых пород (f=4), наиболее целесообразно в этом случае использование совмещенной технологической схемы. Последовательная схема в данных горно-геологических условиях не применяется, а применение параллельно-щитовой технологической схемы затруднено незначительной прочностью и трещиноватостью вмещающих ствол пород, что может привести к заклиниванию щита-оболочки и его повреждению.
Строительство башенного копра проектом не предусматривается. Проектируемый вспомогательный ствол служит в основном для целей улучшения проветривания шахты, а также выдачи породы, спуска-подъема людей, оборудования и материалов. Поэтому для его быстрого оснащения к проходке целесообразно использовать модифицированную схему V, позволяющую значительно сократить время на оснащение ствола до 6 месяцев.
Первоначально ствол проходится с использованием проходческого шахтного копра и передвижной подъемной машины МПП-9, которая позволяет осуществлять проходку ствола до глубины 370 м с погрузкой породы в бадьи емкостью до .
В это же время на поверхности монтируется постоянная подъемная машина и начиная с глубины 370 м и до конечной глубины ствола 750 м проходка ствола осуществляется с ее помощью. При этом передвижная проходческая машина демонтируется и проходческий копер переоборудуется.
2. Расчет устойчивости пород и нагрузок на крепь, выбор типа и расчет крепи
2.1 Расчет устойчивости породы
,
В зависимости от полученной категории устойчивости выбирается конструкция крепи вертикальных стволов. В породах I, II и III категорий устойчивости в стволах с жесткой армировкой для протяженных участков ствола вне зоны влияния очистных работ и водоносных горизонтов применяется монолитная бетонная крепь из бетонов классов В15, В20 и В25. Так как С>3 - категория устойчивости II (среднеустойчивые), то расчет крепи ствола производится следующим образом.
2.2 Расчет крепи ствола
- нормативное давление горных пород на крепь. При
Определяем соотношение
,
следовательно, необходимо определить давление подземных вод по формуле:
Отсюда расчетное горизонтальное давление:
Общее давление на крепь ствола:
Толщина бетонной крепи класса В20 составит:
Принимаем
Проверим остаточный водоприток в ствол в результате возможной фильтрации воды через бетонную крепь
Полученная толщина крепи позволяет определить размеры проектируемого ствола вчерне и проходке.
шпур бурение строительство порода
3. Расчет параметров буровзрывных работ
3.1 Выбор взрывчатого вещества и средств взрывания
Пылегазовый режим шахты II, а коэффициент крепости пород равен: , то взрывчатое вещество принимаем IV класса - Аммонит T-19. За средство взрывания принимаем электродетонаторы ЭД-8ПМ - для врубовых шпуров и ЭДКЗ-ПМ-15 - для отбойных и оконтуривающих шпуров с интервалом замедления 15 мс.
3.2 Определение диаметра шпура и конструкции заряда
Оценивая преимущества и недостатки шпуров разного диаметра, выбираем наиболее оптимальный диаметр: , а диаметр шпура . При проходке ствола будем принимать колонковую конструкцию заряда, патрон боевик располагается первым от устья ствола. Т.к. диаметр патрона 36 мм, то масса ВВ в патроне составляет 3,0 Н, ориентировочная длинна 210 мм.
Отношение длины заряд к длине шпура :
3.3 Удельный расход ВВ
, кг/м3
где q1 - коэффициент взрываемости горной породы;
- коэффициент структуры породы; , - коэффициент зажима породы при взрывании;
Sвч - сечение выработки вчерне, м2
м, Sвч = 41,8 м2,
- коэффициент работоспособности ВВ;
А - работоспособность применяемого ВВ
А = 280 см3,
- коэффициент, учитывающий диаметр патрона ВВ;
, кг/м3
Принимаем среднее значение исходя из результатов расчета и табличных значений (по таб. 4.5) и по таб. 4.6 q=0,9 кг/м3
кг/м3, кг/м3
3.4 Определение количества шпуров
, шт
где - удельный расход ВВ, кг/м3
Sвч - площадь сечения ствола вчерне, м2
- диаметр патрона ВВ, м
- плотность ВВ в патронах, кг/м3
- коэффициент заполнения шпура
- коэффициент плотности ВВ в шпурах при заряжании
, , ,
шпуров
Т.к. диаметр ствола в чернее 7,3 м и количество шпуров 85 шт., то по табличным данным число окружностей получается равным 4. Так как для бурения шпуров предполагается использовать бурильную установку БУКС-1 м, принимаем глубину шпуров . Количество шпуров по их типам, диаметры окружностей, на которых располагаются шпуры, количество шпуров на каждой окружности и расстояния между шпурами определим на основании табл. 4.10. Расчет ведем в табличной форме, и его результаты заносим в таблицу:
Таблица
|
Тип шпуров |
Диаметры окружностей, м |
Расстояние между окружностями, м |
Количество шпуров в окружности, шт. |
Расстояние между шпурами, м |
|
|
Врубовые |
3,9 - 2,5 = 1,4 |
||||
|
Отбойные |
|||||
|
5,1 - 3,9 = 1,2 |
|||||
|
Отбойные |
|||||
|
6,8 - 5,1 = 1,7 |
|||||
|
Оконтури-вающие |
Фактическое количество шпуров N = 90 несколько больше полученного по расчету.
