Реферат: Шахта Интинская. Расчеты параметров устойчивости пород и крепления выработки
--PAGE_BREAK-- 2. Расчет толщины монолитной крепи вертикального клетевого стволаВ качестве основных расчетных данных для определения устойчивости пород, величин их смещений, нагрузок на крепь и параметров крепи выработки должны приниматься:
- расчетная глубина размещения выработки-<img width=«25» height=«23» src=«ref-1_699766633-213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037">;
- расчетные значения физико-механических свойств горных пород;
- нормативные и расчетные характеристики материалов крепи и заполнения закрепного пространства.
2.1 Характеристика ствола Форму ствола выбираем на основании возможности максимальной механизации работ проходческого цикла, назначения ствола, крепи и срока службы. На основании вышеперечисленных требований наиболее рациональной формой ствола является круглая. Круглая форма ствола имеет меньшее аэродинамическое сопротивление, что в дальнейшем не осложнит сооружение главных вентиляционных установок для проветривания.
Выбор сечения ствола в первую очередь зависит от производственной мощности шахты,габаритов подъемных сосудов и другого оборудования,размещенного в стволе,количества подаваемого в шахту воздуха для проветривания выработок. Величины зазоров в стволе регламентируются «Правилами безопасности в угольных шахтах». Монолитная бетонная крепь – наиболее распространенный вид крепи вертикальных выработок. Доля ее применения при строительстве стволов угольных шахт составляет около 95%. Она применима в породах I-IYкатегории устойчивости. Стволы при бетонной крепи имеют круглую форму поперечного сечения. Толщина крепи 200-600мм, диаметр ствола в свету 4,5-8,0м. На шахте «Интинская» пройдены скиповой ствол диаметром в свету 5,5м и клетевой диаметром в свету 6,0м.
Согласно анализу геологической, гидрогеологической и горнотехнической обстановки, проектируемый шахтный ствол не испытывает воздействия очистных работ. Согласно п.3.2 [2] ствол считается расположенным вне зоны вредного воздействия работ и расчеты ожидаемых деформаций не производятся.
Проектом принимается совмещенная схема проходки ствола. Для проходки применяем комплекс проходческого оборудования КС-2у с погрузочной машиной КС-2у/40,вместимость грейфера 0,65м3, вместимость бадьи 4м3. Бурильная установка БУКС-1.
Для проветривания ствола принимается вентилятор типа ВМ-6м. Подача сжатого воздуха производится компрессорами типа К-100-63-1. Откачка воды в бадьи производится при помощи насоса Н-1м.
2.2 Расчет критерия устойчивости пород 2.2.1 Расчетное сопротивление пород сжатию
Расчетное сопротивление пород (массива) сжатию <img width=«23» height=«24» src=«ref-1_699766846-211.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038"> следует определять по формуле
<img width=«67» height=«24» src=«ref-1_699767057-266.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039"> (2.1)
<img width=«28» height=«17» src=«ref-1_699767323-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040">среднее значение сопротивления пород в образце одноосному сжатию, устанавливаемое экспериментально по результатам испытаний образцов пород, Мпа (кгс/cм2);
<img width=«20» height=«24» src=«ref-1_699767525-211.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041">-коэффициент, учитывающий дополнительную нарушенность массива пород поверхностями без сцепления, 0,6.
2.2.2 Расчет критерия устойчивости пород по участкам ствола
Выбор типа и расчет параметров крепи вертикального шахтного ствола следует производить дифференцированно для устья, протяженной части, участков сопряжений в зависимости от инженерно-геологических, гидрогеологических условий, вредных воздействий, а также с учетом схем организации и методов производства работ.
Выбор типа и расчет параметров крепи для протяженной части ствола,а также участков сопряжения следует производить на основании определения категорий устойчивости пород вертикальных выработок. Толщина монолитной бетонной крепи определяется из условия состояния устойчивости горных пород в районе заложения ствола.
Коренные породы представлены аргиллитами,алевролитами и песчаниками с коэффициентом крепости пород по шкале Протодьяконова f=3,5-5,8.
Величина критерия устойчивости пород вертикальной выработки <img width=«16» height=«19» src=«ref-1_699767736-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042"> следует определять по формуле:
<img width=«267» height=«47» src=«ref-1_699767929-683.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043"> (2.2)
<img width=«33» height=«23» src=«ref-1_699768612-212.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044"> коэффициент,учитывающий взвешивающее действие воды,для участков вне водоносных горизонтов,1,0;для пород водоносного горизонта <img width=«20» height=«23» src=«ref-1_699768824-204.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045"> определяется по формуле
<img width=«228» height=«64» src=«ref-1_699769028-573.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046"> (2.3)
<img width=«31» height=«23» src=«ref-1_699769601-209.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047">высота толщи пород от почвы водоупора до земной поверхности, м;
<img width=«32» height=«23» src=«ref-1_699769810-209.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048">высота толщи пород от рассматриваемого сечения в водоносном горизонте до почвы водоупора (до кровли водоносного горизонта), м;
<img width=«55» height=«25» src=«ref-1_699770019-245.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049">соответственно, удельный вес частиц пород водоносного горизонта и удельный вес воды, кН/м3 (тс/м3);
<img width=«25» height=«15» src=«ref-1_699770264-195.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050">коэффициент пористости пород водоносного горизонта, принимаемый как отношение объема пор к объему скелета, определяемый по данным гидрогеологических изысканий;
<img width=«31» height=«17» src=«ref-1_699770459-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051">высота толщи пород от рассматриваемого сечения до земной поверхности, м;
<img width=«35» height=«23» src=«ref-1_699770661-216.coolpic» v:shapes="_x0000_i1052">давление подземных вод с учетом водопонижения, кПа (тс/м2), при <img width=«99» height=«24» src=«ref-1_699770877-327.coolpic» v:shapes="_x0000_i1053">
<img width=«37» height=«24» src=«ref-1_699771204-222.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054">коэффициент воздействия на ствол других выработок: для протяженных участков ствола равен 1,0, для сопряжений- 1,5;
<img width=«35» height=«25» src=«ref-1_699771426-219.coolpic» v:shapes="_x0000_i1055">коэффициент воздействия на ствол очистных работ,для участков, не испытывающих воздействий, 1,0;
<img width=«28» height=«24» src=«ref-1_699771645-210.coolpic» v:shapes="_x0000_i1056">коэффициент влияния времени эксплуатации проектируемой выработки,для шахтных стволов 1,0;
<img width=«32» height=«24» src=«ref-1_699771855-212.coolpic» v:shapes="_x0000_i1057">коэффициент влияния угла залегания пород a,град;
<img width=«37» height=«23» src=«ref-1_699772067-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1058">проектная глубина размещения выработки,м;
<img width=«35» height=«24» src=«ref-1_699772284-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1059">расчетное сопротивление пород, Мпа.
2.3 Давление на крепь ствола
2.3.1 Расчетное горизонтальное (радиальное) давление пород устья ствола
Расчет крепи устьев ствола следует производить на действие вертикальных и горизонтальных давлений (нагрузок).
Вертикальные нагрузки.
Вертикальные нагрузки следует определять как сумму давлений от собственного веса крепи, веса оборудования и сооружений, опирающихся на крепь.
Расчетную вертикальную нагрузку <img width=«24» height=«24» src=«ref-1_699772501-227.coolpic» v:shapes="_x0000_i1060">, кН (тс), действующая на крепь устья, следует определять по формуле
<img width=«125» height=«45» src=«ref-1_699772728-418.coolpic» v:shapes="_x0000_i1061"> (2.4)
<img width=«25» height=«15» src=«ref-1_699773146-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1062">коэффициент перегрузки, 1,4;
<img width=«56» height=«45» src=«ref-1_699773339-297.coolpic» v:shapes="_x0000_i1063">сумма вертикальных нагрузок, передаваемых опорами горнотехнических сооружений, расположенных на поверхности вблизи ствола, на крепь устья ствола, кН (тс);
<img width=«37» height=«24» src=«ref-1_699773636-222.coolpic» v:shapes="_x0000_i1064">собственный вес крепи ствола, кН (тс).
