Выбор рациональной технологии проведения откаточной выработки

Выполнил:

студент гр. ГО-10

(роспись)

(фамилия, инициалы)

Дата защиты работы

«____»_______20___г.

Оценка

Руководитель:

доцент кафедры ПРМПИ

(Подопригора В.Е.)

(роспись)

(фамилия, инициалы)

ЗАДАНИЕ

НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

по дисциплине «Подземные горные работы»

студенту  гр.

ГО –

10

, вариант

,

(фамилия, инициалы)

Тема курсовой работы:

«Выбор рациональной технологии проведения

откаточной выработки».

Исходные данные:

Ед.

изм.

Значения

Глубина работ, Нр

м

740

Плотность пород в массиве, ρ

кг/м3

2700

Предел прочности пород на сжатие, σсж

МПа

152

Расстояние между трещинами lтр

м

<0,1

Месячная скорость проходки выработки Vмес

м/мес.

119

Марка ВВ

―

Аммонал

Способ инициирования шпуровых зарядов

―

Электрический

Марка электровоза

―

3КР-600

Колея

мм

600

Графическая часть:

на 3-х листах масштабной бумаги формата А3.

Дата выдачи задания:

«        »                     20     г.

Дата представления готовой работы руководителю:

«        »                  20     г.

Руководитель курсового

проектирования:

(доцент Подопригора В.Е.)

Rс = σс ∙ Кс, Па,

(1.1)

где

σс

- предел прочности пород при  сжатии,  σс = 152 · 106 Па;

Кс

- коэффициент, учитывающий структурные  ослабления

массива. При заданном расстоянии между трещинами

<0,1 м  Кс = 0,2.

Rс = 152 ∙ 106 ∙ 0,2 = 30,4 ∙ 106 Па.

Кк = γ · Нр / Rс

(1.2)

где

γ

- плотность пород, Н / м3.

По заданному значению плотности пород (ρ = 3040,0 кг/м3)

определяем γ:

γ = ρ · g = 2700,0 · 9,81 = 26487,0, Н/м3.

Нр

- глубина заложения выработки,  Нр = 740,0 м.

Кк = 26487,0 · 740,0/(30,4 ∙ 106) = 0,64.

b = a / tgφ,

(1.3)

где

a

–  полупролет выработки по кровле,  a = В / 2 = 2,46 / 2 =

= 1,23 м;

tgφ

–  коэффициент внутреннего трения пород, tgφ =

(f – 1) / (f + 1), где f – коэффициент крепости пород

по шкале проф. М.М.Протодьяконова, для заданных

условий (σсж = 152 МПа  f ≈ σсж / 10 = 15,2).

тогда  b = 1,23 /[(15,2 – 1) / ( 15,2 + 1)] = 1, 40 м.

qн = (b – h0)γ,

(1.5)

где

h0

– высота искусственного свода,  = В/4 = 2,46 / 4 =

= 0,61 м;

qн = (1,40 – 0,61) 26487,0 = 20924,7 Н/ м2.

δк = 0,35 [qн nп / (mδ σр)], м, 

(1.6)

где

nп

–  коэффициент запаса прочности крепи,  nп = 1,2;

mδ

–  коэффициент условий работы крепи, для неармиро-

ванного набрызгбетона mδ = 0,85;

σр

– предел прочности бетона при растяжении, равный при

стандартной марке бетона М400 σр = 1,2 МПа (1200000,0 Па).

δк = 0,35 [20924,7 · 1,2 / (0,85 · 1,2 ∙ 106)] 0,5 = 0,054 м,

принимаем δк = 55,0 мм.

Rc = π r 2 Rр m, Па

(1.7)

где

r

–  радиус стержня (из условия r  ≥ 0,008 м);

Rр

–  предел прочности стержня на разрыв, для стали периоди-

ческого профиля Rр = 270,0 МПа;

m

–  коэффициент условий работы крепи (из условия

m = 0,9…1,0) принимаем равным 0,95.

Rc = 3,14 (0,008)2 ∙ 270,0 ∙ 106 ∙ 0,95 = 51546,2 Па.

