Определение размеров и площади сечения выработки.

Введение

В период общего экономического склада и инфляций в стране обострились общегосударственные проблемы добычи каменного угля.

Уголь – это основной вид энергетического топлива, а также техническое сырье для коксования и использования в металлургической и химической промышленности для получения жидкого и газообразного топлива.

По запасам каменного угля Россия занимает одно из первых мест в мире, а Кузбасский угольный бассейн – первое место в России по добыче угля.

Перед трудящимися угольной промышленности поставлены задачи по неуклонному росту добычи угля при одновременном снижении его себестоимости, решение которых является непременным условием выживания в сегодняшних экономических условиях.

Для достижения поставленных целей угольная промышленность сосредотачивает свои усилия на следующих направлениях: постоянно работать над вопросами комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, которая создаёт предпосылки для выемки угля без постоянного присутствия людей в очистном забое, что способствует увеличению производительности труда и снижению себестоимости добытого угля.

Дальнейшее увеличение добычи угля тесно связано с темпом проведения подготовительных выработок. Необходимо шире и повсеместно применять системы автоматизированного управления производственными процессами в подготовительных забоях для своевременной и качественной подготовки очистного фронта. Выбор оптимальных технологических схем проведения выработок является непременным условием и высокопроизводительной и безопасной работы в подготовительных забоях, целью данного курсового проекта является разработка паспорта проведения и крепления вентиляционного штрека.

1 ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЛАСТА Бреевского

 

Глубина отработки пласта 350-490м.

Пласт сложного строения, состоит из3-х угольных пачек, разделенных породными прослоями мощностью от 0,04м до 0,25 м, представленных аргиллитом сильнотрещиноватым, слабой и средней мощности f= 2,5-Общая мощность пласта колеблется в пределах 2,1-2,15 м и при средней мощности 2,12 м.

В пласте встречаются включения «колчеданов», крепостью f= 7-8, вытянутой овальной формы размерами до 2х0,5х0,5, приуроченных к средней части угольного пласта.

Гипсометрия пласта волнистая. Угол падения пласта от 16⁰ (у вентиляционного штрека №173) до 0⁰(у монтажной камеры №1732).

Природная газоносность пласта 8-13 м³/т.

Крепость угля f= 1,5-2, Сопротивление угля резанию 15 мПа.

По склонности пласта к самовозгоранию относится к III группе неопасных. Опасен по взрывчатости угольной пыли и газа метана.

Пласт представлен блестящим углем с преобладанием компонентов группы витринита. Верхний интервал основной кровли пласта представлен песчаником мелкозернистым, крепким, трещиноватым, мощностью до 12м, f= 6-7.

Нижний интервал основной кровли пласта на мощность до 4м представлен песчаником мелкозернистым, крепким f= 6-7, аргиллитом слоистым трещиноватым мощностью до 2м, f= 3-4 с угольным прослоем в верхней части мощностью до 1 метра (пласт Надбреевский).

Первичный шаг обрушения основной кровли – 35-40 м отхода лавы от монтажной камеры, последующий – 8-12 м.

Непосредственная кровля пласта представлена аргиллитом темно-серым, слоистым средней крепости, трещиноватым, на мощность до 8 м, f= 3-4. Нижний предел непосредственной кровли на мощность 0,35-0,85 м с учетом «ложной» кровли представлен аргиллитом слабым с прослоями угля мощностью 0,05-0,2 м и склонным к сводчатому обрушению на полную мощность кровли.

Ложная кровля, представлена аргиллитом тёмно-серым, трещиноватым, на мощность 0,30-0,80 м f= 1,5-2.

Непосредственная почва пласта представлена алевролитом мелкозернистым, средней крепости, трещиноватым, мощностью до 8 м, f= 4.

Ложная почва, представлена аргиллитом светло-серым, крепостью f=2. Мощность ложной почвы изменяется от 0,08 до 0,15 м, при средней – 0,10 м. При намокании склонна к пучению.

В тектоническом отношении участок простой, однако не исключена возможность встречи мелкоамплитудных нарушений (до 1,5м).

