площадь сечения горных выработок

Видео:Горные выработкиСкачать

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.

3. Параметры типовых сечений выработок.

а. анкерная крепь

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

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

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

б. Рамная крепь

Сечения выработок с пятизвенной арочной податливой крепью (Таблица 3)

Сечения выработок с трёхзвенной арочной податливой крепью (Таблица 4)

Сечения выработок трапециевидной формы с деревянной крепью Таблица 5

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)

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)

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

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:Видеолекция «Горные выработки»Скачать

Типовые сечения и определение размеров поперечного сечения горно-разведочных выработок

Видео:Вебинар на тему: "Трехмерное моделирование в горной промышленности с использованием K-MINE"Скачать

Горизонтальные выработки

Для горизонтальных горно-разведочных выработок установлены две формы поперечных сечений: трапециевидная (Т) и прямоугольносводчатая с коробовым сводом (ПС). На рис. 9-10 показаны типовые сечения горных выработок различной формы.

Различают площади поперечного сечения горизонтальных выработок в свету, в проходке и вчерне. Площадь в свету (S_CB) — это площадь, заключенная между крепью выработки и ее почвой, за вычетом площади сечения, которая занята насыпанным на почве выработки балластным слоем (при его наличии).

Площадь в проходке (S,_]p) — площадь выработки, какой она получается в процессе проведения до возведения крепи, настилки рельсового пути, устройства балластного слоя и прокладки инженерных коммуникаций (кабелей, воздухо-, водопроводов и пр.). Площадь вчерне (5„_ч) — площадь выработки, которая получается при расчете (проектная площадь).

Допустимые превышения площади в проходке над проектной (вчерне) приведены в табл. 2.

Категория пород по буримости

Максимально допустимый коэффициент превышения при площади сечения выработки

Рис. 9.1. Типовое сечение выработок трапециевидной формы с деревянной крепью: а — скреперная доставка породы; б — конвейерная доставка породы; в — ручная откатка породы; г-локомотивная откатка породы; д — двухпутевая выработка с локомотивной откаткой породы

Рис. 9.2. Типовое сечение выработок прямоугольно-сводчатой формы без крепления или с анкерным (набрызг-бетонным) креплением: а — скреперная доставка породы; б — конвейерная доставка породы; в — ручная откатка породы; г — локомотивная откатка породы; д — двухпутевая выработка с локомотивной

Рис. 10. Типовое сечение выработок с монолитной бетонной крепью с локомотивной откаткой породы: а — однопутевая; б — двухпутевая

Таким образом, площадь ссчсния выработки в проходке или, с другой стороны,

Так как S_B4 = S_CB + S_Kp, то расчет площади сечения выработки начинают с расчета в свету, где S_Kp — сечение выработки, занимаемое крепью; К„ — коэффициент перебора сечения (коэффициент излишка сечения — КИС).

Размеры площади поперечного сечения горизонтальных выработок в свету определяют исходя из условий размещения транспортного оборудования и других устройств с учетом необходимых зазоров, регламентированных Правилами безопасности.

При этом необходимо рассмотреть следующие возможные случаи проведения выработок и расчета сечения:

• 1. Выработка проходится с креплением, и погрузочная машина работает в закрепленной выработке. В этом случае расчет ведут по наибольшим габаритам подвижного состава или погрузочной машины.
• 2. Выработка проходится с креплением, но крепь отстает от забоя более чем на 3 м. В данном случае погрузочная машина работает в незакрепленной части выработки.

При расчете размеров площади сечения но наибольшим габаритам подвижного состава необходимо сделать поверочный расчет (рис. 11):

Расшифровка данных приведена ниже (табл. 5).

3. Выработка проходится без крепления. Тогда размеры сечения рассчитываются по наибольшим габаритам проходческого оборудования или подвижного состава.

Основные размеры подземных транспортных средств стандартизированы с целью типизации сечений выработок, конструкции крепи и проходческого оборудования.