При расчете крепи устьев стволов на вертикальную нагрузку <img width=«24» height=«24» src=«ref-1_699772501-227.coolpic» v:shapes="_x0000_i1065"> рекомендуется пользоваться методикой, изложенной в работе Е.П. Калмыкова «Сооружение устьев вертикальных стволов». М., Госгортехиздат, 1960, с. 35-80.
Расчетное горизонтальное (радиальное) давление пород.
Горизонтальная нагрузка <img width=«16» height=«17» src=«ref-1_699774085-195.coolpic» v:shapes="_x0000_i1066"> действующая на крепь устья, складывается из нагрузок от пород, пригрузки от поверхностных фундаментов, зданий и сооружений <img width=«24» height=«23» src=«ref-1_699774280-212.coolpic» v:shapes="_x0000_i1067"> и в обводненном массиве, гидростатического давления <img width=«23» height=«23» src=«ref-1_699774492-209.coolpic» v:shapes="_x0000_i1068">, т.е. <img width=«87» height=«23» src=«ref-1_699774701-275.coolpic» v:shapes="_x0000_i1069">.
Расчетное горизонтальное (радиальное) давление пород <img width=«24» height=«23» src=«ref-1_699774280-212.coolpic» v:shapes="_x0000_i1070">, кПа (тс/м2), на крепь устья ствола в малосвязных и глинистых породах наносов
<img width=«451» height=«104» src=«ref-1_699775188-1056.coolpic» v:shapes="_x0000_i1071"> (2.5)
<img width=«25» height=«15» src=«ref-1_699773146-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1072">коэффициент перегрузки, 1,3;
<img width=«35» height=«24» src=«ref-1_699776437-213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1073">коэффициент, 1,7- при расстоянии от проемов в крепи более 20м, 2,9- при расстоянии менее 20м;
<img width=«29» height=«24» src=«ref-1_699776650-197.coolpic» v:shapes="_x0000_i1074">радиус ствола в свету, м;
<img width=«27» height=«17» src=«ref-1_699776847-206.coolpic» v:shapes="_x0000_i1075">угол внутреннего трения в наносах, град;
<img width=«28» height=«17» src=«ref-1_699777053-201.coolpic» v:shapes="_x0000_i1076">безразмерный коэффициент
<img width=«159» height=«45» src=«ref-1_699777254-461.coolpic» v:shapes="_x0000_i1077"> (2.6)
<img width=«31» height=«17» src=«ref-1_699770459-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1078">глубина рассматриваемого участка от поверхности, 20м;
<img width=«35» height=«23» src=«ref-1_699777917-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1079">наибольшая суммарная дополнительная нагрузка от зданий и сооружений, расположенных на поверхности вблизи ствола, кПа (тс/м2);
<img width=«25» height=«17» src=«ref-1_699778134-199.coolpic» v:shapes="_x0000_i1080">удельный вес породы (грунта), кН/м3 (тс/м3)
<img width=«60» height=«24» src=«ref-1_699778333-254.coolpic» v:shapes="_x0000_i1081"> (2.8)
<img width=«37» height=«24» src=«ref-1_699778587-215.coolpic» v:shapes="_x0000_i1082">средняя плотность пород (грунта), т/м3;
<img width=«27» height=«17» src=«ref-1_699778802-204.coolpic» v:shapes="_x0000_i1083">ускорение силы тяжести, м/с2
продолжение
--PAGE_BREAK--2.3.2 Расчетное горизонтальное (радиальное) давление пород протяженной части ствола
Расчетное горизонтальное (радиальное) давление пород <img width=«24» height=«23» src=«ref-1_699774280-212.coolpic» v:shapes="_x0000_i1084">, кПа (тс/м2), на крепь протяженной части вертикальной выработки при отсутствии влияния горизонтальных деформаций от воздействия очистных работ следует определять по формуле
<img width=«205» height=«25» src=«ref-1_699779218-442.coolpic» v:shapes="_x0000_i1085"> (2.9)
<img width=«29» height=«24» src=«ref-1_699776650-197.coolpic» v:shapes="_x0000_i1086">радиус выработки в свету, м;
<img width=«25» height=«15» src=«ref-1_699773146-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1087">коэффициент перегрузки, 1,3;
<img width=«37» height=«24» src=«ref-1_699780050-214.coolpic» v:shapes="_x0000_i1088">коэффициент условий работы, 0,8;
<img width=«36» height=«23» src=«ref-1_699780264-212.coolpic» v:shapes="_x0000_i1089">коэффициент приведения к расчетному (максимальному) давлению при неравномерной эпюре нагрузок, 2,0 –при совмещенной схеме проходки ствола;
<img width=«40» height=«20» src=«ref-1_699780476-218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1090">нормативное давление на крепь, кПа (тс/м2)
<img width=«141» height=«24» src=«ref-1_699780694-345.coolpic» v:shapes="_x0000_i1091"> (2.10)
<img width=«28» height=«19» src=«ref-1_699781039-199.coolpic» v:shapes="_x0000_i1092">критерий устойчивости вертикальной выработки;
<img width=«27» height=«17» src=«ref-1_699781238-192.coolpic» v:shapes="_x0000_i1093">параметр, учитывающий технологию проходческих работ. При совмещенной технологической схеме проходки с передвижной опалубкой <img width=«40» height=«17» src=«ref-1_699781430-218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1094">
При расчете горизонтального давления обводненных пород вместо коэффициента <img width=«23» height=«23» src=«ref-1_699781648-208.coolpic» v:shapes="_x0000_i1095">следует принимать коэффициент <img width=«23» height=«24» src=«ref-1_699781856-222.coolpic» v:shapes="_x0000_i1096">
<img width=«201» height=«64» src=«ref-1_699782078-619.coolpic» v:shapes="_x0000_i1097"> (2.11)
2.3.3. Расчет горизонтального давления пород на крепь ствола в зоне сопряжения
Расчетное горизонтальное давление пород <img width=«24» height=«23» src=«ref-1_699774280-212.coolpic» v:shapes="_x0000_i1098"> на крепь вертикальной выработки в районе сопряжения на протяжении 20м вверх и 20м вниз от сопряжения следует определять по формуле
<img width=«216» height=«27» src=«ref-1_699782909-460.coolpic» v:shapes="_x0000_i1099"> (2.12)
<img width=«29» height=«24» src=«ref-1_699776650-197.coolpic» v:shapes="_x0000_i1100">радиус выработки в свету, 3,0м;
<img width=«25» height=«15» src=«ref-1_699773146-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1101">коэффициент перегрузки, 1,3;
<img width=«37» height=«24» src=«ref-1_699780050-214.coolpic» v:shapes="_x0000_i1102">коэффициент условий работы, 0,8;
<img width=«41» height=«24» src=«ref-1_699783973-216.coolpic» v:shapes="_x0000_i1103">коэффициент приведения к расчетному (максимальному) давлению при неравномерной эпюре нагрузок
при <img width=«37» height=«19» src=«ref-1_699784189-205.coolpic» v:shapes="_x0000_i1104"> <img width=«137» height=«24» src=«ref-1_699784394-356.coolpic» v:shapes="_x0000_i1105"> (2.13)
при <img width=«45» height=«19» src=«ref-1_699784750-227.coolpic» v:shapes="_x0000_i1106"> <img width=«137» height=«24» src=«ref-1_699784394-356.coolpic» v:shapes="_x0000_i1107"> (2.14)
<img width=«25» height=«13» src=«ref-1_699785333-192.coolpic» v:shapes="_x0000_i1108">расстояние от узла сопряжения до рассматриваемого сечения в районе 20м;
<img width=«25» height=«15» src=«ref-1_699785525-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1109">коэффициент перехода от протяженного участка к району сопряжения, 0,025
<img width=«40» height=«20» src=«ref-1_699780476-218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1110">нормативное давление на крепь, кПа (тс/м2)
<img width=«141» height=«24» src=«ref-1_699780694-345.coolpic» v:shapes="_x0000_i1111"> (2.15)
<img width=«151» height=«25» src=«ref-1_699786281-379.coolpic» v:shapes="_x0000_i1112"> (2.16)
<img width=«28» height=«19» src=«ref-1_699781039-199.coolpic» v:shapes="_x0000_i1113">критерий устойчивости вертикальной выработкив районе сопряжения;
<img width=«27» height=«17» src=«ref-1_699781238-192.coolpic» v:shapes="_x0000_i1114">параметр, учитывающий технологию проходческих работ.
