Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Выбор рациональной технологии проведения горизонтальной горной выработки

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Читинский государственный университет (ЧитГУ)

Горный институт

Кафедра подземной разработки месторождений полезных ископаемых

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Подземные горные работы»

специальность: 130403 «Открытые горные работы»

Чита – 2010

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Читинский государственный университет (ЧитГУ)

ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ

Кафедра подземной разработки месторождений полезных ископаемых


З А Д А Н И Е
НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

по дисциплине		«Технология горного производства»

Студенту гр.	ГО-08-1			, вариант	16	,	Фролов К.Ю.
							^{(фамилия, инициалы)}
Тема курсового проекта:			«Выбор рациональной технологии проведения
горизонтальной горной выработки».

Исходные данные:	Ед.	Значения
	изм.
Глубина работ, Н_р	м	310
Плотность пород в массиве, ρ	кг/м³	2630
Предел прочности пород на сжатие, σ_сж	МПа	121
Расстояние между трещинами l_тр	м	1,5-1,0
Месячная скорость проходки выработки V_мес	м/мес.	130
Марка ВВ	―	Гранулит АС-8В
Способ инициирования шпуровых зарядов	―	Электрический
Марка электровоза	―	7КР1У
Колея	мм	750

Рекомендуемая литература:	1. Шехурдин В.К., Федоренко П.И. Горное дело: Учебн.
Для техникумов. – М.: Недра, 1987,-440с.; 2. ЕПБ при разработке рудных, нерудных и рос-
сыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом» (Постановление
ФгиПН РФ от 13 мая 2003 г. N 30); 3. Единые нормы выработки и времени на подземные,
очистные, горнопро ходческие и нарезные горные работы. – М.: Недра, 1984, 402с.

Графическая часть:	на одном листе формата А-1

Дата выдачи задания:		февраля 2010 г.

Дата представления готовой работы руководителю:

до «25» мая 2010 г.

Руководитель курсового
проектирования:		(доцент Подопригора В.Е.)

реферат

Тема: Выбор рациональной технологии проведения горизонтальной горной выработки.

Ключевые слова: крепь, анкер, шпур, буровзрывные работы, вруб.

Приложение (на 3 листах формата А3):

элементы паспорта крепления выработки в двух проекциях (М 1:25);
паспорт БВР, включающий схему расположения шпуров в трех проекциях (М 1:25), схему взрывной цепи, конструкцию шпуровых зарядов и таблицу показателей БВР.
график организации работ.

содержание

введение

Горная промышленность- ведущая отрасль национальной экономики, поставляющая сырьё для энергетики, чёрной и цветной металургии, производства минеральных удобрений и ряда других отраслей, на которых основана индустриальная база нашей страны.

Перед горнодобывающей промышленностью России стоят задачи интенсификации добычи и переработки минерального сырья при минимальных затратах для обеспечения всё возрастающих потребностей экономики. Экономический потенциал каждой страны определяется уровнем производства металлов, а, следовательно, объёмами добычи полезных ископаемых из недр.

Вследствие роста потребности в минеральном сырье и ограниченность трудовых ресурсов требуется обеспечить дальнейший рост производительности труда подземных рабочих. Вэтой связи основными положениями совершенствования подземной разработки месторождений является: комплексная механизация подземных горных работ на базе использования самоходного оборудования с автономным приводом и техники непрерывного действия, повышение уровня автоматизации работы горных машин, внедрение дистанционного управления, а в перспективе разработка и внедрение промышленных роботов для выполнения наиболее трудоёмких и опасных горных работ.

Запасы руд являются невосполнимыми природными ресурсами, поэтому важным является вопрос о комплексном использовании минерального сырья, укреплении и развитии сырьевой базы горнои промышленности, в том числе горнорудной.

1. выбор типа крепи и Расчет ее прочных размеров

Все расчеты по курсовой работе производятся в соответствии с Правилами безопасности [1]

1.1 Расчет горного давления. Выбор типа крепи и формы поперечного сечения выработки

В качестве основных расчетных данных для определения устойчивости пород, нагрузок на крепь и параметров крепи принимаются: глубина заложения выработки и расчетное сопротивление пород сжатию.

	R_с *= σ_с ∙ К_с=1210,8=96,810*⁶,Па			(1.1)
где		σ_с	- предел прочности пород при сжатии, Па;
		К_с	- коэффициент, учитывающий структурные ослабления
			массива (расстояние между трещинами), определяется
			по табл. 1.1).

Оценку устойчивости пород в горизонтальных и наклонных выработках и выбор крепи производим по показателю устойчивости К_к

	К_к *= γ · Н_р / R_с = (25774310)/96,810⁶ = 0,082*			(1.2)
где		γ	- плотность пород, Н / м³.
*γ = ρ · g* = 26309,8 = 25774*, Н/м³.
		Н_р	- глубина заложения выработки.

