площадь поперечного сечения выработки вчерне

Видео:Основы Сопромата. Геометрические характеристики поперечного сеченияСкачать

Площадь поперечного сечения выработки вчерне

1.4. Форма и размеры поперечного сечения горизонтальных выработок

Форма сечения горизонтальной горноразведочной выработки зависит в основном от вида горной крепи, применяемой для предохранения выработки от разрушения под действием давления окружающих ее пород и сохранения необходимой площади сечения на весь период разведочных работ. При проведении выработок им придают трапециевидную или прямоугольносводчатую форму сечения. Трапециевидную форму применяют при деревянной крепи и наличии небольшого давления со стороны окружающих пород. Прямоугольно-сводчатую форму применяют при монолитной бетонной, набрызгбетонной, анкерной и комбинированной (анкерной с набрызгбетоном) крепи и в выработках, не имеющих крепи (при прочных устойчивых породах).

Различают площади поперечного сечения в свету, вчерне и в проходке. Площадь сечения в свету определяют по размерам выработки до крепи, за вычетом площадей, занимаемых балластным слоем рельсового пути и трапом пешеходной дорожки. Площадь сечения вчерне является проектной площадью (в проходке). Действительная площадь сечения выработки в проходке несколько больше площади сечения вчерне. При проходке необходимо соблюдать, чтобы площадь сечения выработки соответствовала существующим «Нормам превышения сечений горноразведочных выработок в проходке по сравнению с сечениями вчерне при производстве геологоразведочных работ». В зависимости от крепости пород допускается увеличение площади сечения вчерне на коэффициент 1,04—1,12. Большое значение коэффициента соответствует площади поперечного сечения 4 м2 в крепких породах.

Размер поперечного сечения в свету зависит от назначения выработки и определяется габаритами подвижного состава и числом рельсовых путей, шириной конвейера, скрепера или погрузочно-транспортной машины с учетом необходимых зазоров между этими .машинами и крепью, которые регламентированы правилами безопасности. Зазор между подвижным составом и крепью на протяженных участках выработки при рельсовом транспорте составляет не менее 200 мм при монолитной бетонной, анкерной и набрызгбетонной крепи и не менее 250 мм при других видах крепи — металлической податливой и деревянной. Если откатка вагонеток по выработке осуществляется вручную, то при всех видах крепи этот зазор равен 200 мм.

При наличии в выработке рельсовых путей и при локомотивном транспорте для передвижения людей предусматривается пешеходная дорожка (проход) шириной не менее 700 мм (размер на высоте 1800 мм от уровня трапа или балластного слоя). При ручной откатке ширина пешеходной дорожки может быть уменьшена до 500 мм.

При проектировании выработок, предусматривающих откатку горной массы аккумуляторными электровозами, зазор со стороны прохода принимают равным 750 мм. На загруглениях выработки при откатке электровозами размер зазора и прохода увеличивают с наружной стороны кривой на 300 мм, с внутренней — на 100 мм.

Расстояние между осями рельсовых путей на прямолинейных участках выработки принимают не менее Л+200 мм, где А — максимальная ширина электровоза или вагонетки. На закруглениях ширину междупутья увеличивают на 300 .м.м.

Высоту выработки в свету от уровня головки рельса до крепи принимают не менее 2000 мм, исходя из минимальной высоты подвески контактного провода, равной 1800 мм. Минимальный зазор в свету между контактным проводом и крепью составляет 200 мм. В местах посадки людей в поезд и в выработках околоствольного двора высоту подвески контактного провода принимают равной соответственно 2000 и 2200 мм.

В выработках, оборудованных конвейерами, проход с одной стороны должен быть не менее 700 мм, а с другой — 400 мм, а расстояние от верхней части конвейера до кровли должно составлять не менее 500 мм. Ширина проходов у натяжных и приводных головок равна 600 мм.

При доставке породы по выработке скрепером дорожка должна обшиваться (при деревянной крепи) досками на высоту 600 мм от уровня почвы, чтобы исключить выдергивание и повреждение стоек крепи. Зазор между скрепером и крепью на высоте скрепера принимается с двух сторон одинаковым: 200 или 300 мм.