продолжение
--PAGE_BREAK--2.3.4. Давление подземных вод
Давление подземных вод <img width=«23» height=«23» src=«ref-1_699774492-209.coolpic» v:shapes="_x0000_i1115">, кПа (тс/м2), на крепь выработки в коренных породах без их тампонажа следует определять поформуле
<img width=«137» height=«112» src=«ref-1_699787260-612.coolpic» v:shapes="_x0000_i1116"> (2.17)
<img width=«25» height=«15» src=«ref-1_699773146-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1117">коэффициент перегрузки, 1,1;
<img width=«37» height=«24» src=«ref-1_699788065-214.coolpic» v:shapes="_x0000_i1118">естественный или сниженный общим водопонижением напор в данном водоносном горизонте, м;
<img width=«41» height=«24» src=«ref-1_699788279-239.coolpic» v:shapes="_x0000_i1119">коэффициент фильтрации крепи, для бетонной крепи 0,00158м/сут;
<img width=«37» height=«24» src=«ref-1_699788518-234.coolpic» v:shapes="_x0000_i1120">коэффициент фильтрации породы, м/сут;
<img width=«45» height=«24» src=«ref-1_699788752-222.coolpic» v:shapes="_x0000_i1121">соответственно внешний и внутренний радиус крепи;
<img width=«44» height=«21» src=«ref-1_699788974-235.coolpic» v:shapes="_x0000_i1122">радиус влияния дренажа выработки, определяемый по данным гидрогеологических изысканий из выражения <img width=«91» height=«25» src=«ref-1_699789209-309.coolpic» v:shapes="_x0000_i1123">
<img width=«25» height=«15» src=«ref-1_699789518-194.coolpic» v:shapes="_x0000_i1124">коэффициент пьезопроводности водоносного горизонта, м2/сут;
<img width=«21» height=«16» src=«ref-1_699789712-192.coolpic» v:shapes="_x0000_i1125">время от начала дренирования, сут;
<img width=«35» height=«23» src=«ref-1_699789904-214.coolpic» v:shapes="_x0000_i1126">удельный вес воды, кН/м3 (тс/м3).
При проектировании горных выработок сумма остаточных водопритоков с водоносных горизонтов не должна превышать допустимого водопритока в ствол, установленного по правилам производства и приемки работ подземных горных выработок.
Остаточный водоприток в ствол <img width=«36» height=«24» src=«ref-1_699790118-226.coolpic» v:shapes="_x0000_i1127">, м3/сут, в результате фильтрации воды через крепь следует определять по формуле
<img width=«79» height=«24» src=«ref-1_699790344-282.coolpic» v:shapes="_x0000_i1128">
<img width=«29» height=«15» src=«ref-1_699790626-198.coolpic» v:shapes="_x0000_i1129">мощность водоносного горизонта, м;
<img width=«31» height=«19» src=«ref-1_699790824-205.coolpic» v:shapes="_x0000_i1130">фильтрационный расход воды на единицу длины ствола, м2/сут
<img width=«187» height=«71» src=«ref-1_699791029-614.coolpic» v:shapes="_x0000_i1131">
2.4. Расчет толщины крепи по участкам ствола
Расчет толщины монолитной бетонной и набрызг-бетонной крепи вертикальной выработки <img width=«23» height=«23» src=«ref-1_699791643-214.coolpic» v:shapes="_x0000_i1132">, мм, следует производить по формуле
<img width=«309» height=«53» src=«ref-1_699791857-738.coolpic» v:shapes="_x0000_i1133"> (2.18)
<img width=«29» height=«24» src=«ref-1_699776650-197.coolpic» v:shapes="_x0000_i1134">радиус вертикальной выработки в свету, 3.0м;
<img width=«37» height=«24» src=«ref-1_699780050-214.coolpic» v:shapes="_x0000_i1135">коэффициент условий работы крепи, 1,25;
<img width=«97» height=«24» src=«ref-1_699793006-291.coolpic» v:shapes="_x0000_i1136">коэффициенты, учитывающие длительную нагрузку, условие для нарастания прочности и температурные колебания, принимаемые в соответствии с главой СниП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций;
<img width=«43» height=«23» src=«ref-1_699793297-225.coolpic» v:shapes="_x0000_i1137">расчетное сопротивление бетона сжатию, принимаемое в соответствии с главой СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций, кПа (тс/м2);
<img width=«33» height=«23» src=«ref-1_699793522-212.coolpic» v:shapes="_x0000_i1138">коэффициент концентрации напряжений в конструкции крепи, принимаемый равным 1,0- на протяженных участках ствола, <img width=«84» height=«23» src=«ref-1_699793734-283.coolpic» v:shapes="_x0000_i1139">в районе сопряжения, где<img width=«25» height=«13» src=«ref-1_699785333-192.coolpic» v:shapes="_x0000_i1140">расстояние от узла сопряжения до рассматриваемого сечения,м;
<img width=«28» height=«17» src=«ref-1_699794209-200.coolpic» v:shapes="_x0000_i1141">горизонтальное давление в кПа (тс/м2), определяемое как суммарное от давления пород <img width=«24» height=«23» src=«ref-1_699774280-212.coolpic» v:shapes="_x0000_i1142"> и подземных вод <img width=«23» height=«23» src=«ref-1_699774492-209.coolpic» v:shapes="_x0000_i1143">;
<img width=«41» height=«23» src=«ref-1_699794830-226.coolpic» v:shapes="_x0000_i1144">толщина породобетонной оболочки, образующейся за счет проникновения бетона в окружающие нарушенные породы:для набрызгбетона принимается равной 50мм, для остальных типов крепи –равной нулю.
продолжение
--PAGE_BREAK--2.5 Пример расчета
Исходные данные:
1. Абсолютная отметка устья ствола 70,2м
2. Абсолютная отметка горизонта -70,0м
3. Глубина ствола от поверхности 140,2м
4. Глубина зумпфа 7,0м
5. Полная глубина ствола, включая зумпф 147,2м
6. Диаметр ствола в свету 6,0м
7. Площадь ствола в свету 23,8м2
8. Вид крепи ствола бетон
9. Мощность наносов 20м
10. Угол залегания пород 330
Ствол охраняется по всем Правилам охраны. Предусматривается совмещенная схема проходки.
При проходке ствола встречаются следующие породы:
Наносы-20м-суглинки, супеси, глины.
Коренные породы. Ствол пересекает слаботрещиноватую толщу породс углом падения 330, состоящую из переслаивающихся алевролитов, аргиллитов, песчаников мощностью от 0,3 до 5,3 метра. Физико-механические свойства пород сведены в таблицу 2.1. Преобладающими являются слои аргиллитов <img width=«59» height=«24» src=«ref-1_699795056-257.coolpic» v:shapes="_x0000_i1145"> и <img width=«92» height=«21» src=«ref-1_699795313-300.coolpic» v:shapes="_x0000_i1146">.