Значение К_к≤ 0,10 , выбираем рекомендуемый тип крепи : Крепь не требуется (в местах нарушений – анкерная крепь)

1.2 Определение прочных размеров крепи и поперечного сечения выработки

1.2.1 Неполная крепежная рама (материал крепи – дерево), форма сечения выработки – трапециевидная.

Учитывая тот факт, что в качестве стандартного обычно принимают диаметр руд.стойки в пределах 0,18…0,20 м, рекомендуется расстояние между крепежными рамами (L_р) принимать по выражению

		L_р *= m tgφ R_и / (2a³ρ n)*,м,	(1.3)
где	m	- коэффициент условий работы крепи, m = 0,85;
	*tgφ*	- коэффициент внутреннего трения пород,
		*tgφ = (f – 1)/(f + 1) =* (12,1-1)/(12,1+1) = 0,84
	f	- коэффициент крепости пород по шкале проф.
		М.М. Протодьяконова;
	R_и	- предел прочности материала круглого сечения
		(сосна) на изгиб, R_и = 16 × 10³ Па;
	а	- полупролет выработки по кровле, м;
	ρ	- плотность пород в массиве, кг / м³;
	n	- коэффициент запаса прочности крепи, = 1,2.

Построение поперечного сечения выработки производим в соответствии с требованиями Правил безопасности [1]. Примеры результатов построения приведены на рис 1,2,3,4,5,6.

1.2.2 Расчет набрызгбетонной, анкерной и комбинированной анкер-набрызгбетонной крепей

Вначале определяют высоту свода естественного равновесия, искусственного свода, нагрузки на единицу длины выработки и интенсивности давления.

В случае, если кровля выработки неустойчива, а борта устойчивы, то крепь будет нести нагрузку со стороны свода естественного равновесия. По гипотезе проф. М.М.Протодьяконова высота свода (b) равна

	*b = a / tgφ =* 1425/0,84 = 1,69 , м			(1.4)
где		a	– полупролет выработки по кровле, м;
		*tgφ*	– коэффициент внутреннего трения пород,
			*tgφ = (f – 1) / (f + 1)*, где f – коэффициент крепости пород
			по шкале проф. М.М.Протодьяконова (*f ≈ σ_сж / 10*).

Нагрузка на единицу длины выработки составит

	*Q = 4a (b – h₀)γ / 3*,			(1.5)
где		h₀	– высота искусственного свода. Если f < 12, то h₀ *= В / 3*;
			если f > 12, то h₀ *= В /4*.

а) интенсивность горного давления

q_н = (b – h₀)γ = (1,69-0,712)*25774=25207

(1.6)

Расчет анкерной крепи

Принимаем железобетонный анкер.

Расчет несущей способности анкера производят из условия прочности его стержня, выполненного из стали периодического профиля, на разрыв (R_c) и сцепления бетона со стенками шпура (R_з)

	R_c = π r ² R_р *m =* 3,140,008²27010^60,95 = 0,051510*⁶ ,Па			(1.8)
где		r	– радиус стержня (из условия r ≥ 0,008 м);
		R_р	– предел прочности стержня на разрыв, для стали периоди-
			ческого профиля R_р = 270,0 МПа;
		m	– коэффициент условий работы крепи (из условия
			m = 0,9…1,0) принимаем равным 0,95.

	R_з *= π · d_шп · τ · l_з · m =* 3,140,0421,210⁶0,30,95 = 0,04510310⁶ ,Па			(1.9)
где		d_шп	– диаметр шпура, м;
		τ	– сила сцепления заполнителя с породой. При водо-
			цементном соотношении (В/Ц), равном 0,5 и марке бетона
			М400 τ изменяется в пределах 1,0…1,4 МПа.
		l_з	– глубина заделки стержня за пределы границ свода
			естественного равновесия, принимаем l_з равной 0,3 м;

Несущую способность анкера (R_а) принимаем по наименьшему из полученных значений (R_c и R_з).

Плотность установки анкеров на 1 м² выработки (S) составит

S = q_н n_п / R_а = 25207,8*1,2/0,045103*10⁶ = 0,465

(1.10)

Расстояние между анкерами в ряду и между рядами анкеров (а)

а = ( 1 / S)^0,5 = ( 1 /0,465)^0,5 = 1,47 , м

(1.11)

Длину анкера определяют по выражению

	l_a = b + l_з *+ l₁ = 1,35+0,3+0,15 = 1,8 ,* м			(1.12)
где		l₁	– длина выступающей из шпура части стержня анкера,
			l₁ принимаем равной 0,15 м.

Построение контуров выработки при ее прямоугольно-сводчатой форме, определение большого (R) и малого (r) радиусов закруглений по кровле, периметра, подвергаемого бетонированию (Р_кр) и площади поперечного сечения (S) рекомендуется выполнять по таблице 1.3.

