Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

по дисциплине ОСНОВЫ СТРОИТЕЛЬСТВА ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Тема

ПРОЕКТ ФОРМЫ И РАЗМЕРОВ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ШТРЕКА

Автор: студент гр. ГС-12-2

Попов Д. М./

Проверил: доцент Шубин А.А.

Санкт-Петербург 2013г.

Введение

При строительстве железнодорожных и автомобильных магистралей, зачастую, приходится вести работы в условиях сложного горного рельефа местности, что вызывает необходимость строительства транспортных тоннелей, причем весьма часто большой протяженности.

В проектировании и строительстве горнодобывающих предприятий, определение формы и размеров поперечного сечения выработок является одним из базовых этапов, непосредственно влияющим на стоимость и продолжительность строительства. В этой связи умение оперативно и грамотно находить эффективные решения, проводить расчеты формы и размеров поперечного сечения выработок, объему извлекаемой при проходке породы, расходу материалов на крепление является обязательным умением горного инженера.

В данном расчетном - графическом задании будет рассмотрено проектирование конвейерного штрека, который имеет деревянную рамную крепь.

Наименование и характеристика выработки

Штрек - горизонтальная горная выработка, не имеющая выхода на поверхность, проводится по простиранию пласта. Различают полевой (пройденный по вмещающим породам), вентиляционный, конвейерный, основной, промежуточный, откаточный, параллельный и групповой штреки.

Конвейерный штрек - штрек, предназначающийся для транспортировки отбитой породы.

Тип и характеристика крепи

По заданию дана рамная крепь. Рамная крепь - горная крепь, состоящая из крепёжных рам, устанавливаемых в выработке на некотором расстоянии друг от друга или вплотную. Применяется для крепления капитальных, подготовительных, нарезных и очистных выработок обычно в сочетании c межрамным ограждением, перекрывающим промежутки между крепёжными рамами. Рамную крепь классифицируют по виду материала, из которого изготовлены крепёжные рамы (металлические, железобетонные, деревянные, смешанные), по форме их контура (арочные, трапециевидные, кольцевые и т.д.) и другим признакам.

Ha современных шахтах наиболее распространена металлическая рамная крепь из специальных профилей: широкополочных, двутавровых, желобчатых, колоколообразных, a также сварных коробчатых. Необходимая для заданных условий поддержания выработок несущая способность рамная крепь обеспечивается за счёт изменения расстояния между крепёжными рамами - от 0,3 до 1,3 м, a также подбора соответствующих типоразмеров профилей проката (для металлической крепи). Для механизации процесса возведения рамной крепи используют навесные приспособления, устанавливаемые на проходческих комбайнах, a также подвесные самоходные крепеустановщики. Несмотря на это, рамные крепи мало приспособлены для механизированного возведения. Важным составным элементом рамной крепи в капитальных и подготовительных выработках является забутовка - куски породы, закладываемые за крепь вручную, или быстротвердеющие растворы на вяжущих материалах, укладываемые в закрепное пространство механизированным способом (пневматическим или гидромеханическим). При механизированном заполнении закреплённого пространства функциональные возможности рамной крепи значительно повышаются, её деформация при давлении горных пород уменьшается, поэтому эта технология получает распространение.

Возьмем трапециевидную крепежную деревянную раму, так как древесина имеет относительно высокую прочность при небольшой массе, также обладает упругостью и относительно дешева, а форма трапеции является основным видом применяемой конструкции.

Соединение стоек с верхняком: а) при давлении сверху; б) при давлении сбоку; в) при давлении сверху и сбоку; г) крепление выработки вразбежку; д) крепление выработки сплошное. 1-верхняк; 2-стойка; 3-затяжка;

Рис. 1. Рамная крепь

Работы по возведению деревянной крепи проводятся в следующем порядке:

1. Вначале готовят место для установки крепи - очищают забой от нависших кусков угля и породы, производят разметку и устройство лунок для стоек или углубления для леженя (если возведение такового планируется). Глубина лунок от 5см в крепких породах до 15 см в мягких породах.

2. В лунки устанавливают стойки. Для удержания стоек в необходимом положении их раскрепляют с соседними рамами досками или строительными скобами. Стойки устанавливаются комлем вверх, чтобы обеспечить большую опорную площадь для верхняка и устранить распространение воды из лунки по капиллярам древесины по всей длине стойки.

3. Накладывают верхняк. Раму выверяют по отвесам и вискам и тщательно расклинивают. Рамы устанавливают «сплошняком» или в «разбежку» - в соответствии с паспортом.

4. Затем производят затяжку кровли и бортов выработки.
Пустоты между затяжкой и стенками выработки заполняют мелкой породой («забутовка»). Для обеспечения крепи продольной устойчивости между соседними рамами устанавливают в верхних углах и посредине стоек вдоль выработки распорки.

Выбор оборудования

Для транспортировки горной массы возьмем конвейер, ширина которого составляет 1,2 м и высота - 1,2 м.

Расчет размеров поперечного сечения

В соответствии с выбранной формой выработки, принятым типом транспортных средств и установленными правилами безопасности определяются размеры сечений выработок различных форм.

Для безопасной эксплуатации выработок необходимо обеспечить условия беспрепятственного транспортирования грузовых потоков, безопасное передвижение людей, а также режим проветривания. Размеры поперечного сечения горизонтальных выработок определяются основными размерами транспортного оборудования, принятого для выдачи горной массы, а также различного оборудования (силовые кабели, трубопроводы и т.д.) и числом рельсовых путей. Согласно ПБ 03-428-02 «Правила безопасности при строительстве подземных сооружений» определяем зазоры:

1. от стенки выработки до выступающей кромки подвижного состава, при сплошных видах крепи, - не менее 200 мм;

2. со стороны прохода людей, от стенки выработки до выступающей кромки подвижного состава - не менее 700 мм;

Так же наиболее важным фактором является наличие технологических зазоров. Определяем ширину горной выработки по формуле:

,

где m - зазор между крепью и конвейером

А - ширина конвейерного состава, 1200мм

n - свободный проход для людей на высоте 1,8 м.

По полученному значению В - минимальной ширине выработки в свету на высоте 1,8 м, типа выработки, вида и габаритов транспорта принимаем типовое сечение по справочникам с шириной, ближайшей большей к расчётному значению, т. е. 6,8м2 (таблица 1).

Для того, чтобы не нарушать нормы техники безопасности, а так же рациональность выбранного оборудования, рассчитаем минимальную высоту выработки в свету (таблица1).

конвейерный штрек крепь порода

Таблица 1.

Проверка площади поперечного сечения по скорости движения воздуха

Площадь сечения выработки, определенную из условия размещения транспортных средств и перемещения людей, необходимо проверить на скорость движения воздушной струи. Норма максимальной скорости движения воздуха по вентиляционным штрекам составляет 8 м/с. Скорость движения воздуха определяется по формуле:

,

где Q - количество воздуха, которое должно проходить по выработке 55 м3/с -Sсв площадь поперечного сечения выработки в свету (после осадки);[v] - максимально допустимая скорость движения воздушной струи по выработке. Полученное значение площади поперечного сечения в свету удовлетворяет нормам.

Проектирование водоотливной канавки

Примем приток воды равный 500 м3 /ч. Исходя из этого, будем использовать водоотливную канавку, закрепленную деревом с толщиной деревянной доски канавки 30 мм, настила-40мм.

Площадь сечения крепи канавки=0,03м2. Объем дерева на 1м канавки=0,03м3.

Масса дерева, расходуемого на 1м канавки = V*r=0,03*650=19,5кг (где r-средняя плотность дерева).

Масса настила m=0,04м*0,370м*1м*500кг/м3=5кг, объем дерева на перекрытия канавки V= 0,37м*0,04м*1м=0,01м.

Расход материалов

1. Верхняк и стойки:

a. V - см. таблицу 1.

b. M=l*

где l - длина стойки/верхняка, - плотность древесины.

2. Межрамная стяжка

a.

где l - расстояние между профилем.

b.

3. Затяжка:

a. V - см. таблицу 1.

b. .

4. Лоток:

Толщина доски в лотке 10 мм. Площадь сечения досок будет равна разности площади вчерне и площади в свету.

a.

где l - 0,15/1 м, на раму/на метр.

b.

где - плотность сосны (520 кг/).

5. Перекрытие

Длина перекрытия 400 мм, высота 40 мм, l=15/100 см.

a.

b.

Список используемой литературы

1. Ю.Н.Огородников, В.И.Очкуров, Д.А.Потемкин: Основы горного дела. Проектирование поперечного сечения горных выработок.

2. А.Г.Протосеня, И.Е.Долгий, Ю.Н. Огородников, В.И.Очкуров. Шахтное и подземное строительство в примерах и задачах.

3. М. Н. Гелескул, В. Н. Каретников: Справочник по креплению капитальных и подготовительных горных выработок.

4. П.С. Сыркин, И.А. Мартыненко, М.С. Данилкин: Шахтное и подземное строительство. Технология строительства горизонтальных и наклонных выработок.

5. Типовые сечения горных выработок под редакцией Е. В. Дугина

6. Н. М. Покровский: Комплексы подземных горных выработок и сооружения

Размещено на Allbest.ru