Форма промежуточного контроля

УЧЕБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

для студентов заочной формы обучения

по дисциплине «Проведение и крепление горных выработок»

для специальности 21.05.04Горное дело

специализация "Подземная разработка рудных месторождений"

Общая трудоемкость дисциплины (модуля)

Краткое содержание курса

Форма промежуточного контроля

Курсовой проект на тему Проект производства работ на проведение выработки:

Содержание курсового проекта:

Ø Титульный лист;

Ø Задание на курсовую работу;

Ø Реферат;

Ø Содержание;

Ø Введение;

Ø Выбор формы, типа крепи и расчет устойчивости пород и нагрузок на крепь;

Ø Расчет размеров поперечного сечения горной выработки;

Ø Составление паспорта крепления на проведение горной выработки;

Ø Составление паспорта БВР на проведение горной выработки;

o Выбор и расчет зарядов ВВ и средств инициирования;

o Расчет параметров БВР и составление схемы расположения шпуров;

Ø Выбор проходческого оборудования;

Ø Расчет погрузки и транспортирования горной массы из забоя;

Ø Составление паспорта проветривания горной выработки;

Ø Расчет графика организации работ;

Ø Расчет себестоимости проведения 1 п.м выработки;

Ø Заключение;

Ø Список литературы.

Графическая часть проекта - Графическая часть курсовой работы выполняется на одном листе ватмана формата А1 в составе:

Ø Технологическая схема проведения выработки М 1:50;

Ø Паспорт БВР М 1:50;

Ø Паспорт крепления М 1:50;

Ø График организации работ;

Ø Таблица ТЭП.

При разработке курсового проекта используем методические рекомендации к курсовому проекту на тему "Проект производства работ на проведение выработки

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

1. Выбор формы, типа крепи и расчет устойчивости пород и нагрузок на крепь

Согласно СНиП II-94-80 при соответствующем обосновании в утверждаемых ведомственных нормативных документах, учитывающих спе­цифические условия месторождений, многолетний успешный опыт подземного строи­тельства в бассейнах и др., допускается оценку устойчивости по­род в горизонтальных и наклонных выработках и выбор крепи про­изводить по величине безразмерного показателя k_к, определяемого по формуле

,

где Н _р - расчетная глубина размещения выработки, м,;

R _c - расчетное сопротивление пород сжатию, кПа;

g - удельный вес породы, кН/м³.

Расчетная глубина заложения выработки определяется по фор­муле

Нр= H · k

где Н - проектная глубина заложения выработки, м;

k - коэффициент, учитывающий отличие напряженного состояния массива горных пород по сравнению с напряженным состоянием, вызванным собственным весом толщи пород до поверхно­сти, принимаемый равным 1 для обычных горно-геологических условий либо устанавливаемый экспериментально: для районов, подвер­женных движениям земной коры и в зонах тектонических нарушений, при отсутствии экс­периментальных данных k принимается рав­ным 1,5.

Расчетное сопротивление пород сжатию определяют по формуле

Rс = δсж · kc

где δсж - предел прочности пород на сжатие, МПа

kc - коэффициент, учитывающий дополнительную нарушенность массива пород поверхностями без сцепления либо с малой связанностью (зер­кала скольжения, трещины, глинистые про­слои и др.).

Таблица 2. Значение коэффициента kc

Таблица 3. Рекомендуемые типы крепей по значению коэффициента Кк

Характер распределения напряжений вокруг выработки зависит от ее формы и соотношения размеров поперечного сечения.

В кровле и почве выработок при боковом распоре, меньшем единицы, возникают растягивающие усилия .

В боках выработки наблюдается значительное увеличение сжимающих напряжений .