До глубины Н=75м ствол пересекает три угольных платса 11,10, 9. На глубине Н=95м ствол в алевролитах встречает водоносный горизонт с напором <img width=«79» height=«24» src=«ref-1_699795613-272.coolpic» v:shapes="_x0000_i1147">. Мощность водоносной толщи 12м с коэффициентом пьезопроводности <img width=«109» height=«24» src=«ref-1_699795885-318.coolpic» v:shapes="_x0000_i1148">, <img width=«88» height=«21» src=«ref-1_699796203-297.coolpic» v:shapes="_x0000_i1149"> коэффициент фильтрации пород <img width=«124» height=«24» src=«ref-1_699796500-346.coolpic» v:shapes="_x0000_i1150">, <img width=«56» height=«21» src=«ref-1_699796846-239.coolpic» v:shapes="_x0000_i1151">, <img width=«101» height=«24» src=«ref-1_699797085-308.coolpic» v:shapes="_x0000_i1152">, <img width=«116» height=«24» src=«ref-1_699797393-335.coolpic» v:shapes="_x0000_i1153">. На глубине Н=110м ствол пересекает угольный пласт 8. На глубине Н=140,2м закладывается сопряжение с околоствольным двором. Песчаник, <img width=«59» height=«24» src=«ref-1_699795056-257.coolpic» v:shapes="_x0000_i1154">.
Таблица 2.1
Физико-механическая характеристика вмещающих пород и угля.
Показатели
Ед. Изм.
Исходные данные
Аргиллит
Алевролит
Песчаник
Уголь
Прочность на сжатие
кг/см2
76-380
201
60-530
277
150-560
368
17,8-25,3
20
Прочность на разрыв
кг/см2
8-79
35
11-59
41
27-137
55
Коэффициент крепости ***
2.0-9.4
3.5
2.2-8.9
5.8
2.1-3.5
4.7
1.5-1.8
1.6
Влажность
%
5.3
4.3
3.8
1.5
Пористость
%
12.6
13.2
12,7
10,0
Объемный вес
т/м3
2,35
2,35
2,37
1,49
Водопоглощение
9,4
8,0
9,9
1,53
*** -коэффициент крепости по шкале М.М. Протодьяконова
Решение.
Согласно анализу геологической, гидрогеологической и горнотехнической обстановки, проектируемый шахтный ствол не испытывает воздействия очистных работ, поэтому ствол считается вне зоны вредного воздействия работ и расчеты ожидаемых деформаций не производятся.
1. Расчет толщины крепи устья ствола.
Определяем расчетное горизонтальное (радиальное) давление пород <img width=«24» height=«23» src=«ref-1_699774280-212.coolpic» v:shapes="_x0000_i1155">, кПа (тс/м2), на крепь устья ствола в малосвязных и глинистых породах наносов при <img width=«27» height=«15» src=«ref-1_699798197-195.coolpic» v:shapes="_x0000_i1156">1,3;<img width=«35» height=«24» src=«ref-1_699798392-216.coolpic» v:shapes="_x0000_i1157">2,9;<img width=«31» height=«24» src=«ref-1_699798608-198.coolpic» v:shapes="_x0000_i1158">3,0м;<img width=«28» height=«17» src=«ref-1_699798806-205.coolpic» v:shapes="_x0000_i1159">8о;<img width=«32» height=«17» src=«ref-1_699799011-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1160">20м;<img width=«57» height=«21» src=«ref-1_699799213-251.coolpic» v:shapes="_x0000_i1161"> кН/м3. Породы наносов насыщены водой. Коэффициент пористости наносов <img width=«56» height=«21» src=«ref-1_699799464-228.coolpic» v:shapes="_x0000_i1162">. Вместо <img width=«13» height=«17» src=«ref-1_699799692-194.coolpic» v:shapes="_x0000_i1163"> рассчитываем поправку в формулу
<img width=«239» height=«44» src=«ref-1_699799886-511.coolpic» v:shapes="_x0000_i1164">
<img width=«356» height=«51» src=«ref-1_699800397-672.coolpic» v:shapes="_x0000_i1165">
На поверхности отсутствует дополнительная пригрузка от зданий и сооружений <img width=«48» height=«23» src=«ref-1_699801069-231.coolpic» v:shapes="_x0000_i1166">, так как они отстоят от контура ствола на расстоянии более <img width=«23» height=«24» src=«ref-1_699801300-208.coolpic» v:shapes="_x0000_i1167">.
<img width=«605» height=«112» src=«ref-1_699801508-1231.coolpic» v:shapes="_x0000_i1168">
Части устьев стволов, расположенные в сезонно оттаивающих породах и подвергающихся попеременному замораживанию и оттаиванию в водонасыщенном состоянии должны крепиться минимальной проектной маркой бетона М300. Расчетная толщина крепи из монолитного бетона марки М300 равна
<img width=«487» height=«53» src=«ref-1_699802739-894.coolpic» v:shapes="_x0000_i1169">
Принимаем толщину крепи в наносах равную 300мм.
2. Расчет толщины крепи ствола на участке<img width=«75» height=«23» src=«ref-1_699803633-263.coolpic» v:shapes="_x0000_i1170">
. По формуле (7) [1]осуществляется расчет устойчивости обнажений пород на этом участке ствола. Ствол пересекает на этом участке три угольных пласта 11, 10 и 9. Преобладающие породы на участке аргиллиты.<img width=«59» height=«24» src=«ref-1_699803896-257.coolpic» v:shapes="_x0000_i1171">. Согласно формуле (2)[1]
<img width=«216» height=«24» src=«ref-1_699804153-451.coolpic» v:shapes="_x0000_i1172">
Входящие в формулу (7) коэффициенты имеют для данного участка следующие значения:<img width=«65» height=«24» src=«ref-1_699804604-255.coolpic» v:shapes="_x0000_i1173"> <img width=«61» height=«25» src=«ref-1_699804859-254.coolpic» v:shapes="_x0000_i1174"> <img width=«56» height=«24» src=«ref-1_699805113-238.coolpic» v:shapes="_x0000_i1175">
<img width=«285» height=«44» src=«ref-1_699805351-535.coolpic» v:shapes="_x0000_i1176">
<img width=«445» height=«44» src=«ref-1_699805886-828.coolpic» v:shapes="_x0000_i1177"><img width=«12» height=«23» src=«ref-1_699763297-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1178">
Породы устойчивые и относятся к Iкатегории устойчивости пород. В породах Iкатегории устойчивости толщина бетонной крепи назначается без расчета по табл.3[1]<img width=«87» height=«23» src=«ref-1_699806883-286.coolpic» v:shapes="_x0000_i1179">.
Произведем дополнительный расчет участка по угольным пластам
<img width=«173» height=«24» src=«ref-1_699807169-395.coolpic» v:shapes="_x0000_i1180">
Входящие в формулу (7) коэффициенты имеют для данного участка следующие значения:<img width=«65» height=«24» src=«ref-1_699804604-255.coolpic» v:shapes="_x0000_i1181"> <img width=«61» height=«25» src=«ref-1_699804859-254.coolpic» v:shapes="_x0000_i1182"> <img width=«56» height=«24» src=«ref-1_699805113-238.coolpic» v:shapes="_x0000_i1183">
<img width=«425» height=«44» src=«ref-1_699808311-814.coolpic» v:shapes="_x0000_i1184"><img width=«12» height=«23» src=«ref-1_699763297-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1185">
Породы устойчивые и относятся к Iкатегории устойчивости пород. В породах Iкатегории устойчивости толщина бетонной крепи назначается без расчета по табл.3[1]<img width=«87» height=«23» src=«ref-1_699806883-286.coolpic» v:shapes="_x0000_i1186">.
