Предохранительные устройства в стволе

Предохранительные устройства в стволе

Расчет естественных предохранительных устройств при  углубке шахтных стволов.

Согласно ЕПБ  забой углубляемого ствола должен быть изолирован от действующих подъемов рабочего горизонта предохранительным  устройством. Породные целики представляют собой массив породы, который перекрывает сечение ствола полностью или частично. Предохранительные целики оставляются только в породах с коэффициентом не ниже 4. При этом порода целика не должна быть трещиноватой.

Верхняя грань  целика покрывается бетоном и  обычно служит водосборником, нижняя грань  бывает плоская или сферической  формы. При плоской нижней грани  устраивают сплошной настил из двутавровых  балок. Пространство между ними и  целиком заполняют канатником из бревен. Настил исключает падение  в забой углубляемого ствола отслоившихся кусков породы и усиливает грузонесущую способность целика.

Расчет несущей  способности предохранительного целика при углубке стволов производится в следующей последовательности.

1. Приведенная высота сегмента целика:

L_пр = 0,67 * L_ц = 0,67 * 4 = 2,68 (м).

где L_ц – ширина целика, L_ц=4м.

2. Множитель, учитывающий геометрические параметры целика и прочностные свойства его пород:

G =

где E_I – модуль упругости пород перпендикулярно слоистости, E_I =2*10⁶ т/м²; E_II – модуль упругости пород параллельно слоистости, E_II =2,8*10⁶ т/м²; h_ц – высота целика, h_ц=8 м; V_{I II} – коэффициент Пуассона пород целика,  V_{I II} =0,25;

3. Энергия удара падающего подъемного сосуда о предохранительный целик:

T₀ = P₀ * H₀ = 5.81 * 1050 = 6100.5 (т*м).

где Р₀ – вес падающего сосуда, клеть 1УКН 2,55-2, Р₀=5,81 т;

Н₀ – высота падения сосуда, Н₀ =1050 м.

4. КПД удара сосуда по верхней поверхности предохранительного целика:

η₀ =

Р₁ – вес предохранительного целика, т.

Р₁ = πr²h_цρ = 3,14 * 2² * 8 * 2,49 = 250,19 т

5. Перемещение пород по наиболее опасному сечению предохранительного целика:

U =

6. Жесткость целика:

ξ =

7. Динамическая сила, возникающая при падении сосуда на верхнюю поверхность предохранительного целика:

R_дин = ξ * U =1.512*10⁷*4*10^-3=6.048*10⁴(т).

8. Напряжение сдвига, возникающее в предохранительном целике от удара:

τ_пр=

9. Предел прочности пород целика на сдвиг:

τ_пор – предельное напряжение сдвига пород, τ_пор=1150 т/м² .

10. Условие прочности целика соблюдается:

τ_пр=187,6<=192.05.