3.5 Схема расположения шпуров в забое ствола
Принимаем расположение шпуров по 4 окружностям. На первой, внутренней, будут располагаться врубовые шпуры, на второй и третьей - отбойные, на четвертой, внешней, окружности - оконтуривающие шпуры. Применяем призматический вруб, так как породы средней крепости .
3.6 Определение общего количество ВВ на цикл Q и массы заряда в шпурах qш.
Общий расход ВВ на цикл определяется по формуле:
кг
Средняя масса заряда каждого шпура составляет:
кг
Фактическая величина шпуров принимается:
врубовые кг
обойные кг
оконтуривающие кг
Определим массы заряда и числа патронов в шпуре по их типам:
Таблица
|
Тип шпуров |
Масса заряда в шпуре, кг |
Количество патронов в шпуре, шт. |
Фактическая масса заряда в шпуре, кг |
Фактический коэффициент заполнения шпура, |
|
|
Врубовые |
|||||
|
Отбойные |
|||||
|
Оконтури-вающие |
где - масса одного патрона ВВ, кг;
- длина одного патрона, м.
Отсюда:
кг,
кг,
Фактический расход ВВ на цикл составляет:
кг
Фактический удельный расход ВВ составляет:
кг/м3
Удельное количество шпуров на 1 м2 площади забоя ствола составляет:
4. Выбор бурового оборудования и определение производительности и времени бурения шпуров
Исходя из диаметра ствола в свету 7,3 м, глубины шпуров м и крепости пород f=4 по табл.5.1 можно выбрать несколько бурильных установок для бурения шпуров. Выбираем БУКС-1у2М. для погрузки породы предполагается использование погрузочной машины 2КС-1МА. Поэтому принимаем две установки БУКС-1у2М.
Производительность бурения шпуров по формуле:
(5.3)
=0,7 - коэффициент одновременности работы бурильных машин
=0,8 - коэффициент надежности установки
- число бурильных машин в установке
Количество перфораторов , одновременно работающих в забое, определяется из выражения:
, (5.1)
где - площадь забоя на один перфоратор (принимается 4-5м2 при обычной проходке ствола и 1,5 - 2м2 - при скоростной проходке);
;
- площадь поперечного сечения вчерне.
Каждый перфоратор обслуживает один человек. На каждые 3 - 4 рабочих перфоратора предусматривается один резервный. Средний расход воздуха на один перфоратор 3,5 - 4,0м3 /мин.
шт.
=3 мин - время вспомогательных работ при бурении 1м шпура
- механическая скорость бурения шпура диаметром 46 - 52 мм
При f=6 = 1м/мин
При бурении шпуров диаметром 40 - 43мм скорость бурения увеличивается на 20 - 25%. Общее время бурения шпуров с учетом подготовительно-заключительных работ:
, (5.4)
где - число шпуров;
- глубина шпуров, м;
- производительность бурения, м/ч;
- время подготовительно-заключительных работ (40 - 60 мин для бурильных установок и 25 - 30 мин для ручных перфораторов);
.
Время на бурение шпуров составит (формула (5.4)):
.
После бурения шпуров приступают к их заряжанию ВВ. Шпуры заряжают взрывники и проходчики, имеющие "Единую книжку взрывника". Число проходчиков, участвующих в заряжании шпуров, определяют из расчета 7-10 м2 площади забоя ствола вчерне на одного проходчика.
Продолжительность заряжания одного шпура составляет в среднем 6-8 мин. Время заряжания одного шпура патронами диаметром 40 мм, включая забойку шпура гранулированным шлаком, монтаж электросети и ее проверку можно определить по эмпирической зависимости:
, мин. (5.5)
Время заряжания одного шпура:
.
Количество проходчиков занятых на заряжании, определяется по формуле:
, чел,
где - площадь поперечного сечения вчерне;
- диаметр ствола в свету.
Количество проходчиков занятых на заряжании, составит:
чел.
Общее время заряжания и взрывания:
, ч, (5.6)
где - число шпуров;
- число проходчиков, занятых на заряжании;
- коэффициент одновременности работ по заряжанию;
- 25-30 мин - время подготовительно-заключительных работ при заряжании.
Общее время заряжания и взрывания:
После заряжания шпуров монтируется антенна и подсоединяется к магистрали, производится подъем полка на взрывобезопасную высоту (30м от забоя), магистраль соединяется с кабелем взрывания, из ствола на поверхность поднимаются все люди и удаляются из копра, выставляются посты, производится проверка взрывником сопротивления взрывной цепи и осуществляется взрывание
5. Расчет количества воздуха для проветривания ствола и выбор вентиляционной установки
Для проветривания ствола принимаем нагнетательную схему проветривания с подачей воздуха по трубам диаметром 0,8м.
Расход воздуха для проветривания определяем по всем четырем факторам.
По формуле (6.3) определяем аэродинамическое сопротивление става труб:
По формуле (6.2) находим коэффициент утечек воздуха:
Так как проектируемый ствол относится к глубоким, первоначально определяем критическую глубину ствола по формуле (6.4).
Предварительно определив входящие в эту формулу коэффициенты.
.
..
Так как Нкр = 473 м < Н = 750м, в формулу (6.1) вместо Н подставляем Нкр.. Определяем расход воздуха по ядовитым газам ВВ (формула (6.1)):
.
Расход воздуха по наибольшему числу людей (6.12):
Расход воздуха по минимальной скорости движения воздушной струи (6.13):
м3/мин.
Используя зависимости (6.7) - (6.11) определяем количество воздуха, необходимое для проветривания ствола по фактору газовыделения.
м3/т.
м3/мин.
м3/мин.
м3/мин.
м3/мин.
Максимальный расход воздуха по ядовитым газам ВВ.
Подача вентилятора:
.
Аэродинамическое сопротивление трубопровода:
.
Давление вентилятора:
.
По значениям и выбираем по табл.6.3 вентилятор осевой с электроприводом ВМ-12м.
6. Расчет производительности и времени погрузки породы
Исходя из заданных глубины ствола Н=750м и его диаметра вчерне 7,3 м для погрузки породы по таб. 7.1 выбираем погрузочную машину 2КС-1МА со средней эксплуатационной производительностью 190.
Объём взорванной породы, подлежащий погрузке, составит:
Где: - площадь ствола в проходке
- длина шпура
- коэффициент использования шпура
Коэффициент для грейферной погрузочной машины 2КС-1МА при глубине шпуров 3м составляет 0,9.
Погрузка породы производится в бадьи БПС-5 (диаметр бадьи ).
По формуле 7.6 определяем коэффициент
Где: - диаметр бадьи, - диаметр грейфера с раскрытыми лопастями
Так как коэффициент крепости по заданию f=4, то . Размеры ствола позволяют использовать в работе две бадьи, принимаем .
Используя формулы (7.4) и (7.5) определяем время погрузки породы в первой фазе:
(7.4)
Где: - время работы машины по погрузке породы в бадью
- технологические простои машины, связанные с маневрами бадьи в забое
- коэффициент, учитывающий неравномерность работы, регламентированный отдых, простои по организационным причинам и т.д., равный 1,15 - 1,2
(7.5)
Где:
- доля породы в первой фазе, - коэффициент разрыхления породы, - техническая производительность машины; , - коэффициент одновременности работы машин, равный 1 при n=1 и 0,75 - 0,8 при n=2
Объём породы в первой фазе нагрузки составляет:
Производительность погрузки породы в I фазе составит:
Эта величина потребуется в дальнейшем для определения производительности проходческого подъема.
Время погрузки породы во второй фазе определим по формуле (7.7), имея в виду, что для повышения производительности применяем пневмомониторы:
Где: чел. - число рабочих, занятых на погрузке породы во II фазе, - производительность одного рабочего по погрузке породы во II фазе
Общее время погрузки составит:
Производительность погрузки породы:
7. Расчет производительности проходческого подъема
Ствол проходится по совмещенной технологической схеме и оборудован двухконцевым подъемом. Продолжительность цикла подъема определяем по формуле:
Число подъемов в час равно n=3600/192=19
Емкость бадей определяем по формуле:
Принимаем бадью типа БПС-5. Определяем суммарный вес бадьи:
Вес породы и воды в бадье:
Концевая нагрузка на канат:
Расчетный вес 1м каната
По таблице 8.5 выбираем канат диаметром 43 мм, вес 1м - 10,14кг суммарное разрывное усилие всех проволок в канате 186000кг.
Действительный запас прочности принятого каната:
Требование правил безопасности соблюдается.
Статическое окруженное усилие:
Диаметр барабана подъемной машины:
Требуемая ширина барабана подъемной машины:
Выбираем стационарную подъемную машину ЦР-4х3/0,7 с допустимой скоростью подъема 12 м/с и статическим натяжением каната 250 кН.
