площадь сечения арочной крепи формула

Расчет металлической арочной податливой крепи

По полученным данным расчетных сопротивлений окружающих выработку пород, определение смещений контура выработки и определение расчетных нагрузок на крепь. Выбор данных параметров производится согласно разработанной методики ВНИМИ.

Полученные данные должны быть введены следующие данные:

1) Радиус криволинейной части крепи R и высота прямолинейной части (стоек) h, (рис.2.1).

Рисунок 2.1. — Расчетная схема для металлической арочной крепи.

2) Число частей деления каждой из вертикальных стоек 4 и число деления криволинейной части 9.

3) Вертикальная и горизонтальная нагрузка на крепь равные соответственно 50 кПа и 32 кПа.

4) Угол наклона стоек к вертикали равен нулю.

Полученные результаты расчета содержат значения изгибающих моментов и продольных сил в каждой заданной точке крепи (таблица 2.1). На основании данных значений находится максимальный изгибающий момент (по модулю) и соответствующее этому моменту нормальная сила.

Таблица 2.1. — Расчет металлической крепи на ЭВМ

i= х [i] = y [i] = М [i] = N [i] =

В нашем случае после расчетов Мmax=14,01 кН*м, и N=109,87 кН*м

Проверка прочности производится по формуле:

(2.3)

где Wпр — момент сопротивления из (табл.2.2);

Fпр — площадь поперечного сечения из (табл.2.2)

Таблица 2.2. — Характеристики спецпрофиля.

Площадь поперечн. сечения, F см2

Моменты сопротивления, см3

Моменты инерции, см4

WxWyJxJyСВП-1717,0621,7350,357,9243,4382,3СВП-2221,927,9181,377,8428,6566,3СВП-2727,034,3100,2101,5639,5763,1СВП-3333,842,46138,5148,010001228

R — расчетное сопротивление изгибу прокатной стали может быть принято 230 МПа (2300кг/см2)

L — шаг крепи принимается 0,33; 0,5; 0,75; 1.

Тип профиля	0,33	0,5	0,75	1
15*107	15*107	15*107	15*107
69,7*107	46*107	30,6*107	23*107
14,8*107	14,8*107	14,8*107	14,8*107
69,7*107	46*107	30,6*107	23*107
11*107	11*107	11*107	11*107
69,7*107	46*107	30,6*107	23*107

На основании полученного значения выбирается тип спецпрофиля.

СВП-22 с моментом сопротивления Wпр= 93,36 и площадью поперечного сечения Fпр=27,91см2 с шагом крепи 1 м. Мы выбрали этот тип спецпрофиля и шаг крепления исходя из уравнения.

Арочные податливые трехзвенные металлические крепи являются наиболее распространенным видом крепи горизонтальных и наклонных горных выработок. Арка состоит из трех звеньев: двух стоек и верхняка.

Расчет бетонной крепи.

Расчет параметров бетонной крепи, производится по тем же самым параметрам что и для расчета арочной металлической крепи, однако сама бетонная крепь имеет ряд конструктивных отличий от металлической крепи рассчитанной выше. Схема бетонной крепи показана на рисунке 3.1

Полученные выше данные о вертикальном и горизонтальном давлении должны быть использованы при расчете прочностных характеристик бетонной крепи с использованием ПЭВМ. Для проведения расчета в программу должны быть введены следующие данные:

Высота свода в свету может приниматься по СНиП:

где В — ширина выработки в проходке.

Для определения толщины свода в замке можно воспользоваться формулой С.С. Давыдова:

где L0 — полупролет выработки, м;

f — коэффициент крепости пород по Протодьяконову.

м

Толщина свода в пяте:

dп = 1,35*0,25=0,325 м

Для проведения расчета в программу должны быть введены следующие данные:

Количество элементов крепи (обычно прямолинейный элемент, малый радиус, большой радиус). Для упрощения можно принять прямолинейный элемент и большой радиус.

Вертикальную и горизонтальную нагрузки на крепь.