3. Расчет толщины крепи ствола на обводненном участке<img width=«73» height=«23» src=«ref-1_699809580-266.coolpic» v:shapes="_x0000_i1187">
<img width=«228» height=«24» src=«ref-1_699809846-457.coolpic» v:shapes="_x0000_i1188">
<img width=«65» height=«24» src=«ref-1_699804604-255.coolpic» v:shapes="_x0000_i1189"> <img width=«61» height=«25» src=«ref-1_699804859-254.coolpic» v:shapes="_x0000_i1190"> <img width=«56» height=«24» src=«ref-1_699805113-238.coolpic» v:shapes="_x0000_i1191"><img width=«67» height=«24» src=«ref-1_699811050-257.coolpic» v:shapes="_x0000_i1192">
<img width=«285» height=«44» src=«ref-1_699805351-535.coolpic» v:shapes="_x0000_i1193">
<img width=«191» height=«24» src=«ref-1_699811842-406.coolpic» v:shapes="_x0000_i1194">
<img width=«348» height=«67» src=«ref-1_699812248-699.coolpic» v:shapes="_x0000_i1195">
<img width=«464» height=«44» src=«ref-1_699812947-828.coolpic» v:shapes="_x0000_i1196"><img width=«12» height=«23» src=«ref-1_699763297-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1197">
<img width=«253» height=«24» src=«ref-1_699813944-486.coolpic» v:shapes="_x0000_i1198">
Так как <img width=«171» height=«48» src=«ref-1_699814430-474.coolpic» v:shapes="_x0000_i1199"> необходим расчет давления подземных вод <img width=«23» height=«23» src=«ref-1_699774492-209.coolpic» v:shapes="_x0000_i1200">
<img width=«239» height=«107» src=«ref-1_699815113-713.coolpic» v:shapes="_x0000_i1201">
При расчете горизонтального давления обводненных пород вместо коэффициента <img width=«23» height=«23» src=«ref-1_699781648-208.coolpic» v:shapes="_x0000_i1202">следует принимать коэффициент <img width=«23» height=«24» src=«ref-1_699781856-222.coolpic» v:shapes="_x0000_i1203">
<img width=«275» height=«65» src=«ref-1_699816256-736.coolpic» v:shapes="_x0000_i1204">
<img width=«373» height=«23» src=«ref-1_699816992-593.coolpic» v:shapes="_x0000_i1205">
<img width=«185» height=«21» src=«ref-1_699817585-396.coolpic» v:shapes="_x0000_i1206">
Толщина бетонной крепи из марки М200 равна
<img width=«492» height=«53» src=«ref-1_699817981-893.coolpic» v:shapes="_x0000_i1207">
Принимаем <img width=«87» height=«23» src=«ref-1_699818874-288.coolpic» v:shapes="_x0000_i1208">. Произведем проверку остаточного водопритока в ствол <img width=«36» height=«24» src=«ref-1_699790118-226.coolpic» v:shapes="_x0000_i1209"> в результате возможной фильтрации воды через крепь
<img width=«325» height=«65» src=«ref-1_699819388-756.coolpic» v:shapes="_x0000_i1210">
<img width=«213» height=«25» src=«ref-1_699820144-436.coolpic» v:shapes="_x0000_i1211">, что не превышает допустимого водопритока в ствол
4. Расчет толщины крепи ствола на участке<img width=«81» height=«23» src=«ref-1_699820580-260.coolpic» v:shapes="_x0000_i1212">Ствол на этом участке пересекает угольный пласт 8, <img width=«57» height=«24» src=«ref-1_699820840-251.coolpic» v:shapes="_x0000_i1213">.
<img width=«179» height=«24» src=«ref-1_699821091-399.coolpic» v:shapes="_x0000_i1214">
Входящие в формулу (7) коэффициенты имеют для данного участка следующие значения:<img width=«65» height=«24» src=«ref-1_699804604-255.coolpic» v:shapes="_x0000_i1215"> <img width=«61» height=«25» src=«ref-1_699804859-254.coolpic» v:shapes="_x0000_i1216"> <img width=«56» height=«24» src=«ref-1_699805113-238.coolpic» v:shapes="_x0000_i1217">
<img width=«461» height=«44» src=«ref-1_699822237-794.coolpic» v:shapes="_x0000_i1218"><img width=«12» height=«23» src=«ref-1_699763297-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1219">
Породы устойчивые и относятся к Iкатегории устойчивости пород. В породах Iкатегории устойчивости толщина бетонной крепи назначается без расчета по табл.3[1]<img width=«87» height=«23» src=«ref-1_699806883-286.coolpic» v:shapes="_x0000_i1220">.
5. Расчет толщины крепи ствола на участке сопряжения<img width=«93» height=«23» src=«ref-1_699823486-292.coolpic» v:shapes="_x0000_i1221">
Проектом предусмотрено, что на глубине 140,2м закладывается сопряжение с околоствольными выработками. <img width=«225» height=«24» src=«ref-1_699823778-460.coolpic» v:shapes="_x0000_i1222">
<img width=«459» height=«44» src=«ref-1_699824238-875.coolpic» v:shapes="_x0000_i1223"><img width=«12» height=«23» src=«ref-1_699763297-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1224">
при <img width=«37» height=«19» src=«ref-1_699784189-205.coolpic» v:shapes="_x0000_i1225"> <img width=«215» height=«24» src=«ref-1_699825487-425.coolpic» v:shapes="_x0000_i1226">
при <img width=«45» height=«19» src=«ref-1_699784750-227.coolpic» v:shapes="_x0000_i1227"> <img width=«224» height=«24» src=«ref-1_699826139-436.coolpic» v:shapes="_x0000_i1228">
<img width=«252» height=«24» src=«ref-1_699826575-487.coolpic» v:shapes="_x0000_i1229">
<img width=«12» height=«23» src=«ref-1_699763297-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1230">при <img width=«37» height=«19» src=«ref-1_699784189-205.coolpic» v:shapes="_x0000_i1231"> <img width=«255» height=«25» src=«ref-1_699827436-497.coolpic» v:shapes="_x0000_i1232">
<img width=«384» height=«23» src=«ref-1_699827933-606.coolpic» v:shapes="_x0000_i1233">
<img width=«12» height=«23» src=«ref-1_699763297-169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1234">при <img width=«45» height=«19» src=«ref-1_699784750-227.coolpic» v:shapes="_x0000_i1235"> <img width=«264» height=«25» src=«ref-1_699828935-502.coolpic» v:shapes="_x0000_i1236">
<img width=«380» height=«23» src=«ref-1_699829437-609.coolpic» v:shapes="_x0000_i1237">
Расчетная толщина крепи из монолитного бетона марки М200 по формуле (18) [1]равна для <img width=«45» height=«19» src=«ref-1_699784750-227.coolpic» v:shapes="_x0000_i1238">
<img width=«492» height=«53» src=«ref-1_699830273-892.coolpic» v:shapes="_x0000_i1239">
Толщина крепи из бетона марки М200 по формуле (18) [1]равна для <img width=«37» height=«19» src=«ref-1_699831165-204.coolpic» v:shapes="_x0000_i1240">
<img width=«561» height=«53» src=«ref-1_699831369-981.coolpic» v:shapes="_x0000_i1241">
Расчетная толщина крепи должна быть не менее величин, указанных в таблице 3[1]. Окончательно принимаем толщину крепи ствола на сопряжении <img width=«89» height=«23» src=«ref-1_699832350-294.coolpic» v:shapes="_x0000_i1242">
продолжение
--PAGE_BREAK--2.6 Выбор толщины крепи для ствола
Выбор толщины крепи для проектируемого ствола сведены в таблицу 2.2
Таблица 2.2
Глубина заложения, м
Марка бетона
Толщина крепи, мм
Наносы-20м
М300
300
От наносов до 83
М200
200
83 — 95(водоносный горизонт 12м)
М200
350
95 — 120
М200
200
120 – 140,2 (сопряжение)
М200
250
Зумпф
М200
250
2.7 Камера сопряжения околоствольного двора с клетевым стволом
Околоствольный двор в месте его сопряжения с клетевым стволом должен обеспечивать безопасность, удобство работ по замене груженых вагонеток на порожние, по спуску и подъему людей, приемке материалов и оборудования, а также пропуск воздуха для проветривания горных работ с минимальным его сопротивлением.