При проведении рассечек и камер околоствольного двора возможно применение погрузочно-транспортных машин. В этом случае зазор между машиной и крепью принимается равным 500 мм с обеих сторон. Зазор для прохода людей при этом не предусматривают, чтобы не увеличивать площадь сечения выработки, и хождение людей в период работы машины запрещают. Минимальный зазор между наиболее выступающей частью машины и кровлей выработки принимают равным 500 мм.

Расчет сечения выработки рекомендуется вести согласно «Методическим указаниям по выбору рациональных сечений подземных горноразведочных выработок».

Трапециевидная форма сечения выработки с рельсовым транспортом. Расчет площади поперечного сечения выработки рекомендуется вести в следующей последовательности. По га-

баритам (ширине и высоте) применяемого электровоза или вагонетки (при ручной откатке) определяют ширину однопутной выработки в свету на уровне кромки подвижного состава (рис. 1.3)

Прямоугольно-сводчатая форма выработки с рельсовым транспортом. При прямоугольно-сводчатой форме высота выра-ботки в свету складывается из высоты стенки от уровня бал-ластного слоя и из высоты свода (рис. 1.4). Высоту выработки вчерне Н определяют как высоту в свету плюс толщина крепи в своде при монолитной бетонной крепи или плюс 50 мм при набрызгбетонной, анкерной (штанговой) и комбинированной крепях. Высота стенки от уровня головки рельса до пяты свода hi при транспортировании аккумуляторными электровозами определяется в зависимости от высоты электровоза. Высота выработок при транспортировании контактными электровозами должна удовлетворять условиям, при которых обеспечиваются, минимальные зазоры между электровозом (вагонеткой) и крепью, а также между токоприемником и крепью.

Рис. 1.3. Трапециевидная форма поперечного сечения выработки с деревянной крепью

Видео:6. Определение характеристик сечения ( практический курс по сопромату )Скачать

Общие положения (стр. 2 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7

Рис 2. Поперечное сечение двухпутной и однопутной выработок трапециевидной формы с деревянной крепью и рельсовым транспортом.

Определяем площадь поперечного сечения выработки в свету Sсв, м2

(9)

Величины в ф. 9 подставляются в м.

Определяем проектную /вчерне/ ширину выработки по кровле ,мм

= + 2d + 2δ , (10)

где d – диаметр стойки, принимаемый равным 200 мм;

δ – толщина затяжки, принимаемая равной 50 мм.

Определяем проектную (вчерне) ширину выработки по почве , мм

. (11)

Определяем проектную (вчерне) высоту выработки h3, м

Определяем проектную (вчерне) площадь поперечного сечения выработки Sчер, м2 по формуле

. (13)

Определяем площадь поперечного сечения выработки в проходке Sпр, м2

. (14)

Б. Выработки прямоугольно-сводчатой формы сечения с бетонной (набрызгбетонной) крепью и рельсовым транспортом [8, 16].

Для принятого подвижного состава выбираем из табл. 1 параметры электровоза и вагонетки: ширину А, высоту h и ширину колеи. Выбираем марку настилаемых рельсов и выписываем соответствующие параметры строения рельсового пути: высоту верхнего строения пути hв; высоту балласта hδ; высоту от головок рельсов до балласта ha.

Определяем ширину выработки в свету B, мм по формуле

где m – зазор между стенкой и электровозом, равный 250 мм;

n – ширина прохода, равная 700мм;

p – зазор между составами, равный 200 мм.

Высоту вертикальной стенки от балласта принимаем h1 =1800 мм.

Определяем высоту вертикальной стенки выработки от почвы h2, мм

Принимаем высоту подвески контактного провода hк. п.

Определяем высоту арочного свода h0, мм по формуле

при f h0 = B/3, (18)

Определяем ширину выработки вчерне B1, мм по формуле

где Т – толщина вертикальной стенки крепи, принимаемая 250 мм.

Определяем радиус осевой дуги арочного свода R, мм по формуле

при f R = , (21)

при f > 12 R = . (22)

Определяем радиус боковой дуги арочного свода r, мм

при f r = , (23)

при f > 12 r = . (24)

Определяем площадь поперечного сечения выработки в свету Sсв, м2 по формуле

при f Sсв = В(h1 + 0,26·В), (25)

при f > 12 Sсв = В1(h2 + 0,175·В1). (26)

Величины в ф. 25 и 26 подставляют в м.