По таб.8.1 выбираем в зависимости от глубины и диаметра ствола проходческий копер II типа (укосный).
Производительность транспортирования породы на поверхности определяем по зависимости (8.16) - (8.17), принимая расстояние до ствола L=3 км.
,
Необходимое количество автомашин:
8. Расчет трудоемкости работ проходческого цикла и разработка графика организации работ
Время на крепление ствола монолитным бетоном определяется по следующей зависимости:
Пользуясь таб.9.2 по коэффициенту крепости пород f=4 определяем категорию пород по крепости - III.
Основываясь на данных таб.9.3 - 9.8 рассчитывается трудоемкость операций проходческого цикла в табличной форме
Определяем число проходчиков в комплексной бригаде для выполнения работ одного цикла:
Таблица
|
Наименование работ |
Объем работ |
Единица измерения |
Vi |
Hi |
Ki |
Ti |
|
|
Бурение шпуров |
90x3=270 |
270 |
0,6 |
1,0 |
162 |
||
|
Погрузка породы |
41,8x1,07x3x0,9=120,7 |
120,7 |
0,47 |
1,43 |
81 |
||
|
Крепление бетоном |
(41,8x1,07-38,5) x4=25 |
25 |
0,7 |
0,6 |
10,5 |
||
|
Монтаж воздушно - силовых труб |
4x3x0,9=10,8 |
10,8 |
0,67 |
1,25 |
9 |
||
|
Установка вентиляционных труб |
1x3x0.9=2,7 |
2,7 |
0,67 |
1,25 |
2,26 |
Производительность труда проходчиков составит:
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Расчет и выбор сечения скипового ствола. Определение параметров буровзрывных работ при проходке ствола. Водоотлив при проходке ствола. Расчет объемов и трудоемкости работ проходческого цикла и построение графика организации работ проходческого цикла.
курсовая работа [622,0 K], добавлен 20.01.2023Сооружение вертикальных стволов и их углубка как важные звенья при строительстве и реконструкции горных предприятий. Основные технические параметры проектируемого ствола скипового с жесткой армировкой глубиной 600 метров. Выбор оборудования для оснащения.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 31.12.2012Определение стоимости строительства. Оценка экономической эффективности проекта. Разработка графика строительства, выбор варианта строительства и определение годовых объемов работ. Основные показатели расчетов эффективности инвестиционных проектов.
контрольная работа [276,5 K], добавлен 14.06.2010Характеристика района строительства. Определение предварительного напряжения арматуры. Расчет прочности плиты. Выбор методов производства монтажных работ. Разработка календарного плана строительства здания. Определение сметной стоимости строительства.
дипломная работа [554,1 K], добавлен 07.02.2016Расчет набрызгбетонной крепи. Выбор буровых и погрузочных машин, расчёт их технологических параметров и производительности. Расчёт организации и продолжительности горнопроходческих работ при проведении и креплении горизонтальных и наклонных выработок.
контрольная работа [241,5 K], добавлен 15.02.2016- Экономическая эффективность специализированного комплекта машин с ведущей машиной "асфальтоукладчик"
Выбор машин и расчет темпа работ для строительства асфальтобетонного покрытия. Определение производительности поливомоечной машины, автогудронатора, автосамосвала КамАЗ, асфальтоукладчика и катка. Расчет машиносмен на выполнение сменного объема работ.
курсовая работа [213,1 K], добавлен 27.03.2016 Производство земляных работ, подсчет их объемов. Выбор типа скрепера, определение количества скреперных работ. Тяговый расчет скрепера. Выбор типа экскаватора, транспортных средств. Определение количества экскаваторных работ. Технология устройства насыпи.
курсовая работа [787,2 K], добавлен 23.04.2014Выбор основных габаритных размеров свайной набережной. Определение нагрузок, действующих на сооружение. Уточнение схемы свайного основания. Расчет шпунтовой стенки. Проверка общей устойчивости и вычисление ориентировочной стоимости строительства.
курсовая работа [283,7 K], добавлен 16.11.2012Порядок и этапы определения размеров целиков исследуемого участка рудника. Расчет параметров крепи. Механизм вычисления максимально допустимой величины оседания пород, параметров зон смягчения и закладки. Расчет времени устойчивого состояния кровли.
курсовая работа [935,5 K], добавлен 14.12.2017Условия строительства, характеристика строящейся автодороги. Определение нормативной продолжительности строительства. Разработка принципиальной схемы строительства. Организация работ по укладке дорожной одежды. Выбор машин для производства работ.
курсовая работа [439,2 K], добавлен 23.06.2016