Запас прочности в кровле n_к и боках n₆ выработки определяют по формулам

и

где ξ— коэффициент длительной прочности (для хрупких пород (граниты, кварциты, песчаники с кварцевым цементом) ξ = 0,7-1; для пород испытывающих деформации перед разрушением (песчанистые и углистые сланцы, известняки средней крепости, мергели) ξ =0,5-0,7);

k₁ и k₂ – коэффициент концентрации напряжений соответственно в кровле и боках выработки (k₁=1 и k₂=2 при плоской кровле и трапециевидном сечении;при прямоугольно сводчатой форме k₁=0,3 и k₂=2 если h₀=В/3 и k₁=0,4 и k₂=2 если h₀=В/4);

λ₁=μ (1—μ)—коэффициент боково­го распора (или горизонтального распора);

μ — коэффициент Пуас­сона;

γ — удельный вес пород, Н/м³;

Н - глубина заложения выработки от поверхности, м;

δ_р и δ_сж— пределы прочности пород соответственно на растяжение и сжатие в условиях двухосного напряженного состояния, Па.

Таблица. Классификация режимов заданной нагрузки

2. Расчет размеров поперечного сечения горной выработки

Размеры поперечного сечения горных выработок определяются максимальными размерами транспортных средств, допустимыми зазорами между габаритом транспортных средств и крепью (стенки) выработки и между транспортными средствами, предусмотренными ЕПБ. Различают площади поперечного сечения в свету, вчерне и в проходке.

Все горизонтальные и наклонные выработки с рельсовым транспортом должны иметь на прямолинейных участках на высоте не менее 1,8 м зазоры со стороны свободного прохода для людей не менее 0,7м от крепи (стенки) выработки до наиболее выступающих частей подвижных средств и не менее 0,25 м с противоположной стороны.

Ширина междупутья в двухпутевой выработке должна быть такой, чтобы зазор между встречными составами составлял не менее 0,2м.

Для самоходного транспорта зазоры между наиболее выступающей частью транспортного средства и стенкой (крепью) выработки или размещенным в выработке оборудованием должны приниматься в зависимости от назначения выработок и скорости передвижения машины:

а) в выработках, предназначенных для транспортирования руды и сообщения с очистными забоями, должны приниматься зазоры не менее 1,2 м со стороны прохода для людей и 0,5 м с противоположной стороны. При устройстве пешеходной дорожки высотой 0,3м и шириной 0,8м или при устройстве ниш через 25м зазор со стороны свободного прохода для людей может быть уменьшен до 1м. Ниши должны устраиваться высотой 1,8м, шириной 1,2м, глубиной 0,7м.

б) в погрузочно-доставочных выработках очистных блоков, предназначенных для погрузки руды и доставки её к транспортной выработке, в выработках, находящихся в проходке, при скорости движения машин, не превышающих 10 км/ч, и при исключении возможности нахождения в таких выработках людей, не связанных с работой машин, должны приниматься зазоры не менее 500 мм с каждой стороны;

в) в доставочных выработках (наклонные съезды), предназначенных для доставки в очистные блоки оборудования, материалов и людей (в машинах), при скоростях движения свыше 10 км/ч: по 600 мм с каждой стороны при исключении случаев передвижения людей пешком; 1200 мм со стороны прохода для людей и 500 мм с другой стороны, если передвижение людей пешком не исключается.

Во всех случаях высота выработки над свободным проходом для людей должна составлять не менее 1,8м по всей её протяженности. Расстояние от сиденья машиниста до наиболее выступающей части кровли должно быть не менее 1,3м.

После определения поперечного сечения выработки в свету его проверяют по минимальной и максимальной скорости движения воздуха по выработке.

Скорость движения воздуха по выработке

(м/с),

где Qв – подаваемое количество воздуха по выработке, м³/с;

Sсв - площадь поперечного сечения выработки в свету, м².

Минимальная скорость воздуха в горных выработках определяется по формуле:

(м/с),

где S - площадь поперечного сечения выработки, м²;

Р - периметр выработки, м.