Rз = π · dшп · τ · lз · m, Па,

(1.8)

где

dшп

–  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.

lз

–  глубина заделки стержня за пределы границ свода

естественного равновесия, принимаем lз равной 0,3 м;

Rз = 3,14 ∙ 0,042 ∙ 1,2 ∙106 ∙ 0,3 ∙ 0,95 = 45102,1 Па.

S = qн nп / Rа

(1.9)

S = 20924,7 ∙ 1,2/ 45192,1 = 0,55 м-1.

а = (1 / S ) 0,5

(1.10)

а = (1/0,55)0,5 = 1,34 м

la = b + lз + l1

(1.11)

где

l1

–  длина выступающей из шпура части стержня анкера,

l1  принимаем равной 0,15 м.

la = 1,40 + 0,30 + 0,15 = 1,85 м.

Расчетные формулы

для определения параметров выработки (при  f >12)

Результаты расчета

Высота искусственного свода, h0 = В/4

h0 = 610,0 мм

Большой радиус закругления, R = 0,905 В

 R = 2230,0 мм

Малый радиус закругления, r = 0,173 В

r = 425,0 мм

Сечение выработки, S = B ( h2 + 0,175B)

Sсв = 5,5 м2; Sч = 6,3 м2

Периметр выработки, подвергаемый креплению набрызгбетоном, Ркр = 2h2 +1,22B

Ркр = 7,1 м.

lшп = Vмес / (nсут nсм η), м,

(2.1)

где

Vмес

–  объем проходки выработки в месяц,  Vмес = 119,0 м;

nсут

–  количество рабочих суток в месяце, nсут = 23;

nсм

–  количество рабочих смен в сутки,  nсм = 3;

η

–  коэффициент использования шпура (К.И.Ш.),  η = 0,95.

lшп = 119,0 / (23∙3∙0,95) = 1,8 м,

W = dшп [0,785Δвв τ/(mqр)]0,5, м,

(2.2)

где

dшп

–  диаметр шпура, dшп = 0,042 м;

Δвв

–  плотность заряда ВВ, для аммонала Δвв = 1000,0 кг / м3;

m

–  коэффициент сближения зарядов, m = 1,0;

τ

–  коэффициент полноты заряжания шпура τ = 0,7;

qр

–  расчетный удельный расход ВВ,

qр = qт е v s, кг / м3,

qт

–  теоретический (эталонный) удельный расход ВВ

qт ≈ 0,1f = 0,1 ∙ 15,2 = 1,52 кг / м3,

е

–  коэффициент эквивалентного заряда, для аммонала

е = 0,89;

v

–  коэффициент зажима,  v = 3 lшп / (Sч) 0,5 = 3∙1,8/(6,3) 0,5=

= 2,15;

s

–  коэффициент текстуры породы, s = 1,1 – 1,5, принимаем

s = 1,1.

qр = 1,52 · 0,89 · 2,15 ·1,1 = 3,2, кг / м3,

W = 0,042 [0,785 · 1000 · 0,7 / (1,0 · 3,2]0,5 =  0,55м,

Lшп = nвр lвр + ( nвсп + nк ) lвсп (к), м,

(2.3)

где

nвр, nвсп, и nк

– соответственно число врубовых, вспомогательных

и контурных шпуров, nвр, nвсп, и nк = 8, 8 и 14;

lвр, и lвсп (к)

– соответственно глубина врубовых и вспомогатель-

ных шпуров,  lвр, и lвсп (к)= 2,0 и 1,8 м.

Lшп = 8 · 2,0 + (8 + 14) 1,8 = 55,6 м.

lух = lшп η, м,

(2.4)

где

lшп

– средняя глубина шпура, lшп = 1,8 м;

η

– значение К.И.Ш. η = 0,95.

lух = 1,8 ∙ 0,95 =1,7 м.