Координату Х крайней нижней (левой) точки каждого элемента

Координату У крайней нижней (левой) точки каждого элемента

Х1=5,7/2=2,85 м; У1=1,8+5,7/3=3,7 м

Х2=5,7/2=2,85 м; У2=5,7/3=1,9 м

Х3=0,383*5,7=2,18 м; У3=0,115*5,7=0,65 м

Радиус кривизны в метрах (для прямолинейного участка = 100)

Для малого радиуса r=0,262*В; R=0,692*В

Количество участков разбиения элементов:

— для прямолинейной части (четное число) 4-8

— для криволинейной части (четное число) 4-10, принимается из условия удобства разбиения криволинейной части на углы по которым откладываются полученные нагрузки.

Относительную жесткость элемента (в случае одинаковой толщины крепи равна 1)

Так как при расчете принимаются симметричные боковые и вертикальная нагрузка относительно оси Y, то для определения внутренних усилий в крепи достаточно ввести координаты X и Y только одной половины контура выработки.

Рисунок 3.1. — Расчетная схема для бетонной крепи.

Расчет сводится к определению изгибающих моментов, поперечных и продольных сил, положения кривой давления в сечении свода и при необходимости корректировки геометрической формы и размеров свода.

Выделенная из свода арка единичной ширины является бесшарнирной.

Полученные результаты расчета содержат значения изгибающих моментов и продольных сил в каждой заданной точке крепи. На основании данных значений производится расчет бетонной крепи в следующей последовательности.

Таблица 3.1. — Расчет бетонной крепи на ЭВМ

Nэл Х Y R NJ EI

1 2,85 3,70 100 4 1

2 2,85 1,90 1.49 4 1

3 2,18 0,66 3.94 4 1

i= x [i] = y [i] = M [i] = N1 [i] = N2 [i] =

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

Определение размеров поперечного сечения горной выработки

СБОРНИК ЗАДАЧ И МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ К САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЕ СТУДЕНТА

(55 ч)

По дисциплине«Введение в специальность

(Основы горного дела)»

для студентов специальности

Технология подземной разработки пластовых месторождений,

Технология подземной разработки рудных месторождений

Составитель А.А.Антонов

Санкт-Петербург

СОДЕРЖАНИЕ

1. РГР № 1«Выбор типового поперечного сечения подземной

Горной выработки»

2. РГР № 2«Расчет основных параметров шахтного поля».

Темы рефератов.

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Расчетно-графическая работа №1

По дисциплине: ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ (ОСНОВЫ

«Выбор типового поперечного сечения подземной

Горной выработки»

Выполнил:студент гр. ТПП (ТПР)__________________/ ./

Проверил: доцент каф РМПИ______________________________/Антонов А.А./

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

РГР № 1.

Определение размеров поперечного сечения горной выработки

Цель —развитие практических навыков выполнения укрупнённых расчётов по определению и проверке размеров поперечного сечения выработок при подземной разработке МПИ

Исходные данные:

— мощность пласта (залежи),…………….м;

— угол падения пласта,……………………град;

— тип выработки;…………………………..

— количество воздуха, проходимое по выработке……………. м 3 /с;

— вид крепи выработки …………………………………………;

— число рельсовых путей в выработке ………………………. ;

— тип транспортной машины……………………………………;

В работе требуется:

1. Выбрать типовое поперечное сечение Определить основные параметры поперечного сечения горной выработки (ширина, высота и площадь поперечного сечения в свету и в проходке), удовлетворяющие требования Правил Безопасности (ПБ) по допустимым зазорам для заданного вида транспорта и скорости движения воздуха.

2. Вычертить эскиз поперечного сечения выработки с принятыми параметрами сечения в масштабе 1:50 с указанием конструкции крепи, габаритов размещенного в ней технологического оборудования, фактических зазоров и характерных размеров сечения выработки.

Теоретическое обоснование работы.

Размеры поперечного сечения выработки (ширина, высота и площадь её сечения в свету) определяются:

— видом, числом и габаритами транспортных средств и другого оборудования, размещаемых в ней по технологическому назначению выработки;

— безопасными зазорами между подвижным составом и стенками выработки при эксплуатации выработки;

— допустимой ПБ скоростью движения вентиляционной струи воздуха для данного типа выработки.