Определяем площадь поперечного сечения выработки вчерне Sчер, м2 по формуле

при f , (27)

при f > 12 , (28)

Определяем высоту выработки вчерне H, мм по формуле

где d — толщина свода крепи, принимаемая 200 мм.

Определяем площадь поперечного сечения в проходке Sпр, м2

Sпр=. (30)

Рис 3. Поперечное сечение однопутной и двухпутной выработок прямоугольно-сводчатой формы сечения с бетонной крепью и рельсовым транспортом.

Определяем периметры выработки вчерне Рчер, м по формуле

при f ≤12 Рчер= , (31)

при f >12 Pчер= . (32)

В. Выработки с арочной формой поперечного сечения с металлической податливой крепью из спецпрофиля СВП и рельсовым транспортом [6, 8].

Для принятого подвижного состава выбираем из табл. 1 параметры электровоза и вагонетки: ширину А, высоту h и ширину колеи. Выбираем марку настилаемых рельсов и выписываем параметры строения рельсового пути: высоту верхнего строения пути hв; высоту балласта hб ; высоту от голвок рельсов до балласта hа.

Определяем высоту подвижного состава над уровнем почвы h0, м по формуле

Величины в ф. 33 подставляют в м.

Определяем высоту свободного прохода для людей над почвой hл, м по формуле

где hб — высота балластного слоя, м

Определяем уширения выработки α, м вследствие кривизны стоек по формуле

а1 = (h0 — hс) ·, (35)

а2= (hл — hc) · , (36)

где hс — высота прямой части стойки, равная 1,1 м;

— угол перехода прямой части стойки в кривую, равный 150.

Определяем ширину основания арки Вос, м по формуле

где m – зазор между электровозом и крепью, равный 0,25 м;

p – зазор между электровозами, равный 0,2 м;

n – ширина прохода для людей, равная 0,7 м.

Рис 4. Поперечное сечение двухпутной и однопутной выработок арочной формы с податливой металлической крепью из профиля СВП и рельсовым транспортом.

Из табл. 2 по значению Вос принимаем стандартный профиль арки и выписываем его параметры: номер профиля, ширину арки по почве, площадь поперечного сечения в свету, радиус осевой дуги, высоту от почвы выработки до центра осевой дуги, высоту арки, периметр арки.

Параметры арочной крепи из профиля СВП

Ширина арки по почве, м

Номер профиля арки №

Площадь поперечного сечения арки в свету, м2

Радиус осевой дуги, м

Высота от почвы до центра осевой дуги

Периметр арки, м

Определяем периметр сечения выработки P, м по формуле

где Вос – ширина выбранной арки, м;

hб – толщина балластного слоя, м

Определяем площадь поперечного сечения выработки вчерне Sчер. м2 по формуле

где hпр – высота профиля арки, принимаемая 0,1-0,12 м;

δ – толщина затяжки, принимаемая 0,05 м.

Определяем площадь поперечного сечения выработки в проходке Sпр, м2 по формуле

6. Расчет горного давления

Горное давление на крепь выработки определяем по гипотезе проф. .

Рис 5. Схемы горного давления на различные сечения

Определяем горное давление на 1 м. крепи выработки Р, т/м

Р = , (42)

где α — половина ширины свода (кровли), м;

ƒ – коэффициент крепости пород;

γ – плотность пород, т/м3

7. Расчет элементов крепи

а) Деревянная крепь горизонтальных выработок.

Определяем диаметр верхняка крепежной рамы d, см

, (43)

где α — половина ширины сечения по кровле в свету, см;

γ – плотность горных пород, кг/см3;

L – расстояние между крепежными рамами (шаг крепи), см;

[би] – допускаемое напряжение на изгиб для материала верхняка (дерева), принимаемое равным 60 кг/см.

Диаметр стоек принимают равным диаметру верхняка.

Крепежный лес стандартизован и имеет следующие размеры по диаметру: 16,18,20,24,26,28,30 см.

Расстояние между рамами L (шаг крепи)принимают от 50 до 150 см.

Определяем толщину затяжки δ, см из обаполов по формуле

(44)

б) Бетонная крепь.