Для выработок трапециевидной формы разработаны типовые сечения с применением сплошной крепи, крепи вразбежку, с затяжкой только кровли и с затяжкой кровли и боков.

Типовые сечения выработок прямоугольно-сводчатой формы предусмотрены без крепи, с анкерной, набрызг-бетонной и комбинированной крепями.

Основные размеры типовых сечений выработок типа Т и ПС даны в табл. 3 и 4.

Основные размеры сечений выработок трапециевидной формы (Т)

Размеры сечения, мм

Размеры сечения, мм

Основные размеры сечений выработок прямоугольно-сводчатой

Размеры сечения, мм

Площадь сечения в свету, м 2

Рис. 11. Схемы условий работы погрузочной машины в забое: а —в незакрепленном призабойном пространстве; б-в закрепленном призабойном пространстве

Расчетные формулы для определения размеров сечений выработок типов Т и ПС приведены в табл. 5, 6.

Выработки трапециевидной формы

Выбирается по каталогам

От почвы до головки рельс

й| = /b + Ар + 1/3 hum

Балластного слоя (трапа)

Выработки от головки рельса до верхняка

Выбираются в соответствии с ПБ

Выработки в свету: без рельсового пути при скреперной уборке породы при конвейерной доставке породы при наличии рельсового пути: без балластного слоя с балластным слоем

Выработки вчерне: без балластного слоя с балластным слоем

По подошве: без рельсового пути при наличии рельсового пути без балластного слоя с балластным слоем

Выработки вчерне: верхнего основания нижнего основания с балластным слоем без балластного слоя

Между транспортным оборудованием и стенкой выработки Между подвижными составами

Выбирается согласно ПБ (т > 250 мм, с > 200 мм)

Стоек, верхняка из кругляка

От оси пути (конвейера) до оси выработки: однопутевой двухпутевой

к = (п+ Ы2) — Ы2 к = Ы2-(п+Ы2)

Поперечного сечения: в свету вчерне

Поперечного сечения: в свету вчерне

Выработки прямоугольно-сводчатой формы

Выбирается по каталогам

Or почвы до головки рельса

Балластного слоя (трапа)

Выбираются в соответствии с ПБ

От головки рельса до верхней точки свода

при набрызг-бетонной, штанговой и комбинированной крепях

при бетонной крепи

Выработки в свету: без рельсового пути: при скреперной уборке породы при конвейерной при наличии рельсового пути:

без балластного слоя с балластным слоем

Стенки выработки вчерне:

при скреперной уборке породы с балластным слоем (трапом)

Выбирается по каталогам

Выработки в свету: однопутевой двухпутевой

• 0 3
• 1 си

Осевой дуги свода: при /?о = 6/4 при h₀ = ЫЗ

Боковой дуги свода: при h₀ = Ы4 при /?о = 6/3

без балластного слоя с балластным слоем при h₀ = ЫЗ:

без балластного слоя с балластным слоем

В свету: при ho = 6/4 при /?о = 6/3

Площадь поперечного сечения выработки, м 2

без крепи или штанговой крепи

при набрызг-бетонной и комбинированной крепи при бетонной крепи прямоугольной части выработки

сводчатой части выработки подпочвенной части крепи

• ?_ч = 6(6₆+ 0,1756)
• ?„ = 6„(6₍,+ 0,1756)
• ?„ = 5_CB + 5i + Si + 5з

& = 0,157(1 + Л/6)(6, 2 — 6 2 )

Размеры подпочвенной части крепи

Выбираются в зависимости от свойств пород и ширины выработки

Все горизонтальные выработки, по которым производится транспортирование грузов, должны иметь на прямолинейных участках зазоры между крепыо или размещенным в выработке оборудованием, трубопроводами и наиболее выступающей кромкой габарита подвижного состава нс менее 0,7 м (п > 0,7) (свободный проход для людей), а с другой стороны — нс менее 0,25 м (т > 0,25) при деревянной, металлической и рамных конструкциях железобетонной и бетонной крепи и 0,2 м — при монолитной бетонной, каменной и железобетонной крепи.