Работа выполняется графоаналитическим методом.

Порядок выполнения работы.

1. Минимальная ширины выработки на уровне транспортных средств по условию безопасной эксплуатации транспортных средств:

а. при размещении в выработке одного транспортного средства

, мм

б. при размещении в выработке транспорта разного вида

, мм

в. при размещении в выработке двух рельсовых путей

, мм

m – величина минимально-допустимого зазора между стенкой выработки и транспортным средством, мм;

А — габаритная ширина транспортного средства, мм ;

n — величина минимально-допустимого зазора между транспортными средствами, мм;

b – минимальная ширина свободного прохода для людей на высоте 1,8 м от почвы выработки (трапа или тротуара) в месте прохода, мм

А₁ и А₂ – габаритная ширина транспортных средств 1 и 2, соответственно, мм

Значения параметров А, А₁ и А₂ принимают по технической характеристике транспортного средства из справочников [2, 3, 4].

Величину минимально-допустимых зазоров m и n принимают по ПБ [5, 6]

(Допускается принимать значения параметров m и n по справочному приложению к данной работе)

2. Выбор параметров типового поперечного сечения горной выработки.

По найденному значению В по справочнику [1] выбирают типовое сечение выработки, имеющее равное или ближайшее большее к расчетному значение В_тр на уровне транспортных средств.

Выписывают из справочника основные параметры сечения выработки:

– площадь сечения выработки в проходке — S_пр =……… , м 2 ;

– площадь сечения выработки в свету — S_св =……….. , м 2 ;

— ширина выработки по почве в свету — B_кр =…………, мм;

— ширина выработки по почве в проходке — В_{. пр} =……, мм;

— высота выработки в свету — H_св =……, мм;

— высота выработки в проходке — H_пр =……, мм;

и др. необходимые для вычерчивания поперечного сечения выработки.

(Допускается принимать значения параметров типового сеченияпо справочному приложению к данной работе)

3. Проверка сечение выработки по допустимой скорости движения воздуха

Принятое сечение выработки проверяют по допустимой скорости движения в ней воздуха V_д по формуле:

, м/с

где V_д –допустимая ПБ скорость движения воздуха по выработке заданного типа [5,6], м/с;

V_р — расчетная скорость движения воздуха, м/с;

Q – количество воздуха, проходимое по выработке, м 3 /с;

S_св – принятая площадь типового поперечного сечения выработки в свету (после осадки для податливых крепей), м 2 .

При выполнении условия по допустимой скорости движения воздуха делается заключение о правильности подбора типового сечения выработки.

При расчетной скорости движения воздуха в выработке при принятом типовом сечении большей чем допустимая принимают ближайшее большее типовое сечение и повторяют проверку скорости воздуха при большем сечении выработки. Расчеты повторяют до выполнения требуемого условия и делают заключение о правильности выбора сечения.

4 Графическая часть – чертеж принятого поперечного сечения выработки в масштабе 1:50.

Методические указания к графической части работы.

Формат листа — А4 (писчая бумага или миллиметровка).

Графика – карандашом (под линейку).

Вмещающие породы и пласт (рудное тело) за породным контуром выработки изображать штриховкой под углом 45 0 (плотность штриховки для полезного ископаемого в два раза выше, чем для пустых пород.).

При выборе местоположения подготовительных и нарезных выработок относительно разрабатываемой залежи следует учитывать следующее:

— в тонких жилах штреки проводят так, чтобы жила находилась посередине его сечения при крутом падении и у кровли или у почвы при пологом падении;

— при проведении штреков по контакту с вмещающими породами должно обеспечиваться удобство выпуска руды со стороны лежачего бока залежи.

Эскиз выполнить в соответствии с требованиями ГОСТ 2.851-75, раздел. Общие правила выполнения горных чертежей.

Нанесение размеров выполнить по аналогии с рис.1.

Справочные приложения.