Высота сопряжения принимается в зависимости от размеров доставляемых в шахту различных материалов и оборудования (длинномерных материалов- рельсов и труб и т.п.). Высоту сопряжения околоствольного двора со стволом можно определить
<img width=«181» height=«41» src=«ref-1_699832644-467.coolpic» v:shapes="_x0000_i1243"> <img width=«135» height=«21» src=«ref-1_699833111-336.coolpic» v:shapes="_x0000_i1244">
<img width=«29» height=«17» src=«ref-1_699833447-201.coolpic» v:shapes="_x0000_i1245">диаметр ствола в свету, 6,0м;
<img width=«28» height=«19» src=«ref-1_699833648-198.coolpic» v:shapes="_x0000_i1246">максимальная длина спускаемого в шахту материала, рельсы 8,0м
<img width=«25» height=«19» src=«ref-1_699833846-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1247">высота сопряжения околоствольного двора со стволом, м
Угол <img width=«15» height=«15» src=«ref-1_699834048-194.coolpic» v:shapes="_x0000_i1248">, при котором предмет длиной<img width=«16» height=«19» src=«ref-1_699767736-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1249"> может пройти из ствола в околоствольный двор при минимальной высоте сопряжения, будет равен 45°, тогда <img width=«88» height=«21» src=«ref-1_699834435-277.coolpic» v:shapes="_x0000_i1250">. В стволах круглого сечения длинная ось клети не совпадает с диаметром, а проходит по некоторой хорде, длину которой с достаточной для расчетов точностью можно принять равной <img width=«37» height=«21» src=«ref-1_699834712-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1251">. Окончательно высота сопряжения
<img width=«243» height=«23» src=«ref-1_699834929-454.coolpic» v:shapes="_x0000_i1252">
Высота сопряжения околоствольного двора со стволом принимается не менее 4500мм от головок рельсов. Ширина выработки, сопрягающейся со стволом принимается равной диаметру ствола. Ширину между путья в сопряжении околоствольного двора с клетевым стволом следует принимать равной растоянию между осями клетей, а проходы с каждой стороны по 1000мм п.3.16, 3.17[1].
Форма сопряжения кровли выработки со стволом может быть наклонной или прямолинейной. Наклонное сопряжение кровли обеспечивает более плавный выход струи воздуха из ствола в околоствольный двор, что частично снижает аэродинамическое сопротивление.
Крепь сопряжения, принимают из железобетона с большим насыщением арматуры и часто усиливают дополнительно анкерной крепью с металлической сеткой. Почву сопряжения также закрепляют бетоном. В стволе выше сопряжения закладывают опорный венец и устраивают водоулавливающее кольцо.
3. Расчет параметров крепления выработки шахты
Форму поперечного сечения выработки следует выбирать в зависимости от устойчивости пород, срока службы и назначения выработки. В устойчивых породах следует принимать выработку сводчатой формы с вертикальными стенками.
Расчет ожидаемых смещений пород в кровле,боках и почве выработки с учетом влияния геологических и горнотехнических факторов произведен в соответствии с «Инструкцией по выбору рамной металлической податливой крепи горных выработок». По величине максимальных смещений пород на контуре выработки методика расчета позволит определить нормативную и расчетную нагрузки на крепь,выбрать ее тип,конструкцию и с учетом несущей способности одной рамы крепи рассчитать плотность ее установки.
продолжение
--PAGE_BREAK--3.1 Краткая характеристика условий проведения горизонтальной выработки
Выработка проводится по простиранию пласта 9 на глубине 140м (откаточный горизонт –70м) с присечкой вмещающих пород:аргиллитов, алевролитов и песчаников. Срок службы выработки 20 лет. Проектируемый магистральный конвейерный штрек предназначен для транспорта угля с уклонных полей 2 и 3 пластов 11, 10 до наклонного конвейерного ствола. По выработке проложен рельсовый путь ДКНЛ колеи 900мм для доставки материалов и оборудования для ремонта конвейера (привода, лента), установленного в выработке и элементов крепи. Выработка пройдена комбайном. Сечение выработки в свету до осадки 15,5м2, после осадки с балластом Sсв=13,4м2, в проходке Sпр=17,9м2. Ширина выработки в проходке b=5,67м,высота h=3,79м.
Мощность угольного пласта 9 m9=1,2м. Угол падения пласта a=16°.
Непосредственная кровля пласта 9 среднеустойчивая, представлена аргиллитами мощностью 3,09м;алевролитом мощностью 2,37м; песчаником мощностью 4,21м.
Почва пласта 9 представлена алевролитами мощностью 0,54м, аргиллитами мощностью 1,98м и песчаником мощностью 3,1м.
Характеристика физико-механических вмещающих пород и угля сведены в таблицу 2.1
3.2 Расчет параметров крепления 3.2.1 Выбор размера поперечного сечения выработки
Поперечное сечение крепи горной выработки определяют следующие факторы: назначение горной выработки; физико-механические свойства горных пород и условия эксплуатации выработки; требования ПБ в части соблюдения минимальных размеров сечения выработки и зазоров; обеспечение безопасности работ; параметры и размеры оборудования, размещаемого в выработке; срок службы горной выработки; наличие унифицированного типового сечения крепи, разработанного институтами для данного угольного бассейна.
Наибольшее распространение на шахтах Инты получила арочная форма выработок. В угольной промышленности арочную форму с металлической рамной крепью применяют при проведении выработок в породах с f = 3 — 9, как находящихся в зоне установившегося горного давления,так и в зоне влияния очистных работ. Арочная трехзвенная крепь может быть применена в выработках, смещение кровли в которых не превышает 300мм, пятизвенная – при смещении кровли более 500мм.
На основании исходных данных принимаем: симметричную металлическую арочную форму крепи, как наиболее благоприятную по условиям устойчивости, рационального использования крепи, ее несущей способности и перераспределения воспринимающих ею нагрузок.
Принимаем для проектируемой выработки комбайновый способ проходки, следовательно, в выработке необходимо разместить комбайн и транспортное оборудование для его проведения, при условии сохранения требуемых ПБ зазоров. Определяем сечение выработки при размещении в ней оборудования и соблюдения требуемых зазоров в соответствии ПБ.