Ширина свободного прохода должна быть выдержана на высоте выработки не менее 1,8 м (h = 1,8).

В выработках с конвейерной доставкой ширина свободного прохода должна быть не менее 0,7 м; с другой стороны — 0,4 м.

Расстояние от верхней плоскости ленты конвейера до верхняка или кровли выработки — не менее 0,5 м, а у натяжных и приводных головок — не менее 0,6 м.

Зазор с между встречными электровозами (вагонетками) по наиболее выступающей кромке — не менее 0,2 м (с > 0,2 м).

В местах сцепки-расцепки вагонеток расстояние от крепи или размещаемого в выработках оборудования и трубопроводов до наиболее выступающей кромки габарита подвижного состава должно быть не менее 0,7 м с обеих сторон выработки.

При откатке контактными электровозами высота подвески контактного провода должна быть не менее 1,8 м от головки рельса. На посадочных и погрузочно-разгрузочных площадках, в местах пересечения выработок с выработками, где имеется контактный провод и по которым передвигаются люди, — не менее 2 м.

В околостволыюм дворе — в местах передвижения людей до места посадки — высота подвески не менее 2,2 м, в остальных околоствольных выработках — не менее 2 м от головки рельсов.

В околоствольных дворах, на основных откаточных выработках, в наклонных стволах и уклонах при применении вагонеток емкостью до 2,2 м3 должны применяться рельсы типа Р-24.

Шахтные рельсовые пути при локомотивной откатке, за исключением выработок с пучащей почвой и со сроком службы менее 2 лет, должны быть уложены на щебеночном или гравийном балласте из крепких пород с толщиной слоя под шпалами не менее 90 мм.

Видео:Примеры использования скриптов в ГГИС MicromineСкачать

Формы и размеры поперечного сечения выработок

Форма поперечного сечения выработок зависит от физико-механических свойств пересекаемых ими пород, срока службы выработки, назначения, а также свойств материала крепи.

Наиболее распространенной формой поперечного сечения вертикальных стволов является круглая, редко им придают прямоугольную форму. Для крепления стволов, имеющих круглую форму поперечного сечения, применяют монолитный бетон, чугунные тюбинги, а прямоугольную — дерево.

Формы поперечных сечений горизонтальных и наклонных выработок более разнообразны. При деревянной крепи выработкам придают форму прямоугольника или трапеции (рис. 1.4), при бетонной — типичной является сводчатая форма с вертикальными боковыми стенками, при металлической — арочная, при сборной железобетонной — полигональная, прямоугольная, арочная. В зависимости от величины и направления давления горных пород (бокового или со стороны почвы) выработкам придают круглую, подковообразную или овальную форму.

Рис. 2. Формы поперечного сечения выработок: а — прямоугольная; б — трапециевидная; в-сводчатая; г — арочная; д — полигональная

Размеры поперечного сечения выработки определяются габаритами подъемных сосудов или транспортного оборудования (клети, скипы, вагонетки, электровозы, конвейеры и др.), необходимыми зазорами между крепью и указанным оборудованием, а также количеством воздуха, который должен проходить по выработке. Необходимо, чтобы площадь поперечного сечения выработок обеспечивала бы перемещение по ним воздуха со скоростями не более предельно допустимых; в стволах, предназначенных только для спуска и подъема грузов, — 12 м/с; в стволах, используемых для подъема людей, в квершлагах, откаточных и вентиляционных штреках, капитальных и панельных бремсбергах и уклонах — 8 м/с; во всех прочих горных выработках, проведенных по углю и породе — 6 м/с; в рабочем пространстве очистных забоев — 4 м/с.

В вертикальных стволах дополнительно учитываются расположение и число подъемных сосудов, наличие другого оборудования (лестничное отделение, трубопроводы, электрокабели и др.), а в горизонтальных и наклонных выработках — число рельсовых путей.

Площадь сечения выработки, определяемая по внутренним образующим крепи, называется площадью сечения в свету. Площадь поперечного сечения круглых стволов в свету характеризуется диаметром ствола, который принимается от 4 до 8,5 м с интервалом через 0,5 м (площадь сечения от 12,6 до 56,7 м 2 ).

Минимально допустимая площадь поперечного сечения горизонтальных и наклонных выработок составляет 3,7 м 2 . Отдельные выработки имеют площадь сечения 20-25 м .

Для облегчения определения размеров поперечного сечения выработок на производстве и при проектировании, а также для типизации характеризующих выработку параметров, проектными организациями разработаны типовые сечения различных горизонтальных и наклонных горных выработок с учетом особенностей разработки месторождений, различных видов крепи и применяемого транспортного оборудования.

Под добычей полезных ископаемых понимают извлечение их из недр в результате разработки месторождения. Различают два способа добычи: без изменения и с изменением агрегатного состояния полезного ископаемого. К первому относят добычу твердых полезных ископаемых подземным, открытым и подводным способами; ко второму — подземную газификацию угля или выплавку серы методом Фраша.

Подземный и открытый способы являются традиционными, освоенными и широко применяемыми. Однако в последние десятилетия возрастает значение добычи полезных ископаемых со дна морей и океанов. Крупные месторождения газа эксплуатируются под водами Северного моря. У берегов Аляски морские драги моют золото, у берегов Намибии — алмазы, у берегов Шри Ланки и Западной Австралии идет добыча из морских россыпей минералов, содержащих титан и цирконии.

Подземная газификация заключается в том, что каменный или бурый уголь под воздействием химически активных компонентов — кислорода, паров воды и диоксида углерода превращаются на месте залегания в энергетический или технологический газ.

Идея подземной газификации угля, высказанная Д.И. Менделеевым, впервые была реализована в нашей стране, найдены и проверены в разнообразных природных условиях технические решения основ ее практического осуществления.

Горное давление в очистном забое. Классификация вмещающих пород

При подземной добыче полезного ископаемого в толще горных пород образуются пустоты — выработанное пространство. Выработки, из которых производится выемка полезного ископаемого, называются очистными. Для обеспечения устойчивости очистных выработок, а в отдельных случаях и для защиты земной поверхности от образования провалов и трещин, в выработанном пространстве иногда оставляют участки полезного ископаемого — опорные целики — или же ведут очистные работы с закладкой или обрушением вмещающих пород. Опорные целики предназначены для удержания вышерасположенных пород от обрушений, а земной поверхности от опускания. При разработке месторождения с закладкой выработанное пространство заполняют пустыми породами (закладочным материалом); если разработка ведется с обрушением, то породы кровли над выработанным пространством не удерживают ни целиками, ни закладочным массивом, и они обрушаются, заполняя выработанное пространство и воспринимая на себя давление вышележащих пород. Указанные мероприятия направлены на защиту горных выработок от воздействия на них так называемого горного давления.

Горное давление — это силы, возникающие в массиве горных пород, окружающем горную выработку. Проявляется оно в деформациях и разрушении крепи, опускании и обрушении пород, окружающих горную выработку, пучении почвы, раздавливании целиков, уплотнении закладочного массива и т.д. Основные причины, вызывающие горное давление, — собственный вес пород, тектонические силы и температурные градиенты.

В комплексе вопросов, с которыми встречаются горная наука и практика, горное давление занимает одно из важнейших мест, так как эффективность и безопасность ведения горных работ в значительной степени зависят от характера его проявления и от, умения управлять им.

Факторы, влияющие на характер проявления горного давления, весьма разнообразны и могут быть разделены на две группы: геологические и горнотехнические. К первой группе относят физико-механические свойства горных пород и пласта, его угол падения и мощность, глубину залегания, обводненность вмещающих пород, строение кровли, почвы и мощности слагающих их слоев и др. Ко второй — размеры выработки, срок ее поддержания, скорость подвигания забоя лавы, способ выемки полезного ископаемого, тип и характеристика применяемой крепи, способ управления горным давлением.