1. Величина минимальных зазоров.

При рельсовом транспорте зазор для прохода людей (с одной стороны выработки) должен быть не менее 700 мм, а с другой – не менее 250 мм при деревянной и металлической рамной крепи и не менее 200 мм при бетонной, набрызгбетонной и штанговой крепях.

Зазор между подвижными составами – не менее 0.2 м.

Высота свободного прохода для людей должна быть не менее 1.8 м от тротуара или подошвы выработки.

Высота подвески контактного провода электровозной откатки должна быть не ниже 1.8 м от головки рельса, а в околоствольном дворе не менее 2.0 м.

Минимальная высота выработок в свету не менее 2000 мм от головки рельса.

При использовании самоходного оборудования зазоры между подвижным составом и боками выработок должны приниматься в зависимости от назначения выработки и скорости передвижения машин.

В выработках, предназначенных для транспортирования руды и сообщения с очистными забоями самоходным оборудованием, ширина прохода для людей (b) должна быть не менее 1.2 м, и с противоположной стороны (m) 0.5 м, (рис.3).

При устройстве тротуаров высотой 0.3 м и шириной 0.8 м, или устройства ниш через 25 м со стороны свободного прохода для людей ширина прохода может быть уменьшен до 1.0 м. Ниши при их устройстве должны иметь высоту 1.8 м, ширину 1.2 м, глубину 0.7м.

В погрузочно-доставочных выработках очистных блоков, предназначенных для погрузки руды и доставки её к транспортной выработке, в выработках, находящихся в проходке, а также в подэтажных выработках, предназначенных для бурения шпуров и скважин в очистных забоях, при скорости движения машин не превышающей 10 км/час, при исключении нахождения в таких выработках людей, не связанных с работой машин, должны приниматься зазоры не менее 500 мм с каждой стороны.

В доставочных выработках, предназначенных для доставки в блоки оборудования материалов и людей, при скорости движения машин свыше 10 км/час, должны приниматься зазоры:

— 600 мм с каждой стороны при исключении случаев передвижения людей пешком;

— 1200 мм со стороны прохода для людей и 500 мм с другой стороны, когда передвижение людей пешком не исключается.

Сечения подготовительных выработок (откаточные этажные штреки, ходовые и вентиляционные восстающие, выработки под самоходное оборудование) типизированы.

Минимальные сечения выработок в свету должны быть:

— для откаточных и главных вентиляционных выработок не менее 4 м 2 при деревянных и металлических крепях и не менее 3.5 м 2 при бетонной, набрызгбетонной и штанговой крепях при высоте этих выработок в свету не менее 2.0 м от головки рельса;

— для вентиляционных и промежуточных штреков не менее 3-х м 2 при высоте этих выработок в свету не менее 1,8 м;

— для вентиляционных восстающих и сбоек — не менее 1,5 м 2 .

2. Допустимые ПБ скорости движения воздуха в выработке.

Горные выработки, призабойные пространства, вентиляционные устройства	Максимальная скорость воздуха, м/с
Вентиляционные скважины	Не ограничена
Стволы и вентиляционные скважины с подъемными установками, предназначенными только для подъема людей в аварийных случаях, вентиляционные каналы
Стволы, предназначенные только для спуска и подъема грузов
Кроссинги трубчатые и типа перекидных мостов
Стволы для спуска и подъема людей и грузов, квершлаги, главные откаточные и вентиляционные штреки, капитальные и панельные бремсберги и уклоны
Все прочие горные выработки, проведенные по углю и породе
Призабойные пространства очистных и тупиковых выработок

3. Параметры типовых сечений выработок.