Определяем толщину свода d, см при монолитном бетоне по формуле

, (45)

где h0 –высота арочного свода в свету крепи, см;

— половина ширины выработки в свету, см;

ƒ – коэффициент крепости пород;

[бсж] – допускаемое напряжение при сжатии бетона, принимаемое 30кг/см2.

Определяем толщину стен бетонной крепи Т, см по формуле

. (46)

Согласно требованиям СНиП толщина свода d должна быть не менее 200 мм, а толщина стены Т не менее 250 мм.

в) Арочная металлическая податливая крепь из спецпрофиля СВП.

Определяем расстояние между арками L, см по формуле

, (47)

где P – грузоподъемность арки, принимаемая для выработок с площадью сечения в свету до 8 м2 – 4000 кг, от 8до 10 м2 – 5000 кг, свыше 10 м2-6000 кг;

ƒ – коэффициент крепости пород;

α – половина ширины арки, см;

γ – плотность горных пород. кг/см3

г) Штанговая (анкерная) крепь.

Определяем расстояние между штангами в продольном и поперечном направлениях выработки , см по формуле

, (48)

где [бр] – допускаемое напряжение на растяжение стали, принимаемое равным 1400 кг/см2;

s – поперечное сечение штанги в наиболее ослабленном месте, см2;

h – толщина (мощность) стягиваемой кровли, см;

γ – объемный вес стягиваемых пород, кг/см3

Диаметр штанги принимают равным 16÷20 мм. Площадь поперечного сечения штанги S, см2 в наиболее ослабленном месте определяем по формуле

, (49)

где d –принятый диаметр штанги, см.

Определяем длину штанги , см по формуле

=, (50)

где В – ширина выработки в проходке, см;

ƒ – коэффициент крепости пород;

Кш – коэффициент, принимаемый равным 50 см при ширине выработки В 3,5 м.

д) Набрызг-бетонная крепь.

Определяем толщину набрызгбетона δ, см по формуле

, (51)

где — половина ширины выработки в проходке, см;

γ – плотность горных пород, кг/см3;

ƒ – коэффициент крепости пород;

[бр] – допускаемое напряжение на растяжение для набрызгбетона, принимаемое равным 12 кг/см2.

Практически толщина набрызг-бетонной крепи принимается в пределах от 2 до 7 см.

При проведении горизонтальных выработок для бурения шпуров применяют переносные перфораторы, колонковые перфораторы и самоходные бурильные установки [6, 8].

Переносные перфораторы (табл. 3) применяют для бурения прямых и наклонных шпуров с пневмоподдержек (табл. 4). Переносные перфораторы рекомендуются для выработок с площадью поперечного сечения в проходке до 9 м2.

Колонковые перфораторы (табл. 5) применяют для бурения прямых и наклонных шпуров с распорных колонок (табл. 6). В этих перфораторах их перемещение по салазкам на забой и обратно производится посредством автоподатчиков. Колонковые перфораторы рекомендуются для выработок с площадью поперечного сечения в проходке 9-11 м2.

Самоходные бурильные установки (табл. 7) изготовляются на гусеничном, колесно-рельсовом и пневмоколесном ходу. Они имеют пневматический или дизельный привод и оснащены колонковыми перфораторами. Рекомендуются для применения в выработках с площадью поперечного сечения в проходке более 11 м2.

Выбор бурильной машины для бурения шпуров в горизонтальной выработке должен производиться с учетом следующих положений:

— тип бурильной машины должен соответствовать крепости пород в обуреваемом забое;

— размеры зоны бурения должны быть больше или равны высоте и ширине обуреваемого забоя;

— наибольшая длина буримых шпуров по характеристике машины должна быть согласована с максимальной длиной шпуров по расчету;

— ширина бурильной установки не должна быть больше применяемых транспортных средств (электровозов, вагонеток, погрузочных машин).

Для оснащения буров применяют съемные буровые колонки, армированные твердосплавными вставками. В основном применяют две конструкции коронок – долотчатые (КДП) и крестовые (ККП) (табл. 8). При выборе коронок для патронированных ВВ необходимо, чтобы диаметр коронки был на 4-5 мм больше диаметра патрона, а для заряда с насыпным ВВ принимают диаметр коронки 40 мм.