Физико-механические свойства горных пород являются главным фактором, определяющим характер проявления горного давления, их устойчивость и склонность к самообрушению.

В зависимости от способности отдельных слоев породы кровли и почвы к самообрушению, а также от расположения их по отношению к угольному пласту различают ложную, непосредственную и основную кровлю, а также непосредственную и основную почву.

Ложной кровлей называют залегающий непосредственно над разрабатываемым пластом слой породы незначительной мощности (до 0,5-0,6 м), который легко обрушается одновременно с выемкой угля или с некоторым отставанием от нее. Следует отметить, что многие пласты не имеют ложной кровли.

Непосредственной кровлей называют залегающую над пластом или ложной кровлей толщу пород, которая легко обрушается, причем на небольших площадях после удаления индивидуальной или передвижения механизированной крепи очистной выработки.

Основной кровлей называют толщу крепких, устойчивых пород, залегающих над непосредственной кровлей и обрушающихся при значительной площади обнажения. Основная кровля может залегать и непосредственно над пластом угля.

Ложная кровля обычно состоит из углистых и слабых аргиллитов; непосредственная кровля чаще всего представлена алевролитами или аргиллитами, а основная — известняками и песчаниками, реже крепкими аргиллитами.

Толщу пород, залегающую непосредственно под угольным пластом, называют непосредственной почвой. Со свойствами непосредственной почвы связаны явления пучения пород, вдавли-, вания в нее крепи, а на крутом падении — сползание и обрушение.

Толщу пород, залегающую ниже пород непосредственной почвы, называют основной почвой.

Породы кровли разделяют на четыре класса (по классификации бывшего ВУГИ) по их обрушаемостщ в основу классификации положены характер обрушаемости и высота их обрушения.

Класс I — в непосредственной кровле залегает толща легко-обрушающихся пород. Мощность этой толщи, состоящей из нескольких слоев, более 6-8-кратной мощности разрабатываемого пласта.

Класс II — в непосредственной кровле залегает толща легко обрушающихся пород мощностью менее 6-8-кратной мощности разрабатываемого пласта. В основной кровле залегают трудно-обрушающиеся породы, которые обрушаются лишь спустя некоторое время после выемки угля и обнажения кровли на значительной площади.

Класс III — в непосредственной кровле залегает относительно мощный пласт труднообрушающихся пород. В отдельных случаях непосредственная кровля отсутствует и над пластом залегает основная кровля, допускающая обнажения на значительной площади.

Класс IV — в непосредственной кровле залегают породы, способные плавно прогибаться без значительных разрывов и трещин (при мощности пласта до 0,8-1,0 м).

Породы кровли имеют различную устойчивость. Устойчивостью называют свойства пород удерживаться от сдвижения, деформации или обрушения при обнажении их по мере выемки угля. В зависимости от площади и времени сохранения устойчивости без применения крепи различают кровли совершенно неустойчивую, неустойчивую, средней устойчивости, устойчивую и весьма устойчивую.

Способы бесцеликовой охраны выработок

Установлено, что с ростом глубины отработки запасов ширина предохранительных целиков около подготавливающих выработок увеличивается приблизительно в соотношении 10 м на каждые 100 м глубины.

При ведении горных работ на глубине 600 м и более охрана выемочных выработок целиками угля, размеры которых достигают 45-60 м, становится нерациональной: увеличиваются потери угля в недрах, повышается опасность газодинамических явлений, горных ударов, завалов лав и выработок на соседних пластах в зоне влияния оставленных целиков, усложняется транспорт угля, растет газообильность выемочных участков вследствие дренирования метана из целиков.

В этой связи рациональными являются также технологические схемы отработки пластов, при которых исключается необходимость оставления целиков угля для охраны выработок, обеспечиваются достаточно высокая концентрация горных работ и нормальные условия функционирования всех технологических звеньев шахты. Для этого выемочные выработки необходимо располагать в зонах с пониженным горным давлением, т.е. там, где используется эффект разгрузки пород от напряжений в краевой части угольного массива, прилегающей к выработанному пространству, применять так называемые бесцеликовые технологические схемы отработки пластов.