а. анкерная крепь

Сечения горных выработок прямоугольной формы при анкерной крепи (Таблица 1)

Площадь сечения выработки, м 2	Размеры, мм (рис.3, а)
в проходке	в свету после осадки	B	Bпр	a	a1	a2
6,2	5,2
7,7	6,5
8,8	7,5
10,2	8,6
11,3	9,6
12,0	10,3

Сечения горных выработок сводчатой формы при анкерной крепи (Таблица 2)

Площадь сечения выработки, м 2	Размеры, мм (см. рис. 1, б)
в проходке*	в свету после осадки	h1	h2	R	R’	B	Bпр	a	a1
8,7	7,5
9,6	8,3
11,6	10,0
13,1	11,5
14,2	12,5

Примечание. * Без учёта канавки, площадь сечения которой составляет 0,1 м 2

б. Рамная крепь

Сечения выработок с пятизвенной арочной податливой крепью (Таблица 3)

Площадь поперечного сечения выработки, м 2	Размеры, мм (см. рис. 2, а)
Впр	Вкр	В	Hпр	Hкр	h1	h2
в проходке *	в свету
9,2	7,3
9,9	7,9
10,5	8,5
10,1	8,2
10,8	8,9
11,6	9,6
11,9	9,8
12,7	10,3
13,5	11,0
14,2	11,6
15,1	12,5
16,1	13,3
17,3	14,3
18,3	15,2
19,3	16,2
19,3	16,0
20,4	17,1
21,5	18,1

Сечения выработок с трёхзвенной арочной податливой крепью (Таблица 4)

Площадь сечения выработки, м 2	Размеры, мм (см. рис. 2, а)
Bпр	Bкр	B	Hпр	Hкр	h1	h2
в проходке *	в свету
8,2 8,1	6,4 6,0	3170	2870	2460	2790	2580	2190	2380
9,3 9,2	7,3 6,7	3490	3180	2780	2870	2660	2270	2460
10,8 10,6	8,5 8,0	3770	3450	3070	3130	2910	2520	2710
13,0 12,9	10,4 9,8	4410	4070	3690	3260	3030	2640	2830
15,9 15,7	12,8 12,2	5000	4630	4250	3580	3340	2950	3140
17,8 17,6	14,5 13,8	5440	5070	4700	3690	3450	3060	3250
20,8	17,2 16,4

Сечения выработок трапециевидной формы с деревянной крепью Таблица 5

Площадь сечения выработки, м 2	Размеры, мм (см. рис. 2, б)
в проходке *	в свету	Ширина выработки в проходке	l1	Bкр	B	Hпр
до осадки	после осадки	по почве Впр	по кровле l3
8,5	6,2	5,9
10,4	7,7	7,3
11,8	8,9	8,4
13,6	10,2	9,7
14,6	11,3	10,8

Примечание. * Без учёта канавки, сечение которой в проходке составляет 0,1 м 2

в. Выработки, проводимые без крепи или закрепленные набрызг-бетонном и набрызг-бетонном с сеткой

Параметры сечений выработок, проводимых без крепи рассчитывают по следующей схеме

Высота свода выработки

Радиус боковых дуг свода коробового типа

r = 0,262B.

Радиус осевой дуги свода

Высота выработки в проходке

где h_с –высота прямолинейной части боковой стенки выработки, h_c = B

Площадь поперечного сечения выработки, м 2

Сечение выработок под самоходное оборудование

(по атласу «Системы разработки» Гипроруда)

Оборудование	Параметры на прямолинейном участке (см. рисунок)
Сумма зазоров,(m+b) мм	B, мм	H, мм	hс, мм	hсв, мм	Sсв.р. м 2	Sсв.о. * м 2
ПДМ ковшово-кузовные
ПТ-4)	500-500	7,13	7,2
1200-500	9,58	9,6
ПТ-6	ИЗО	9,86	9,9
12,69	12,7
Каводрилл-710	10,77	10,8
13,68	13,7
ПДМ ковшовые
ПД-5	8,66	8,7
11,29	11,3
ПД-8	12,05	12,1
15,08	15,1
ПД-12	13,79	13,8
17,20	17,2
СТ-2А	7,50	7,5
9,85	9,9
СТ-5А	9,47	9,5
12,03	12,0
СТ-8А	10,57	10,6
13,28	13,3
Эймко-915	9,47	9,5
12,03	12,0
ПНК4 (ПДКН)	8,9	9,0
СКП	8,9	9,0
Машины для крепления выработок
СБ-67 (рельсовая)	4,7	4,7
ВОМ (с БМ-60 или СУБ-1 дляПН-Ш)	7,17	7,2
9,55	9,6
МТМ	8,3	8,3
Оборудование для доставки материалов и монтажа
ДЗ	7,07	7,1
УВМ-2	7,17	7,2
Мули-Т (Олеманн)	8,3	8,3
Флекситрак	6,18	6,2
Берга-танк	8,3	8,3
Конвейеры
ВУР-80М1	5,34	5,4
КС-В	4,93	5,0
КЛТ-120	6,65	5,7
КЛЗ	5,82	5,9

Примечание.S_{св. р} и S _св.о — площадь поперечного сечения в свету расчетная, и принимаемая к расчету (округленная).

Рекомендуемая литература:

1. Справочник по креплению горных выработок./ Гелескул М Н., Хорин В.И. и др. М., Недра, 1972.

2. Справочник. Машины и оборудование для угольных шахт/ под ред. В.И. Хорина.- М., Недра. 1987.

3. Справочник. Подземный транспорт шахт и рудников/ под общ. Ред. Я.Г. Пейсаховича, И.П.Ремизова.-М., Недра 1985

4. Справочник по горнорудному делу/ под ред. В.А.Гребенюка, М., Недра, 1983.

5. ПБ 05-615-03. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. «Российская газета №120/1 от 21 июня 2003.

6. ПБ-03-553-03. Правила безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом «Российская газета №120/1 от 21 июня 2003.

Таблица исходных данных к РГР 1 для ТПП (Введение в специальность) (Исправленная)

Вариант	Мощность пласта, м	Угол падения пласта, град.	Тип выработки	Число рельсовых путей и ширина колеи	Тип рельса	Транспортная машина, или вагонетка	Кол-во воздуха, проходящего по выработке, м 3 /с	Тип крепи
0,7	Штрек	1/600	Р-24	7КР1У	КМП-А3
1,0	Штрек	1/900	Р-33	7КРУ	КМП-Т
1,5	Штрек	2/600	Р-24	4КР1	КМП-А5
2,0	Гл. отк. штрек	2/900	Р-38	КТ14	БКА
2,5	Уклон	—	—	2ЛУ-120	КМП-А5
3,0	Бремсберг	—	—	2ЛУ100	КМП-П
0,5	Ходок	1/600	Р-33	ВЛН1-10Г	Деревянная
—	—	Квершлаг	2/600	Р-24	7КР1У	БКЗ
1,2	Штрек	1/900	Р33	2Л-100У	Штанговая
1,4	Штрек	2/600	Р-33	ВПГ-12	КМП-А3
1,6	Штрек полевой	2/900	Р-33	ВПГ-15Г	Штанговая
1,8	Наклонный ствол	—	—	2Л-100У и 6ДМКУ с ПТО900-20	Сборная железобетонная
2,0	Уклон	—	—	2ЛУ-120 и	КМП-П
2,2	Ходок	1/900	Р-33	ВЛН2-15Г	КМП-3А
2,4	Штрек	2/600	Р-24	АК2У	Штанговая с сеткой
2,6	Штрек	2/900	Р-38	5АРВ2М	КМП-К4
2,8	Штрек	1/900	Р-33	2Л-100У и АРП-14	КМП-3А
0,7	Штрек	1/600	Р-24	Г-6	Дерево, полный дверной оклад
3,2	Уклон	1/900-	Р-33-	ДКН	КМП-Т
3,4	Бремсберг	—	—	2ДМД	КМП-П
2,5	Просек	—	—	СП202	Деревянная
2,0	Печь	—	—	—	Деревянная
1,5	Скат	—	—	—	Деревяннаяо