2 .Выбор формы поперечного сечения и типа крепи горной выработки.

 

В данном проекте рассматривается проведение конвейерной печи, которая предназначена для транспортирования горной массы и пропуска вентиляционной струи. Научным и практическим опытом установлено низкая эффективность арочных и стоечных крепей.

Эти виды крепей не несут предварительной нагрузки, не упрочняют свод выработки, трудоемки в установке, многозатратны, имеют по эффективности небольшую область применения. Более того, временной фактор снижает устойчивость крепи и заметно усложняет работу механизированных крепей при добыче.

В мировой практике широко применяют различные виды анкерных крепей, которые обеспечивают в различной степени упрочнение пород свода горной выработки, тем самым, исключая обрушение пород. Исходя из этого, принимаем анкерное крепление выработки, а форму поперечного сечения прямоугольную.

Определение размеров и площади сечения выработки.

В данном проекте рассматривается проведение вентиляционного штрека, который предназначен для транспортирования горной массы и пропуска вентиляционной струи

Площадь поперечного сечения штрека в свету определяется расчетом по допустимой скорости движения воздушной струи, габаритным размерам подвижного состава с учетом минимально допустимых зазоров, величины осадки крепи после воздействия горного давления. Различают площадь поперечного сечения выработки в свету - это площадь поперечного сечения внутри контура крепи выработки,- площадь поперечного сечения выработки в проходке - это площадь поперечного сечения выработки без учета крепи. Согласно требованиям ПБ минимальная площадь поперечного сечения конвейерного штрека - 6,0 м², минимальная высота - 1,8 м.

Ширина выработки в свету на высоте 1,8 м определяется по формуле

В_св = m + A₁ + n м

где: В_св - ширина выработки в свету, м.;

A₁- габарит контейнера монорельса, м

n - зазор между контейнером и крепью с ходовой стороны, м

m- зазор между контейнером и крепью с неходовой стороны, м

В_св = 0,3+1,4+0,85=2,95 м

Рис. 1. Поперечное сечение выработки

 

По полученной ширине выработки принимаем типовое сечение в проходке S_св= 13,9 м², S_прох= 14,0 м².

Размеры типового сечения сводим в таблицу 2.6.1

Принятую площадь поперечного сечения выработки проверяем по максимально допустимой скорости движения воздуха по формуле:

V = Q/ 60*S_св м/сек

где: V- скорость воздуха, проходящая по выработке, м/сек

Q- количество воздуха, проходящего по выработки, м³/мин.

V = 4000 /60*13,9= 926,66 м³/сек.

Полученная скорость движения воздуха удовлетворяет требованиям ПБ, V_min = 0,25 м/сек. V_max 4 м/с

 

Таблица 2.6.1 Размеры поперечного сечения штрека

Ширина выработки, мм	Высота выработки, мм	площадь сечение выработки, м2
в проходке	в свету	в проходке	в свету	в проходке	в свету
до	после	до	после	до	после
осадки	осадки	осадки
						14,0	13,9	13,6

 

Расчет крепи.

Выбор материала крепи

Выбор материала крепи производится исходя из назначения срока службы выработки, величины и направления гонного давления, формы поперечного сечения горной выработки, конструкции крепи, требований правил безопасности.

Крепёжные материалы должны удовлетворять следующим основным требованиям: обладать высокой прочностью, быть устойчивым с течением времени, иметь не высокую стоимость, быть не огнеопасными и т.д.

Деревянная рамная крепь применяется при сроке службы до 2 - 3 лет в устойчивых и средней устойчивости породах. Металлическая рамная крепь применяется при сроке службы до 10 - 15 лет в разных горногеологических и горнотехнических условиях.

Монолитная бетонная и железобетонная крепь применяется в капитальных выработках, а сборная железобетонная и тюбинговая крепь - в капитальных и других выработках с большим сроком службы и в разных горногеологических и горнотехнических условиях.

Так как срок службы вентиляционного штрека до трех лет,то в проекте принимаем анкерную крепь