Vух  = lух Sч, м,

(2.5)

где

Sч

– площадь сечения выработки вчерне, Sч = 6,3 м2;

Vух = 1,7 ∙ 6,3 = 10,7 м3

QВВ = m( Nвр ∙nвр + Nотб ∙потб), кг,

(2.6)

где

m

– масса одного патрона аммонала, m = 0,2 кг;

Nвр и Nотб

– соответственно число врубовых и отбойных шпуров,

Nвр = 8; Nотб = 22.

nвр и потб

– соответственно число патронов ВВ во врубовом и

отбойном шпурах; nвр = 6,0; потб = 5,0

QВВ = 0,2(8 ∙ 6 + 22 ∙ 5) = 31,6 кг.

q вв =  Qвв / Vух  = 31,6 / 10,7 = 2,95 кг/ м3.

(2.7)

ΔV =  Vух / Lшп = 10,7 / 55,6 = 0,19 м3/ м.

(2.9)

№,

п/п

Наименование

показателей

Ед.

изм.

Количество

всего

на 1 м

1.

Сечение выработки вчерне (Sч)

м2

6,3

―

2.

Коэффициент крепости пород

по шкале М.М. Протодьяконова (f)

―

15,2

―

3.

Диаметр шпуров

мм

42,0

―

4.

Глубина шпуров:

врубового

м

2,0

―

вспомогат. и контурного

м

1,8

―

общая (Lшп)

м

55,6

32,7

5.

К.И.Ш. (η)

ед.

0,95

―

6.

Подвигание забоя за взрыв (lух)

м

1,7

―

7.

Объем взорванной горной массы (Vух)

м3

10,7

―

8.

Расход ВВ всего (Qвв)

кг

31,6

18,8

в т.ч.: аммонал

кг

31,6

18,8

9.

Расход средств инициирования

ЭД

шт.

30,0

17,6

Эл.-провод.

м

50,0

29,4

10.

Удельный расход ВВ

кг /м3

2,9

―

11.

Выход горной массы с 1 м шпура

(ΔV)

м3/м

0,19

―

12.

Расход шпуров на 1 м3 горной массы

(Δl)

м/м3

5,2

―

Vанк = панк ∙ lух / аанк, шт.,

(3.1)

где

панк

– количество анкеров в ряду, панк = 3;

аанк

– расчетное расстояние между анкерами, аанк = 1,34 м.

Vанк = 3 ∙ 1,7 / 1,34 = 3,8 шт.

Vнб = Ркр ∙ lух, м2

(3.2)

где

Ркр

– периметр выработки, подвергаемый креплению,

Ркр = 7,1 м2.

Vкр = 7,1 ∙ 1,7 = 12,1 м.

Vкр = lух ∙ Sкан, м2

(3.2)

где

Sкан

– сечение канавки, Sкан = 0,11 … 0,15 м2; принимаем  Sкан =

= 0,13 м2.

Vкан = 0,13 ·1,7 = 0,22 м3.

№,

п/п

Наименование

процессов

Ед.

изм.

Количество

1

Уборка горной массы

м3

10,2

2

Возведение набрызгбетонной крепи

шт.

3,8

3

Возведение набрызгбетонной крепи

м2

12,1

4

Бурение шпуров

м

55,6

5

Настилка временного рельсового пути

м

1,7

6

Устройство водоотливной канавки

м3

0,22

7

Заряжание и взрывание шпуров

м

55,6

№,

п/п

Наименование

производственных процессов

Применяемое оборудование

Ед. изм.

Кол-

во

1

Уборка горной массы

Погрузочная машина ППН-1, вагоны емкостью 1,2 м3

м3 на звено 

в смену

40,8

2

Возведение анкерной крепи

ПТ-38

шт. на чел.

 смену

41,5

3

Возведение набрызгбетонной крепи

Установка для торкретирования «АЛИВА»

м2 на звено 

в смену

166,0

4

Бурение шпуров

Перфораторы ПП-54В

м/ на чел.

в смену

36,2

5

Настилка временного рельсового пути

―

м/чел.-см.

12,0

6

Устройство водоотливной канавки

Взрывной способ

м3/чел.-см.

3,29

7

Заряжание и взрывание шпуров

Вручную

м шпура

на чел. в смену

79,2