Максимальная скорость не должна превышать следующих норм:

а) в очистных и подготовительных выработках - 4 м/с;

б) в квершлагах, вентиляционных и главных откаточных штреках, капитальных уклонах - 8 м/с;

в) в остальных выработках - 6 м/с;

г) в воздушных мостах (кроссингах) и главных вентиляционных штреках - 10 м/с;

д) в стволах, по которым производятся спуск и подъем людей и грузов - 8 м/с;

е) в стволах, служащих только для подъема и спуска грузов, - 12 м/с;

ж) в стволах, оборудованных подъемными установками, предназначенными для подъема людей в аварийных случаях и осмотра стволов, а также в вентиляционных каналах - 15 м/с.

Расчет анкерной крепи

Выбор типа анкера можно сделать в зависимости от коэффици­ента крепости пород по табл.

Таблица. Несущая способность анкеров

Расчет несущей способности железобетонного и сталеполимерного анкеров ведут в следующей последовательности.

Расчетная несущая способность стержня (Н) в железобетонном или сталеполимерном анкере

P_с = F·R_p·m,

где F —площадь поперечного сечения стержня, (диаметр 0,016) м²;

R_p —расчетное сопротивление материала стержня растяжению (R_p = 210МПа—для горячекатаной круглой гладкой стали класса A-I, R_p = 270 МПа — для стали периодического профиля класса А- II, R_p = 360 МПа — для стали периодического профиля класса А- III);

т —коэффициент условий работы стержня анкера, который в обычных условиях работы можно принять равным 0,9 — 1.

Расчетная несущая способность стержня анкера (Н) из условия прочности его закрепления в бетоне (или полимербетоне)

где d_c —диаметр арматурного стержня, м;

τ₁—удельное сцепление стержня с бетоном, Па;

l_з —расчетная длина заделки, м;

k₁ —поправоч­ный коэффициент условий работы замка, значение которого прини­мают при сухой скважине (шпуре) 0,8, при влажной—0,6—0,7.

Согласно экспериментальным данным для марки бетона М 300 и М 400 τ₁= 11 —12 МПа; для полимербетона на эпоксидной смоле τ₁ = 20 — 24 МПа. Прочность закрепления стержня периодического профиля диаметром 0,02 — 0,022 м при длине заделки 0,3 — 0,4 м в цементном бетоне и 0,2—0,25 в полимербетоне соответствует его прочности на разрыв. Поэтому расчетную длину заделки для цементного бетона принимают равной 0,35 — 0,5 м, для полимербетона 0,25—0,3 м.

На основании экспериментальных данных величину поправочного коэффициента рекомендуется принимать:

Расчетная несущая способность замка (Н) из условия его сдвига относительно стен шпура

где d_ш —диаметр шпура, м;

τ₂ — удельное сцепление бетона или полимербетона с породой, Па;

m₁ —коэффициент условий работы замка, равный при сухом шпуре—0,9, при влажном—0,75, при капеже из шпура — 0,6.

При водоцементном отношении (В/Ц) 0,5 и марке бетона М 500 сцепление с известняками—1 МПа, порфиритами—1,1 МПа, гранодиоритами—1,4 МПа.

Сцепление полимербетона с известняками—3 МПа, со сланцами — 2—2,5 МПа.

В качестве расчетной несущей способности анкера Р_а принимается меньшее из значений.

l_п — длина выступающей из сква­жины части анкера (0,05-0,2 м), м;

l₃ — величина заглубления замковой части анкера в устой­чивую зону пород (0,3-0,4 м), м.

где δ_р — временное сопротивление материала штанги на разрыв;

k_p — допусти­мое сопротивление породы на разрыв, МПа (для пород средней крепости k_p = 0,1-0,2, для крепких k_p = 0,3-0,5).

При этом высота свода обрушения

где — угол внутреннего трения пород;

L' — ширина свода обрушения.

где L — ширина выработки, м;

h — высота выработки, м.

Длину анкера принимают равной не менее 1,2 м (в среднем 1,2-1,8 м). Максимальная длина обычно не превышает 2,5 м.