Таблица 1.3 Расчетные параметры выработки

Параметры выработки	Значения коэффициента крепости пород
Параметры выработки	при f ≤ 12	при f >12
Высота искусственного свода, h₀	*B / 3*	*B / 4*
Большой радиус закругления, R	*0,692 В*	*0,905 В*
Малый радиус закругления, r	*0,262 В*	*0,173 В*
Сечение выработки, S	*B ( h₂ + 0,26B)*	*B ( h₂ + 0,175B)*
Периметр выработки, подвергаемый креплению набрызгбетоном, Р_кр	2h₂ + 1,33B*	2h₂ *+ 1,22B*

*Примечание: значение величины (h₂) принимается от почвы выработки по целику до пяты искусственного свода.

Примеры чертежей с параметрами выработки и элементы паспорта крепления отражены на рис. 1 и 2.

2. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ

2.1 Расчет потребной глубины шпуров (l_шп) и определение параметров БВР [2]

l_шп = V_мес / (n_сут n_см η) = 130/(23*3*0,95)=2 , м,

(2.1)

где	V_мес	– заданный объем проходки выработки в месяц;
	n_сут	– количество рабочих суток в месяце;
	n_см	– количество рабочих смен в сутки;
	η	– коэффициент использования шпура (К.И.Ш.), η = 0,95.

На следующем этапе находим величину линии наименьшего сопротивления (л.н.с.).

W = d_шп [0,785Δ_вв τ/(mq_р)] ^0,5= 0,042*[0,785*1100*0,7/(0,9*2,89)]^0,5 = 0,64, м

(2.2)

где	d_шп	– диаметр шпура;
	Δ_вв	– плотность заряда ВВ, кг / м³;
	m	– коэффициент сближения зарядов;
	τ	– коэффициент полноты заряжания шпура τ = 0,7;
	q_р	– расчетный удельный расход ВВ,
	q_р *= q_т е v s=* (0,112,1)0,892,2381,2 = 2,89, кг / м³,
	q_т	– теоретический (эталонный) удельный расход ВВ,
	q_т *≈ 0,1 f* , кг / м³;
	е	– коэффициент эквивалентного заряда;
	v	– коэффициент зажима, *v = 3 l_шп / (S_ч) ^0,5=6/(7,19)*^0,5= 2,238;
	s	– коэффициент текстуры породы, s = 1,1 – 1,5.

На следующем этапе, в соответствии с заданными условиями необходимо выбрать комплекс горнопроходческого оборудования, включающий бурильные машины, бурильные установки, погрузочное и транспортное оборудование, после чего следует выполнить в трех проекциях схему расположения шпуров и приступить к расчету показателей буровзрывных работ (БВР).

2.2 Расчет показателей БВР

2.2.1 Определение общей глубины шпуров, подвигания забоя за взрыв и объема взорванной горной массы

Общую глубину шпуров (L_шп) определяют по выражению

L_шп = n_вр l_вр + ( n_всп + n_к ) l_{всп (к)} = 4*2,2+(22)*2,0 = 52,8,м

(2.3)

где	n_вр*, n*_всп, и n_ок	– соответственно число врубовых, вспомогательных
		и контурных шпуров, шт.;
	l_вр*, ,* и l_{всп (к)}	– соответственно глубина врубовых и вспомогатель-
		ных шпуров.

Подвигание забоя за взрыв (l_ух):

l_ух = l_шп η = 2*0,95=1,9 , м,

(2.4)

где	l_шп	– средняя глубина шпура м;
	η	– значение К.И.Ш.

Объем взорванной горной массы (V_ух):

V_ух = l_ух S_ч =1,9*7,1=13,49, м³,

(2.5)

где

S_ч

– площадь сечения выработки вчерне, м²;

2.2.2 Определение расхода взрывчатых материалов

Определение расхода ВВ приведено на примере использования в качестве основного заряда гранулита АС-8

Общий расход ВВ (Q_вв):

Q_вв = Q_АС-8 + Q_{А- 6 ЖВ} = 49,4+5,2=54,6, кг,

(2.6)

где	Q_АС-8 и Q_{А- 6 ЖВ}	– соответственно расход гранулита АС-8 и аммонита
		6ЖВ,

Q_АС-8 = πd²_шп /4Δ_АС-8 [n_вр l^з_вр +( n_всп +n_к )l^з_{всп (
к)}] =

3,14*0,042²/4*1100*[4*1,54³+22*1,2³] = 49,4 , кг,

где	l^з_вр и l^з_{всп ( к)}		– соответственно длина заряда гранулита АС-8 во
			врубовом и вспомогательном (контурном) шпурах,
	Q_А-6ЖВ *= m N_шп=0,226=5,2 , кг,
где	m	– масса одного патрона аммонита 6ЖВ;
	N_шп	– общее число шпуров в комплекте.

q_вв = Q_вв / V_ух =54,6/1,9=28,73 ,кг / м³.

(2.7)

Удельный расход ВВ

Состав и общий потребный расход средств инициирования определяют по заданию и выполненной схеме расположения шпуров.

Расход средств инициирования на 1 м выработки определяют путем деления значений их общего расхода на величину подвигания забоя за взрыв.

Выбор рациональной технологии проведения горизонтальной горной выработки 📙 Курсовая → 🆔 58429