Размеры поперечного сечения выработки (ширина,высота и площадь) зависят от ее назначения,основных размеров оборудования,способа передвижения людей,количества проходящего по выработке воздуха. При проектировании поперечного сечения выработки в свету необходимо учитывать запас на возможные осадки пород,зависящий от условий ее поддержания и мощности пласта m. Ширина магистрального конвейерного штрека, закрепленного арочной крепью на высоте подвижного состава (1800мм):
<img width=«176» height=«21» src=«ref-1_699835383-361.coolpic» v:shapes="_x0000_i1253"> (3.1)
<img width=«29» height=«15» src=«ref-1_699790626-198.coolpic» v:shapes="_x0000_i1254"> минимальный зазор между крепью и конвейером, 400мм
<img width=«28» height=«17» src=«ref-1_699794209-200.coolpic» v:shapes="_x0000_i1255">ширина вагонетки на уровне верхней кромки,1320 мм;
<img width=«28» height=«19» src=«ref-1_699781039-199.coolpic» v:shapes="_x0000_i1256">минимальный зазор между вагонеткой и конвейером, 400мм
<img width=«29» height=«17» src=«ref-1_699836341-206.coolpic» v:shapes="_x0000_i1257">ширина конвейера 2Л120, 1630мм
<img width=«25» height=«15» src=«ref-1_699773146-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1258">700мм- минимальная ширина свободного прохода людей на высоте 1800мм (на уровне верхней кромки подвижного состава)
<img width=«187» height=«23» src=«ref-1_699836740-396.coolpic» v:shapes="_x0000_i1259"> (3.2)
0,7м- ширина прохода для людей на высоте 1,8м от уровня балласта;
<img width=«25» height=«19» src=«ref-1_699837136-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1260">высота подвижного состава от уровня головки рельсов;
<img width=«33» height=«23» src=«ref-1_699837338-212.coolpic» v:shapes="_x0000_i1261">расстояние от балласта до уровня головки рельсов, при Р33 –190мм;
<img width=«27» height=«15» src=«ref-1_699837550-199.coolpic» v:shapes="_x0000_i1262">10-20°— угол перехода прямой части стойки в кривую.
<img width=«277» height=«24» src=«ref-1_699837749-479.coolpic» v:shapes="_x0000_i1263">
<img width=«429» height=«19» src=«ref-1_699838228-577.coolpic» v:shapes="_x0000_i1264">
*Указанные минимальные значения зазоров относятся к прямолинейным участкам пути.Чтобы сохранить минимальные размеры поперечного сечения выработки в свету на весь срок ее службы,необходимо при проведении выработки увеличить площадь ее сечения,учитывая,что под влиянием горного давления она уменьшится. В соответствии с этим ширина выработки вчерне на уровне высоты подвижного состава
<img width=«220» height=«24» src=«ref-1_699838805-458.coolpic» v:shapes="_x0000_i1265"> (3.3)
<img width=«276» height=«23» src=«ref-1_699839263-494.coolpic» v:shapes="_x0000_i1266">
<img width=«36» height=«24» src=«ref-1_699839757-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1267">высота спец.профиля (для СВП-27-123 мм);
<img width=«128» height=«24» src=«ref-1_699839974-319.coolpic» v:shapes="_x0000_i1268">толщина одинарной затяжки
<img width=«35» height=«19» src=«ref-1_699840293-203.coolpic» v:shapes="_x0000_i1269">горизонтальное сдвижение пород бока выработки на уровне балластного слоя
По полученным результатам ширины выработки подбираем типовое сечение. Нашим условиям удовлетворяет выработка сечением в проходкеSпр=15,9м2, сечением в светудо осадки Sсв=15,5м2, с балластом после осадки Sсв=13,4м2 (см. лист 189 «Унифицированные типовые сечения горных выработок».).
Определяем площадь проходки по углю <img width=«27» height=«24» src=«ref-1_699840496-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1270"> и породе <img width=«23» height=«23» src=«ref-1_699840713-214.coolpic» v:shapes="_x0000_i1271">
<img width=«109» height=«43» src=«ref-1_699840927-385.coolpic» v:shapes="_x0000_i1272"> (3.4)
<img width=«231» height=«44» src=«ref-1_699841312-585.coolpic» v:shapes="_x0000_i1273">
<img width=«29» height=«15» src=«ref-1_699790626-198.coolpic» v:shapes="_x0000_i1274">мощность угля, 1,2м;
<img width=«41» height=«23» src=«ref-1_699842095-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1275">ширина выработки в проходке, 5,67м;
<img width=«27» height=«15» src=«ref-1_699837550-199.coolpic» v:shapes="_x0000_i1276">угол падения пласта, 16°.
<img width=«41» height=«23» src=«ref-1_699842511-226.coolpic» v:shapes="_x0000_i1277">площадь сечения выработки в проходке, 17,9м2
<img width=«128» height=«25» src=«ref-1_699842737-339.coolpic» v:shapes="_x0000_i1278"> (3.5)
<img width=«259» height=«25» src=«ref-1_699843076-464.coolpic» v:shapes="_x0000_i1279">
продолжение
--PAGE_BREAK--3.2.2 Определение расчетной плотности пород
Расчетное сопротивление сжатию слоев пород в массиве определяют с учетом нарушенности массива по формуле
<img width=«67» height=«24» src=«ref-1_699767057-266.coolpic» v:shapes="_x0000_i1280"> (3.6)
<img width=«28» height=«17» src=«ref-1_699767323-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1281">среднее значение сопротивления пород одноосному сжатию;
<img width=«33» height=«24» src=«ref-1_699844008-215.coolpic» v:shapes="_x0000_i1282">коэффициент, учитывающий нарушенность массива, определяется по таблице 1[3].
Расчетное сопротивление пород сжатию <img width=«23» height=«24» src=«ref-1_699766846-211.coolpic» v:shapes="_x0000_i1283"> определяют с учетом вмещающих пород выработку слоев (пластов), залегающих на расстоянии от контура сечения выработки в кровле <img width=«29» height=«21» src=«ref-1_699844434-213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1284">, в почве <img width=«29» height=«21» src=«ref-1_699844647-214.coolpic» v:shapes="_x0000_i1285"> (<img width=«25» height=«19» src=«ref-1_699844861-200.coolpic» v:shapes="_x0000_i1286">ширина выработки, м), а в боках при пологом и наклонном падении по высоте выработки.
Усредненное значение расчетного сопротивления пород сжатию
<img width=«259» height=«47» src=«ref-1_699845061-595.coolpic» v:shapes="_x0000_i1287"> (3.7)
<img width=«72» height=«24» src=«ref-1_699845656-266.coolpic» v:shapes="_x0000_i1288">расчетное сопротивление слоев пород;
<img width=«61» height=«24» src=«ref-1_699845922-244.coolpic» v:shapes="_x0000_i1289">мощность слоев пород,м.
3.2.3 Определение смещений пород на контуре выработки
Смещение пород кровли, почвы, боков в горизонтальных и наклонных выработках, поддерживаемых вне влияния очистных работ, определяем по формулам 3[3]:
<img width=«185» height=«25» src=«ref-1_699846166-424.coolpic» v:shapes="_x0000_i1290"> (3.8)
<img width=«189» height=«25» src=«ref-1_699846590-431.coolpic» v:shapes="_x0000_i1291"> (3.9)
<img width=«188» height=«25» src=«ref-1_699847021-428.coolpic» v:shapes="_x0000_i1292"> (3.10)
<img width=«113» height=«25» src=«ref-1_699847449-299.coolpic» v:shapes="_x0000_i1293">смещение пород, определяемые по графикам рис.2[3]в зависимости от расчетного значения <img width=«23» height=«24» src=«ref-1_699766846-211.coolpic» v:shapes="_x0000_i1294"> <img width=«694» height=«1087» src=«ref-1_699847959-4715.coolpic» v:shapes="_x0000_s1028">пород кровли, почвы или каждого из боков и глубины расположения выработки <img width=«19» height=«17» src=«ref-1_699852674-198.coolpic» v:shapes="_x0000_i1295">;
<img width=«33» height=«24» src=«ref-1_699852872-213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1296">коэффициент влияния угла залегания пород и направления проходки выработкиотносительно напластования пород, определяемый по табл. 2[3];
<img width=«35» height=«24» src=«ref-1_699853085-211.coolpic» v:shapes="_x0000_i1297">коэффициент,характеризующий влияние направления смещения пород, по табл.2[3];
<img width=«39» height=«23» src=«ref-1_699853296-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1298">коэффициент влияния ширины выработки, определяемый для кровли и почвы <img width=«103» height=«23» src=«ref-1_699853513-304.coolpic» v:shapes="_x0000_i1299">,для боков<img width=«103» height=«23» src=«ref-1_699853817-306.coolpic» v:shapes="_x0000_i1300">,где <img width=«13» height=«19» src=«ref-1_699854123-196.coolpic» v:shapes="_x0000_i1301"> и <img width=«13» height=«19» src=«ref-1_699854319-201.coolpic» v:shapes="_x0000_i1302"> соответственно ширина и высота выработки в проходке,м;
<img width=«33» height=«23» src=«ref-1_699854520-216.coolpic» v:shapes="_x0000_i1303">коэффициент воздействия других выработок,<img width=«56» height=«23» src=«ref-1_699854736-243.coolpic» v:shapes="_x0000_i1304">, если расстояние между параллельными выработками исключает их взаимное влияние.
<img width=«108» height=«25» src=«ref-1_699854979-348.coolpic» v:shapes="_x0000_i1305"> (3.11)
<img width=«37» height=«25» src=«ref-1_699855327-216.coolpic» v:shapes="_x0000_i1306">расстояние между параллельными выработками, исключающее их взаимное влияние, м;
<img width=«69» height=«23» src=«ref-1_699855543-282.coolpic» v:shapes="_x0000_i1307">суммарная ширина взаимовлияющих выработок в проходке, м;
<img width=«33» height=«23» src=«ref-1_699855825-210.coolpic» v:shapes="_x0000_i1308">коэффициент, определяемый по таблице 3[3]
<img width=«31» height=«24» src=«ref-1_699856035-210.coolpic» v:shapes="_x0000_i1309">коэффициент влияния времени на смещение пород
продолжение
--PAGE_BREAK--3.2.4 Определение расчетной нагрузки на рамную податливую крепь
Расчетная нагрузка на рамную податливую крепь на 1 м выработки определяется по формуле (3.12)- для кровли и почвы;для боков –(3.13)
<img width=«103» height=«24» src=«ref-1_699856245-322.coolpic» v:shapes="_x0000_i1310"> (3.12)
<img width=«103» height=«24» src=«ref-1_699856567-327.coolpic» v:shapes="_x0000_i1311"> (3.13)
<img width=«40» height=«20» src=«ref-1_699780476-218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1312">нормативная удельная нагрузка, определяемая по табл. 4[3]в зависимости от смещений пород и ширины выработки в проходке.
Для незамкнутой крепи <img width=«25» height=«20» src=«ref-1_699857112-215.coolpic» v:shapes="_x0000_i1313"> находят по смещениям пород кровли, для замкнутой с обратным сводом по наибольшей величине смещений пород из кровли, почвы или боков. Промежуточные величины в табл. 4 (<img width=«48» height=«21» src=«ref-1_699857327-233.coolpic» v:shapes="_x0000_i1314"> <img width=«33» height=«21» src=«ref-1_699857560-223.coolpic» v:shapes="_x0000_i1315"> <img width=«61» height=«24» src=«ref-1_699857783-266.coolpic» v:shapes="_x0000_i1316">) определяют интерполяцией ближайших значений.
<img width=«36» height=«23» src=«ref-1_699858049-216.coolpic» v:shapes="_x0000_i1317">коэффициент перегрузки и степень надежности, для подготавливающих выработок -1.0; для вскрывающих выработок по табл.5[3];
<img width=«40» height=«23» src=«ref-1_699858265-221.coolpic» v:shapes="_x0000_i1318">коэффициент влияния способа проведения выработки, при проведении выработки комбайновым способом принимается по табл. 6[3]; при буровзрывном, смешанным, а также при проведении выработки по обрушенным породам выработанного пространства любым способом – равным 1,0
3.3 Выбор плотности установки крепи
Плотность <img width=«13» height=«15» src=«ref-1_699858486-192.coolpic» v:shapes="_x0000_i1319"> установки рам металлической податливой, железобетонной податливой, смешанной и деревянной крепей на 1 м длины выработки находят делением расчетной нагрузки <img width=«16» height=«17» src=«ref-1_699774085-195.coolpic» v:shapes="_x0000_i1320"> на сопротивление одной рамы крепи <img width=«24» height=«24» src=«ref-1_699858873-216.coolpic» v:shapes="_x0000_i1321">
<img width=«53» height=«45» src=«ref-1_699859089-280.coolpic» v:shapes="_x0000_i1322"> (3.14)
<img width=«28» height=«17» src=«ref-1_699794209-200.coolpic» v:shapes="_x0000_i1323">расчетная нагрузка,кН/м
<img width=«37» height=«24» src=«ref-1_699859569-221.coolpic» v:shapes="_x0000_i1324">сопротивление одной рамы крепи в податливом режиме в зависимости от вида соединительных узлов.
Паспортную плотность установки крепи принимают по ближайшему значению <img width=«13» height=«15» src=«ref-1_699858486-192.coolpic» v:shapes="_x0000_i1325"> в ряду:0,8;1,0;1,1;1,25;1,33;1,43;1,67;2,0;2,25;2,5;2,67;3,0;4,0.
Предельной плотностью металлической податливой рамной крепи рекомендуется считать 3 рамы/м, а деревянной, сборной железобетонной и смешанной крепей –4 рамы/м. При <img width=«39» height=«19» src=«ref-1_699859982-224.coolpic» v:shapes="_x0000_i1326"> рам/м крепь необходимо выбирать с учетом снижения смещений пород за счет дополнительных мер по активному управлению горным давление (установка средств усиления крепи, дополнительное анкерование кровли, тампонаж закрепного пространства, цементация вмещающих пород, отсечное торпедирование и др.).
Меры по активному управлению горным давлением допустимы при любой расчетной плотности установки крепи.
3.3.1 Выбор металлической крепи по податливости
Металлическую крепь выбирают по податливости в выработках пологих и наклонных пластов на основании расчетных смещений пород кровли:
При плотности установки крепи принятой в п. 3.2.5 не более 1 рамы/м, ее податливость принимают из условия
<img width=«57» height=«23» src=«ref-1_699860206-247.coolpic» v:shapes="_x0000_i1327"> (3.15)
<img width=«27» height=«17» src=«ref-1_699781238-192.coolpic» v:shapes="_x0000_i1328">конструктивная податливость крепи,мм (см. в прил.1);
<img width=«44» height=«23» src=«ref-1_699860645-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1329">расчетные смещения пород кровли, мм.
Если плотность установки крепи принятой в п. 3.2.5 превышает 1раму/м, а также если используют дополнительные средства усиления, то податливость крепи принимают менее расчетных смещений пород кровли из условия:
при установке в выработке только основной крепи
<img width=«80» height=«24» src=«ref-1_699860862-285.coolpic» v:shapes="_x0000_i1330">
при установке в выработке основной крепи и средств ее усиления
<img width=«101» height=«24» src=«ref-1_699861147-322.coolpic» v:shapes="_x0000_i1331">
при одновременной установке рамной и анкерной крепи
<img width=«109» height=«24» src=«ref-1_699861469-330.coolpic» v:shapes="_x0000_i1332">
<img width=«105» height=«24» src=«ref-1_699861799-320.coolpic» v:shapes="_x0000_i1333">коэффициенты (см. табл. 7, 8, 9), выбираемые в зависимости от плотности установки рамной крепи, средств усиления или анкерной крепи.
Проверка деревянной, сборной железобетонной податливой и смешанной крепей на податливость не производится. При проверке крепи на податливость допускаются отклонения в величинах смещений пород на 10%.
продолжение
--PAGE_BREAK--
еще рефераты
Еще работы по производству
Реферат по производству
Гравитационный бетоносмеситель 2
3 Сентября 2013
Реферат по производству
Гравитационный парадокс и его решение
3 Сентября 2013
Реферат по производству
Бетоносмеситель СБ-103
3 Сентября 2013
Реферат по производству
Исторический анализ технических систем в прогнозном проекте
3 Сентября 2013