Таблица исходных данных к РГР 1 для ТПР (Введение в специальность). 2009/10

Вариант	Мощность залежи, м.	Угол падения, град.	Коэфф. крепости руд и пород, fр.и п.	Выработка и наличие прохода для людей	Кол-во воздуха, проходящего по выработке, м 3 /с	Вид крепи	Транспортная машина	Число рельсовых путей / ширина колеи, мм / тип рельса
1.0	> 12	Буровой штрек, нет	Набрызгбетон 2,0 см	ПД-5	—
1.0	Доставочный штрек, есть	Штанги 1х1 м, lшт = 1,5м	СТ-8А	—
1.0	Штрек, есть	Штанги 0,7х0,7 м, , lшт = 2 м; набрызгбетон 3,0 см	СТ-2А	—
0.5	Штрек	Штанги 1х1 м, , lшт = 1,2 м; подхват 4,5 см	3КР-600	1/600/Р-24
2.0	Штрек	Бетон 50 см	10КР-2	2/900/Р-33
2.0	Штрек	Бетон 30 см	10КР-2	1/900/Р-33
3.0	>10	Штрек	Штанги 1х1 м, , lшт = 1,5 м; набрызгбетон 3,0 см.;	14КР-2	1/900/Р-38
0.2	Штрек,	Штанги 0,6х0,6 м, , lшт = 2,0 м	14КР-2	1/900/Р-33
8.0	Штрек у висячего боко, есть	Штанги 1х1 м, lшт = 1,2 м; набрызгбетон 3 см;	ПД-8	—
16.0	Штрек у лежачего бока, нет	Штанги 1х1, , lшт = 2,0 м; набрызгбетон 5 см	ПД-12	—
1,2	Штрек, есть	КМП-3А	СТ-2А	—
3,5	Буровой штрек, нет	Набрызгбетон	СТ-5А	—
2,5	Штрек, есть	Штанги 0,7х0,7, , lшт = 1,2 м; набрызгбетон 5 см.	СТ-8А	—
1.5	>12	Штрек, нет	Штанги 0,8х0,8 м, lшт = 1,8 м	ВС-5М	—
2.5	Штрек, есть	КМП-5А	4ВС-10В	—
3.0	Конвейерный восстающий	Рамная, дерево d = 20 см, затяжка 4 см	2ЛУ100	—
2.0	Наклонный восстающий	Стены бетон; верхняк дерево d = 120 мм; затяжка 6,0 см	ВЛН2-10Г	1/900/Р-33
0.5	Вент-ход восстающ., 2 отдел.	Сплошная срубовая, дерево d = 18 см	—	—
1.3	Накл. восстающий, 3 отдел.	Рамная сплошная, дерево d = 15 см	—	—
0.3	Вентиляционный восстающий	Рамная; дерево d = 18 см; затяжка 5 см	—	—
4,0	Гл. откаточный штрек, есть	Бетон, 40 см	МоАЗ-6401- 9585	—
2,5	>12	Штрек, нет	Штанги 0,8х0,8, lшт = 2,0 м; набрызгбетон 2,5 см.	5ВС-15	—
1,5	Доставочный штрек, нет	КМП-5А	«Минка — 26»	—
Орт	КМП 3А	ПД-8	—
Квершлаг	КМП 3А	ПД-12	—
1,0	Наклонный автосъезд, есть	Штанги 0,8х0,8, lшт = 2,0 м; набрызгбетон 3,0 см.	Supra-0022H
Транспортный орт, нет	Штанги 0,8х0,8, lшт = 2,0 м; набрызгбетон 2,0 см.	ТОRO 1150

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет)

По дисциплине: Введение в специальность (основы горного дела)

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Расчетно-графическое работа №2

«Расчет основных параметров шахтного поля»

Выполнил:студент гр. ТПП (ТПР)_____________________/………………. /

Проверил: доцент каф РМПИ______________________________/Антонов А.А./

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

В работе требуется:

1. Определить основные параметры шахты, размеры и балансовые запасы шахтного поля;

2. Уточнить, при необходимости, срок службы шахты.

4. Выполнить в масштабе эскиз геологического разреза месторождения по линии падения свиты пластов; проекции шахтного поля на горизонтальную, а для крутопадающих пластов на вертикальную плоскость; разреза свиты пластов по линии простирания в горизонтальной плоскости

📹 Видео