Указанные выше схемы разделяются на две группы: с повторным использованием выработок, например, вначале для транспортных, а затем вентиляционных целей, и с проведением указанных выработок вприсечку к выработанному пространству, в зоне установившегося горного давления.

Проведение выработок вприсечку производится с отставанием от забоя лавы не менее чем на 60-120 м на пластах, склонных к самовозгоранию, и не менее 120-180 м в зависимости от характера обрушаемости и слеживаемости пород в прочих условиях. При этом предусматривается запас поперечного сечения выработки на осадку в пределах 500-700 мм. Выработки крепятся металлическими арками с плотностью установки не менее 1,5 арки на 1 м.

Присечка может быть с частичным сохранением старой выработки, полная и с оставлением между вновь проводимой выработкой и обрушенными породами полосы угля шириной до 1 м (рис. 8.7). Последнюю схему следует применять только на непожароопасных пластах.

Бесцеликовая схема с повторным использованием горных выработок применяется преимущественно в благоприятных горно-геологических условиях: при глубине работ не более 700 м; мощности пластов до 3,5 м, если их угол падения не превышает 35°, и до 1,5 м — при любых углах падения; породы кровли любые по устойчивости; при отсутствии пучащих пород в почве пласта и притока воды, т.е. в тех случаях, когда с помощью имеющихся технических мероприятий обеспечивается нормальное состояние выработок без больших объемов работ по их поддержанию. Выемочные выработки для поддержания позади очистного забоя с целью повторного использования необходимо охранять с помощью специальной крепи или искусственных ограждений: железобетонные тумбы — при пластах мощностью менее 1,5 м при среднеобрушаемых породах кровли и прочных породах почвы; органную крепь — при мощности пласта от 1,5 до 3 м, костры — при наличии ложной кровли; жесткие полосы из быстротвердеющих материалов — при средне- и труднообрушаемых породах кровли, особенно при необходимости обеспечения изоляции выработанного пространства.

Для улучшения устойчивости повторно используемых выемочных выработок во всех случаях, когда смещение пород превышает конструктивную податливость выбранной крепи, впереди забоя лавы на 20-30 м и позади его на 100-120 м устанавливают специальную крепь усиления из металлических стоек с несущей способностью не менее 100 кН на 1 м выработки.

Крепь усиления устанавливают под каждый верхняк арки впереди движущейся лавы, а в зоне установившихся смещений вмещающих пород, т, е, позади лавы, ее в направлении подвигания забоя с той же скоростью демонтируют, транспортируют на штрековом конвейере и вновь устанавливают.

📸 Видео

Расчет объемов методом вертикальных сеченийСкачать

Способы замера расхода воздуха депресии в горных выработках.Скачать

Вебинар на тему: "Расчет систем шахтной вентиляции на базе программного обеспечения K-MINE"Скачать

Кулнияз С.С. - Технология ведения взрывных работ. 10 лекцияСкачать

Котика ударило током, 10 т. ВольтСкачать

Математика это не ИсламСкачать

М 1-9 Расчетные параметры скальных грунтовСкачать

Технологии подэтажного обрушения в горном деле. Савич Игорь Николаевич, МГИ НИТУ МИСиССкачать

Складчатые пояса и горы.Скачать

Гриневский С.О. - Гидрогеология.Часть 2 - 16. Методы гидрогеологических исследований. БурениеСкачать

Чем ограничена высота гор?Скачать

Геометрия На рисунке изображено поперечное сечение траншеи, которое имеет форму трапеции ВычислитеСкачать

Лекция 1 Этапы и периоды открытых горных работСкачать

Тенденции подготовки горных инженеров для горно-геологической отрасли. А.В.Верчеба, МГРИ-РГГРУСкачать

Как движутся континенты?Скачать

Горное дело и горная наука как локомотив развития цивилизацииСкачать