Выбор формы и размеров поперечного сечения участковых подготовительных выработок

 

В угольной промышленности России на 1000 т добываемого угля проводят около 12 − 15 м выработок. Из общего объема капитальных вложений в горные работы на долю квершлагов и полевых штреков приходится 30 − 35%; штреков по полезному ископаемому и с подрывкой породы 17 − 20%; бремсбергов 4 − %; уклонов 15 − 20%; выработок околоствольного двора 20 − 25%; прочих выработок 7 − 8%. Геологические условия проходки горных выработок весьма разнообразны. В угольной промышленности выработки проходятся, в основном, по породам с коэффициентами крепости f = 2 ÷ 7, в отдельных бассейнах - с f = 9 ÷ 12 и редко − в более крепких слоях. Большие объемы проведения выработок требуют весьма тщательно обоснованных решений в части выбора формы и размеров их поперечного сечения, материала и конструкции крепи.

 

Выбор формы поперечного сечения участковых подготовительных выработок

 

Основными факторами, определяющими форму поперечного сечения выработки, являются физико-механические свойства горных пород, назначение и срок службы выработки, материал крепи, положение выработки в пространстве, размеры поперечного сечения выработки, величина и направление горного давления. В зависимости от указанных факторов горные выработки имеют различные формы поперечного сечения. В производственной практике для горизонтальных и наклонных выработок наибольшее распространение получили арочная, трапециевидная, прямоугольная и сводчатая формы поперечного сечения. В меньшей степени применяются круглая, эллиптическая и полигональная формы.

При указанных выше горно-геологических условиях применим арочную форму поперечного сечения участковых подготовительных выработок.

Арочная форма с металлической рамной крепью применяется при проходке выработок в породах с коэффициентом крепости f = 3 ÷ 9, находящихся в зоне установившегося горного давления, а также в зоне влияния очистных работ при отсутствии пучащих пород в почве. Достоинство арочной формы заключается в том, что по своей конфигурации она приближается к своду естественного равновесия, что уменьшает растягивающие напряжения в кровле и, следовательно, горное давление.

 

Выбор размеров поперечного сечения участковых подготовительных выработок. Определение параметров проводимой выработки

 

Размеры поперечного сечения горных выработок определяются количеством воздуха, пропускаемого по этим выработкам; максимальными размерами транспортных средств, применяемых для транспортирования полезного ископаемого, доставки материалов и оборудования; допустимыми зазорами между наружным размером транспортных средств и внутренней стенкой выработки, предусмотренными правилами безопасности (ПБ) и Строительными нормами и правилами (СНиП) по проектированию поперечного сечения.

Поперечные сечения горизонтальных и наклонных выработок должны соответствовать их типовым сечениям. В соответствии с действующими правилами безопасности минимальные площади поперечных сечений горных выработок в свету устанавливаются:

− для главных откаточных и вентиляционных выработок, а также людских ходков, предназначенных для механизированной перевозки людей, − 9 м² при высоте не менее 1, 9 м от почвы (головки рельсов) до крепи или размещенного в выработке оборудования;

− для участковых вентиляционных, промежуточных, конвейерных и аккумулирующих штреков, участковых бремсбергов и уклонов − 6 м² при высоте не менее 1, 8 м;

− для вентиляционных просеков, печей, косовичков и других выработок − 1, 5 м².

Для участковых выработок, находящихся в зоне влияния очистных работ, и для людских ходков, не предназначенных для механизированной перевозки людей, минимальная площадь поперечного сечения допускается 4, 5 м² при их высоте не менее 1, 8 м.

Размеры поперечного сечения выработок различают в свету и в проходке. Размеры в свету определяют в соответствии с правилами безопасности, а размеры в проходке складываются из размеров в свету, толщины крепи, межрамных ограждений и переборов пород, которые при проведении выработок должны быть не более 5% проектной площади их поперечного сечения.

Ширина выработки в свету определяется суммированием ширины транспортных средств и требуемых зазоров. Минимальные величины прохода и зазора между крепью и наиболее выступающей частью подвижного состава должны быть не менее 0, 7 м и 0, 25 м при рамных крепях не менее 0, 7 м и 0, 2 м при сплошной бетонной, каменной и железобетонной крепи. Зазор между наиболее выступающими кромками габаритов встречных электровозов (вагонеток) должен быть не менее 0, 2 м.

На двухпутных участках выработок околоствольных дворов, откаточных и вентиляционных горизонтов, стационарных погрузочных пунктах производительностью 1000 т в сутки и более в местах, где производятся маневровые работы, сцепка и расцепка вагонеток или составов, а также в однопутных околоствольных выработках клетевого ствола зазоры должны быть по 0, 7 м с обеих сторон. В местах посадки людей в пассажирские поезда свободный проход должен быть не менее 1 м. Во всех выработках, оборудованных конвейерной доставкой, ширина прохода должна быть с одной стороны не менее 0, 7 м, с другой стороны − 0, 4 м. Расстояние от верхней выступающей части конвейера до верхняка должно быть не менее 0, 5 м, а от натяжных и приводных головок до верхняка − не менее 0, 6 м. При монорельсовом транспорте расстояние между днищем сосуда или нижней кромкой перемещаемого груза и почвой выработки должно быть не менее 0, 4 м. Зазор между наиболее выступающей частью конвейера и крепью с одной стороны должен быть не менее 0, 7 м, а с другой стороны − не менее 0, 2 м.

В горизонтальных выработках, оборудованных конвейерами и рельсовым транспортом, а также в горизонтальных и наклонных выработках, оборудованных конвейерами и монорельсовым транспортом, зазор между конвейером и крепью должен быть не менее 0, 4 м, между конвейером и подвижным составом − 0, 4 м, между подвижным составом и крепью − 0, 7 м. В наклонных выработках, оборудованных конвейерами и рельсовым транспортом, зазоры между крепью и конвейером должны быть 0, 7 м, между конвейером и подвижным составом - 0, 4 м, между подвижным составом и крепью 0, 2 − 0, 25 м, в зависимости от вида крепи. Указанные выше боковые зазоры и проходы должны соблюдаться на высоте не менее 1, 8 м от почвы (тротуара).

Расчеты выработок

Ширина выработки в свету, исходя из габаритных размеров применяемого оборудования и минимально допустимых зазоров по ПБ, определяется по формулам:

-однопутевая выработка

В=а+А+n

В=0.25+1, 35+0, 7=2, 3м

Выбираем В=2, 46м., Н=2, 79м.

-конвейерная с вспомогательным транспортом

В=а1+А+а2+А1+n

В=0, 4+1, 450+0, 4+1, 35+0, 7=4, 3м

Выбираем В=4, 7м., Н=3, 69м.

Подготовительная выработка	Тип крепи	Площадь сечения выработки	Размеры
В свету после осадки	В свету до осадки	В проходке	Высота Н	Ширина В
Винтеляционный штрек	КПП А3	5, 2	6, 4	8, 2	2, 79	2, 46
Конвейерный штрек	КПП А3	12, 7	14, 5	17, 8	3, 69	4, 7

 

Требуемое сечение выработки в свету по факту проветривания:

Sсв=0, 00154*Q*q*Кп/Vg,

Sсв=0, 00154*1300*8*1.5/6=4.004,

Принимаем значение Sсв=12, 7

 

Определим коэффициент присечки боковых пород

Кпр=(Sпр-Sy/ Sпр )*100%

Sy=m*B/

Sy=1.5*4.7/cos18=7.41

Кпр=(17.8-7.41)/17.8=58.37%

Плотность установки крепи 1, 1-1, 5 рам/м

По горно –геологическим параметрам и параметрам вспомогательных выработок для проходке целесообразно выбрать комплекс 4ПП-2 либо ГПКС.

⇐ Предыдущая12

Поделиться: