Проходка выработок

5. ПРОХОДКА  ВЫРАБОТОК

     Согласно заданию на дипломное проектирование, в данном разделе рассматривается технология строительства северного откаточного штрека гор. +530 м, по аналогии с которым будут проходиться другие выработки.  

     Расчетные данные по северному откаточному штреку гор. +530 м.

     Таблица.5.1

     Определение размеров и формы  поперечного сечения  выработки.

     Выработки проходятся в устойчивых породах и относятся к разряду капитальных выработок. С учетом этого принимается сводчатая форма сечения с коробчатым сводом, так-так данная форма наиболее приближена к своду естественного равновесия.

     В ходе эксплуатации выработки она  будет служить для транспортировки  по ней горной массы для чего на руднике применяются вагонетки ВГ-4,5 и контактные электровозы К-14. Ширина колеи принятая на руднике – 750 мм. При настилке пути применяются рельсы Р-43. 
 
 
 
 
 
 
 

     Техническая характеристика вагонеток ВГ-4,5.

     Таблица.5.2

     Техническая характеристика электровоза К-14.

     Таблица.5.3

     Размеры сечений горной выработки:

       - высота транспортного оборудования.

      - высота от почвы выработки  до головки рельса.

      - высота балластного слоя.

      - высота подвески контактного провода от уровня головок рельсов.

      - высота стенки от почвы  выработки.

      - высота стенки выработки  от балластного слоя.

      - ширина транспортного оборудования.

      - зазоры между транспортным оборудованием и стенкой выработки.

      - ширина свободного прохода.

      - ширина междупутья.

      - высота свода.

      - высота выработки от почвы  до верхней точки свода.

      - толщина слоя набрызгбетона.

      - проектная ширина выработки  в проходке.

      - проектная высота выработки  в проходке.

     Радиус  боковых дуг свода:

     Радиус  осевой дуги свода:

      - площадь поперечного сечения  выработки в свету.

      - проектная площадь сечения выработки в проходке.

     На  основании расчетов принимаю типовое  сечение имеющее следующие основные размеры:

      ; ;

      ; ;

      ; ;

      ; .

     Пропускная  способность выработки по воздуху  при предельной скорости его движения (согласно ПБ).

     Механизация горно-подготовительных и очистных работ.

Проектом  принимается следующее горно-шахтное оборудование:

     - на бурении шпуров в проходческих забоях - буровые каретки «СБКИ-2»;

     - на погрузочно-доставочных операциях при проходке горных выработок и при очистной выемке - ПДМ «1ППН-5»;

     - на возведении анкерной крепи – перфораторы телескопические ПТ;

     - на обезопашивании горных выработок - установки «Scaler»;

     - на заряжании шпуров в проходческих забоях - пневмозарядчики ЗП-2;

     - на выпуске породы и руды из рудоскатов - вибропитатели ВДПУ-4ТМ и пневмолюка;

     - возведение торкрет-бетонной крепи при помощи машины для торкретирования выработок типа СБ-67. 

     Составление паспорта БВР.

     В соответствии с горногеологическими  условиями принимаю в качестве ВВ Аммонит 6ЖВ. В качестве средств инициирования применяются СНВШ.

     Характеристика  ВВ                                        Таблица 5.4

     С учетом технологии строительства принимаем  величину продвигания забоя в  результате взрыва (заходку) равную 2,8 м. Отсюда глубина шпуров равна:

     где:

      - величина заходки, м

      - коэффициент использования шпура

     Общее количество ВВ на забой:

     где:

      - удельный расход ВВ, кг/м3

     где:

      - крепость пород

      - коэффициент зависящий от  типа выработки (для горизонтальных  =0,25-0,3)

      - коэффициент зависящий от  типа ВВ (для граммонита 79/21 )

      ;

     Общее число шпуров на забой:

     где:

      - диаметр шпура, м

      - плотность заряжания, кг/м3

      - коэффициент заполнения

      ; ;

     Средняя величина шпурового заряда:

     Значение N уточняется графически, уточненные данные представлены в таблице 5.5.

     Данные  о шпурах и зарядах.

Таблица 5.5.

     Бурение шпуров.

     Разметка  шпуров осуществляется с помощью проекционного аппарата ПА-2. Положение шпуров на груди забоя фиксируется краской.

     Производительность  бурения:

     где:

      - число бурильных машин на  установке, шт

      - коэффициент одновременности в работе машин

      - коэффициент надежности

      - скорость бурения, м/мин

      - продолжительность вспомогательных  работ, мин/м

      ; ; ; ;

     Время механизированного бурения шпуров:

     где:

      - объем работ по бурению,  м

      - время на подготовительно-заключительные операции включая разметку шпуров

      ;

     Заряжание и взрывание.

     По  окончании бурения горный мастер или мастер взрывник проверяет соответствие глубины и расположения шпуров паспорту БВР. Шпуры очищаются от буровой мелочи, из забоя удаляется буровое оборудование, инструмент и штанги. Выставляются посты, в забой доставляется ВВ, СВ и приступают к заряжанию ВВ.

     Зарядка шпуров ведется с помощью пневмозарядчика, затем вставляется патрон боевик и забойка. Забойка осуществляется песчано-глинистыми пыжами (в соотношении 3 к 1). Пыжи изготавливаются с помощью механической пыжеделки ППМ-90.

     После забойки шпуров и удалении в безопасное место рабочих, участвующих в  заряжании, взрывник монтирует взрывную сеть, удаляется в укрытие и взрывает заряды.

     Продолжительность заряжания и взрывания:

      - число шпуров подлежащих  заряжанию

      - время на заряжание шпуров

      - коэффициент одновременности  работ по заряжанию

      - число людей на заряжании

      - время подготовительно-заключительных  работ

     Проветривание.

     Проветривание выработки осуществляется принудительно-нагнетательным способом.

     Количество  воздуха необходимого для проветривания  после взрывных работ:

     где:

      - время проветривания после  взрыва, мин

      - количество одновременно взрываемого ВВ, кг

      - газовость ВВ, л/кг

      - длина выработки, м

      - коэффициент обводненности

      - коэффициент утечек трубопровода

      ; ; ; ; ;

     Критическая длина трубопровода:

     где:

      - коэффициент турбулентной диффузии

     Поскольку < то в формулу для расчёта вместо подставляем

     Количество  воздуха необходимое для проветривания по фактору минимальной скорости воздуха:

     где:

      - минимально допустимая скорость  движения воздуха по выработке,  м/сек

     Количество  воздуха необходимое для проветривания по фактору нахождения в забое людей:

     где:

      - число людей, шт

     Выбор вентилятора:

     производительность  вентилятора:

     где:

      - максимальный расход воздуха,  м3/мин

     депрессия вентилятора:

     где:

      - аэродинамическое сопротивление  трубопровода, кµ

     По  полученным значениям  и выбираем вентилятор ВМ-6. 

     Техническая характеристика вентилятора местного проветривания ВМ-6

     Таблица 5.6

     Аэродинамические  характеристики вентилятора ВМ-6 
 

     Для проветривания используются прорезиненные  трубы типа М диаметром 0,8 м с длиной звена 2;5 и 10 м. На конце вентиляторного трубопровода устанавливается металлическая труба длинной 1-1,5 м. 

     Крепление.

     Согласно  геологической характеристике в контурах блока имеют место:

     - густая сеть трещин всех систем;

     - зоны шпреуштейнизации (зоны окисленных  пород);

     - жильные включения;

     Для крепления выработки применяется  комбинированная крепь ж/б анкера и торкретбетон. Возведение крепи производится в два этапа. На первом этапе, вслед за подвиганием забоя, возводится анкерная крепь и выполняет функцию временной крепи. На втором этапе, на некотором расстоянии от груди забоя возводится набрызгбетонное покрытие.

     Бурение шпуров под анкера производят ПТ. Анкера устанавливают с рабочего полка. Шпуры под анкера размечаются согласно паспорту крепления. Допустимое отклонение фактического расстояния между анкерами от проектного должно быть в пределах 10%.

     Торкрет-бетонная крепь наносится с отставанием  от забоя выработки на 15-20 м по технологии “мокрого торкретирования” и служит для защиты породы от выветривания и предотвращения местных вывалов между анкерами, что улучшает работу анкерной крепи. Торкретирование производится при помощи машины для торкретирования выработок типа СБ-67.

     Длина анкера:

      = м. Принимаем 2 м.

     где: В₁ – ширина выработки вчерне, м;

           К – коэффициент  учитывающий ширину выработки (принимается  равным 0,4-0,5 при ширине В₁ < 3,5м и 0,15-0,2 при В₁ > 3,5м).

     Интенсивность нагрузки на набрызгбетонную крепь  при наличие анкеров:

      = МПа

     где: а₁ – расстояние между анкерами, м;

           ρ – плотность  пород, кг/м³.

     При прямоугольно-сводчатой форме выработки  толщину набрызгбетонной крепи определяют по формуле:

      = =0,02м

     где: q_н – интенсивность нормативной нагрузки со стороны кровли, Па;

           m_б – коэффициент условий работы (1 – для армированного набрызгбетона, и 0,85 – для неармированного);

           [ σ_р ] – предел прочности на растяжение, МПа (бетон марки М400)

     Расчетные сопротивления различных пределов прочности бетона по СниП II-21-75

     Таблица 5.7

     На  основании рассчитанных данных примем следующие значения, применяемые на руднике:

     Анкерная  крепь: длина 2м, сетка 1,0х1,0м.

     Набрызгбетонная крепь: толщина набрызгбетона 50мм.  

     Крепление набрызгбетоном осуществляется в специально выделенную смену для крепи. При уточнении горно-геологических условий в процессе проходки выработок вид и объем крепления корректируются в порядке, установленном инструкцией по креплению горных выработок. 

     Вспомогательные работы.

     Укладка рельсового пути происходит в три  этапа:

     1)времянки.

     2) временный путь (без балластировки  пути).

     В призабойной зоне для размещения и обмены проходческих машин настилаются  временные рельсовые пути с настилкой  шпал непосредственно на почву выработки. Для подгона проходческих машин  к забою устраиваются времянки из звеньев длинной по 2 м на металлических шпалах, По мере подвигания забоя, рельсовые времянки заменяют на временный путь с длинной рельсов 8 м.

     Водоотливная  канавка сооружается одновременно с проведением выработки с  отставанием от забоя на 40-50 м, в канавку укладываются железобетонные желоба заводского изготовления.

     Наращивание вентиляционного трубопровода производится в следующем порядке: вначале  навешивается пятиметровое звено, затем, по мере подвигания забоя, его заменяют на десятиметровое, которое затем снова наращивается пятиметровым. В дальнейшем оба звена заменяют двадцатиметровыми.

     Освещение призабойной зоны и участков работ  осуществляется стационарными светильниками, светильниками установленными на проходческом оборудовании, индивидуальными лампами рабочих. 

     Расчет  параметров проходческого  цикла.

     Работы  по проходке ведутся по графику цикличности. Проходческие работы ведутся в три  смены в сутки, продолжительность  смены 7 часов. Трудоемкость отдельных  операций цикла:

     где:

      - объем работы по i-му процессу

      - норма времени по i-му процессу

Таблица 5.8.

     Трудоемкость работ цикла:

     Принимаем число рабочих за цикл 8 человек (предположив, исходя из продолжительности бурения, погрузки и проветривания, что цикл выполняется за две смены, получаем численность проходчиков в звене 4 человека).