Техническая характеристика переносных перфораторов

Видео:Определение центра тяжести сложных сечений. Фигуры из ГОСТ.Скачать

Расчет площади поперечного сечения выработки в черне

Высота выработки вчерне:

где h₄ – высота выработки в свету;

d – толщина верхняка;

t₂ – толщина затяжки.

d = 1,61· · , (9)

где – полупролёт выработки по кровле, м; l – расстояние между крепёжными рамами, м; – расчётное сопротивление древесины из круглых материалов на изгиб, для сосны по СНиП II – В. 4-17 =16 МПа;

m – коэффициент условий работы для шахтной крепи, равный 0,85;

– коэффициент перегрузки, равный 1,2; – удельный вес горной породы, кг/м 3 , для лимонитов = 2150 кг/м 3 .

b₁ / 2; (10)

0,931/ 2 = 0,4655 м

t₂ = 1,3· l , (11)

где – угол внутреннего трения пород, 74º (tg 74º = 3,5);

– коэффициент условий работы для шахтной крепи, равный 0,85;

– удельный вес горной породы, кг/м 3 , для известняков = 2150 кг/м 3 ; коэффициент перегрузки, равный 1,2.

t₂ = 1,3· 1,5· = 0,030 м.

Исходя из имеющихся типоразмеров пиломатериалов, принимаем толщину затяжки равной t₂ = 34 мм.

d = 1,61· · = 0,106 м.

В соответствии со стандартными размерами, принимаем d = 0,22 м.

В качестве материала для затяжки принимаем обапол.

Толщину стойки принимаем равной толщине верхняка, d = d₁ = 220 мм.

Длина стойки с учетом заглубления ее в лунку равна

где 2d – величина части стойки заглубленной в лунку, мм; d – диаметр стойки мм.

l_ст = (1800/0,9925) + 2*220 = 2254 мм.

Сверим полученными параметры стойки с данными, приведенными в табл. 1.1. [стр. 15, 1]. По данным таблицы видно, что стойка с такими параметрами промышленностью выпускается, следовательно, для дальнейших расчетов принимаем стойку со стандартными размерами длины и диаметра – 2300 мм и 220 мм соответственно.

h₅ = 1800 + 220 + 34 = 2050мм.

Ширина верхнего основания выработки вчерне:

где b₁ – ширина выработки в свету по верхняку;

t₁ – толщина стоек из бруса;

t₂ – толщина затяжки.

b₃ = 931 + 2 · (220 + 34) · 0,9925 = 1431 мм.

Ширина нижнего основания выработки вчерне:

где b₃ – высота выработки от головки рельс;

h₅ – высота выработки вчерне.

b₄ = 1373 + 2 · (220 + 34) · 0,9925 = 1873 мм

Площадь поперечного сечения выработки вчерне:

Периметр поперечного сечения выработки вчерне:

P₁ = 1431 + 1873 + 2 · 1800 / 0,9925 = 6931 мм.

Результаты расчета размеров ПС ГРВ приведены в табл. 4.

Расчет выработки трапециевидной формы

Вывод: приобрёл практические навыки расчета размеров ПС ГРВ.

Лабораторная работа №3

«Расчет нагрузки (горного давления) и определение прочностных параметров элементов рамной крепи (верхняка, стойки и затяжки) горизонтальной ГРВ»

💥 Видео

Геометрические характеристики. Моменты инерции. Радиусы инерции. Сопромат.Скачать

СЕЧЕНИЯ. СТРАШНЫЙ УРОК | Математика | TutorOnlineСкачать

Как определить сечение провода.Скачать

Практическое занятие "Геометрические характеристики плоских сечений"Скачать

Пример. Геометрические характеристики плоских сечений. Часть 1Скачать

#3. КАК СТРОИТЬ СЕЧЕНИЯ МНОГОГРАННИКОВ?Скачать

Как определить сечение кабеля?Скачать

Статический момент площади сечения (фигуры) относительно осиСкачать

Выбор сечения кабеляСкачать

Геометрические характеристики плоских сеченийСкачать

Лекция 5 Задача 4Скачать

Статический моментСкачать

Сечения многогранников. Метод следов.Скачать

12.12.2023 || О функции распределения площади и периметра для плоских пуассоновских процессов прямойСкачать

Расчет значений Q и M для построения эпюр поперечных сил и изгибающих моментов балки на двух опорахСкачать

Построение эпюры крутящих моментовСкачать