Плотность расстановки штанг в кровле выработки

где q_н —нормативное давление со стороны кровли, Па;

n_п – коэф. перегрузки 1,2.

Расстояние между анкерами в кровле при расположении их по квадратной сетке (от 0,9-1,2 м и более)

Плотность расстановки анкеров s' в боку выработки

где q_n —интенсивность бокового давления у почвы, зависящая от расчетной схемы горного давления, формы выработки и запаса прочности пород, Па.

Расстояние между анкерами (м) в боку выработки .

Количество закрепляющего состава (см³)

V=0.825 (d_i² - d_c²) l_з

где d_ш, d_c — диаметр соответственно шпура и армирующего стержня см;

l_з — длина заделки анкера в бетон или полимер­бетон. Длина заделки в полимербетоне принимается равной 20—25 см. Объем одной ампулы полимербетона равен 200 или 250 см³.

Составление паспорта БВР

Паспорт БВР на проведение основных типов горных выработок состоит из семи раз­делов и графической части.

Разделы паспорта БВР включают:

· Характеристику выработки (сведения о наименова­нии выработки, форме, площади и размерах поперечного сече­ния (ширина, высота) в проходке).

· Характеристику пород (наименование пород, их категории крепости согласно единой классификации по буримости и коэффициенты крепости по шкале проф. М. М. Протодьяконова. Сведе­ния о трещиноватости и обводненности пород).

· Ис­ходные технологические данные (наименования типа вруба, характеристик средств бурения, наименование ВВ и средств ини­циирования (СИ), способов заряжания и взрывания, источника электрического тока).

· Параметры буровзрывных работ (номера шпуров, их глубина (длина), углы на­клона, массу зарядов в каж­дом шпуре; число серий взрывания и последовательность, материал забойки и ее величина).

· Основные показатели буровзрывных работ (КИШ, число шпуров на забой, величину продвигания забоя за взрыв, объем горной массы, оторванной за взрыв. Расход ВВ и СИ на цикл, удельные расходы ВВ и СИ на 1 м проходки и на 1 м³ горной массы).

· Меры безопасности (сведения о месте расположения взрывного пункта, укрытия взрывника и рабочих, о размерах опасной зоны, месте расположения постов оцепления, времени производства взрывов, сигналах и об ответ­ственных за выставление постов оцепления и вывод людей, а также механизмов из забоя или за пределы опасной зоны; время проветривания забоя после взрыва, применяемые при этом вентиляторы (марка и тип) и мероприятия по осаждению пыли).

· Дополнительные сведения и замечания.

Графическая часть включает:

· схему расположения шпуров (масштаб 1: 50, на схеме показывают три вида: вид на забой, вид сверху и вид с сбоку или вид на забой и два взаимно перпендикулярных вида сбоку для вертикальных выработок);

· схему конструкции заряда (вид и место основного заряда ВВ в шпуре и патрона-боевика с указанием марки ВВ, величины забойки);

· схему монтажа взрывной сети.

 

Таблица 1. Значения коэффициента аэродинамического сопротивления

Тип труб	α 10-3 для труб диаметром, мм
Фанерные	3-3,5	-	-	-	-
Металлические	-	4,23	3,96	3,74	3,0
Прорезиненные «МУ»	-	6,99	6,4	5,66	-
Текстовинитовые	-	1,66	1,60	1,51	1,30

 

Если металлические трубы имеют вмятины и подвешены неровно, то «α» увеличивают на 25%, новые уменьшают на 25%.

Качество натяжения трубопровода из прорезиненной ткани учитывают коэффициентом К (на который изменяют величину сопротивления трубопровода):

сильно натянутые - 0,65

нормально натянутые - 1,0

слабо натянутые со складкой - 1,25

Коэффициент утечек воздуха

К_у = [1/3 К_в · d (L_тр / l₃) (0,1 R)^0,5 + 1]²,

где К_в – коэффициент удельной воздухонепроницаемости;

d_тр – диаметр труб, м;

L_тр – длина трубопровода, м;

l₃ – длина звена труб, м;

К_в=0,001 – 0,003 при удовлетворительном качестве соединения труб.

Депрессия вентиляторов

Н_в = К_у · R · Q²_в + Σh_м, Па

где h_м – сумма депрессий местных сопротивлений,

для каждого поворота - h_м = ψ ·υ²·γ₀ / 2g,

где ψ – коэффициент местного сопротивления;

υ – скорость воздушного потока, (υ =Q_в/S_тр) м/с;

γ – плотность воздуха, 1,2 кг/м³;

Q_в - необходимое количество воздуха подаваемое в забой, м³/с;

g – ускорение свободного падения, м/с².

Величина коэффициента местного сопротивления при отношении радиуса закругления трубопровода к диаметру трубопровода.

 

R / dтр	0,5	1,0	1,5
ψ	0,18	0,1	0,09	0,08	0,075	0,073	0,071	0,07

 

Для случая перехода трубопровода с меньшего d на больший ψ = 0,06; с большего на меньший ψ = 0,07.

Доставочный коэффициент n_в = 1/К_у

Производительность вентилятора

Q^в_п = К_у · Q_в = Q_в / n_в, м³/мин.

Таблица 1. Техническая характеристика осевых вентиляторов

Показатели	ВМ-3М	ВМ-4М	ВМ-5М	ВМ-6М	ВМ-8М	ВМ-12М
Номинальный диаметр трубопровода, мм
Производительность м3/с: оптимальная в рабочей зоне	1,1 0,7-1,7	1,9 0,8-2,6	3,2 1,7-4,7	5,7 2,3-8	5,4-13	10-32
Полное давление, Па: оптимальное в рабочей зоне	400-1000	700-1450	600-2400	750-3400	800-4200	800-3800
Максимальный КПД: Вентилятора Агрегата	0,7 0,58	0,72 0,61	0,75 0,67	0,76 0,68	0,80 0,72	0,76 0,71
Потребляемая мощность в рабочей зоне, кВт	1-2,2	2,8-3,8	5-13	10-22,5	15-50	40-110

 

Экзамен

Вопросы на экзамен по дисциплине "Проведение и крепление горных выработок"

О бщие сведения

1. Понятие горной выработки, элементы горной выработки.

2. Классификация горных выработок.

3. Горизонтальные подземные горные выработки (определения, назначение)

4. Наклонные подземные горные выработки (определения, назначение)

5. Вертикальные подземные горные выработки (определения, назначение)

6. Формы и размеры поперечного сечения горных выработок.

7. Графический метод определения размеров и площади поперечного сечения выработки.

8. Технологическая схема проведения горной выработки, состав комплекса проходческого оборудования и типы технологических схем проходки.

9. Основные и вспомогательные процессы и операции проходческого цикла при буровзрывном способе проходки.

10. Основные и вспомогательные процессы и операции проходческого цикла при комбайновом способе проходки.

11. Проект производства работ на проведение горной выработки (состав пояснительной записки и чертежей).

12. Основные плотностные, прочностные, уп­ругие свойства горных пород.

13. Основные физико-механические свойства горных пород ( крепость, буримость, взрываемость и устойчивость).

14. Классификации горных пород по крепости по шкале проф. М.М. Поротодьяконова.

15. Классификации горных пород по буримости ЕНВ-85.

Крепление и горное давление

16. Понятие о горном давлении и напряженном состоянии массива.

17. Действующие на горную выработку напряжения, их проявления в кровле и боках выработки.

18. Оценка устойчивости горных пород по запасу прочности кровли и боков выработки.

19. Определение горного давления в горизонтальной выработке по гипотезе М.М. Протодьяконова

20. Определение горного давления в горизонтальной выработке по СНиП II-94-80.

21. Классификация крепи по конструктивным и технологическим признакам.

22. Виды и типы крепи горных выработок.

23. Деревянная крепь, расчет прочных размеров рамной крепи.

24. Классификация металлических крепей и условия их применения.

25. Монолитная бетонная, железобетонная крепь и искусственные камни, применение и изготовление.

26. Торкретирование и набрызгбетонная крепь, технология возведения.

27. Виды анкерной крепи и технология её возведения.

28. Методика расчета анкерной крепи.

29. Назначение и состав паспорта крепления горной выработки.

Собственные учебные пособия

11. Лисихин В.Г., Ермоленко Е.А., Соболев А.И. Технология проведения горизонтальных и наклонных горных выработок. Учебное пособие для студентов специальности 090200 «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» - Чита: ЧитГУ, 2005. -97 с.

12. Медведев В.В. Подземный транспорт рудников (учебное пособие). Чита: ЗабГУ, 2013. – 220 с.

 

Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы*

*Указываются базы данных, информационно-справочные и поисковые системы необходимые для проведения конкретных видов занятий по дисциплине.

 

1. Вузовская ЭБС на платформе MarcSQL: http://library.zabgu.ru/ (электронный каталог);

2. Научная электронная библиотека eLibrary http://elibrary.ru/.

3. Электронно-библиотечная система издательства «Лань». http://e.lanbok.com/;

4. Электронно-библиотечная система (ЭБС) IPRbooks. Учебники и учебные пособия для университетов, http://www.iprbookshop.ru/;

5. Электронно-библиотечная система (ЭБС) Университетская библиотека онлайн, http://www.biblioclub.ru.

 

Ведущий преподаватель __________________ В.В. Медведев

 

Заведующий кафедрой ПРМПИ __________________ В.В. Медведев

УЧЕБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

для студентов заочной формы обучения

 

по дисциплине «Проведение и крепление горных выработок»

 

для специальности 21.05.04Горное дело

специализация "Подземная разработка рудных месторождений"

 

 

Общая трудоемкость дисциплины (модуля)

 

Виды занятий	Распределение по семестрам в часах	Всего часов
семестр	---- семестр	---- семестр
Общая трудоемкость
Аудиторные занятия, в т.ч.:
лекционные (ЛК)
практические (семинарские) (ПЗ, СЗ)
лабораторные (ЛР)	-			-
Самостоятельная работа студентов (СРС)
Форма промежуточного контроля в семестре*	Экзамен = 36
Курсовая работа (курсовой проект) (КР, КП)	КП			КП

Краткое содержание курса

№ Темы, раздела	Наименование тем, разделов дисциплины
	I. Общие сведения о горных выработках и свойствах горных пород
	Горные выработки. Классификация горных выработок. Элементы горной выработки, Основные подземные горные выработки. Формы и размеры площади поперечного сечения в соответствии с требованиями ПБ и СНиП
	Проектирование горных выработок Способы проведения горных выработок. Проходческий цикл, процессы и операции проходческого цикла. Документация на проведение горной выработки.
	Свойства и классификация горных пород Плотностные, прочностные, уп­ругие, тепловые, электрические и магнитные свойства горных пород. Классификации пород по крепости, трещиноватости, бурению и взрываемости.
	II. Поддержание горных выработок
	Горное давление. Понятие термина - горное давление и напряженное состояние массива. Методы определения величины горного давления. Критерии оценки устойчивости горных пород. Расчет устойчивости пород и выбор типа крепи согласно СНиП
	Крепление горных выработок. Понятие терминов - горная крепь и крепление горных выработок. Классификация горных крепей. Область применения различных видов крепи. Виды и типы крепи, материалы для изготовления горных крепей.
	Расчет крепи горных выработок. Расчет нагрузки на крепь по СНИП II-94-80. Расчет прочных размеров рамной, арочной, монолитной, бетонной, анкерной и набрызгбетонной крепей.
	Возведение крепей. Механизация и организация работ по возведению крепей. Составление паспорта к

1234Следующая ⇒

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

---

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: