Выбор формы и определение размеров поперечного сечения штрека.

Размеры поперечного сечения выработки зависят от ее назначения и определяются на основе габаритов подвижного состава или погрузочно-транспортной машины с учетом необходимых зазоров, предусмотренных правилами безопасности.

При длительном сроке службы выработок иотносительно  большом горном давлении в качестве крепёжного материала применяется металл, бетон, железобетон и камень. В этом случае форма поперечного сечения может быть трапециевидной, прямоугольной, арочной, со сводчатым перекрытием, а иногда с криволинейным очертанием стенок.

Формы поперечного сечения горизонтальных выработок зависят от величины горного давления и его направления, конструкции крепи, срока службы, размеров выработки, назначения выработки.

В горнорудной промышленности в основном применяют следующие формы поперечного сечения выработок:

· Прямоугольная;

· Трапециевидная;

· Прямоугольно-сводчатая.

В угольной промышленности, кроме перечисленных, применяют подковообразную и круглые формы.

Площадь поперечного сечения выработки зависит от назначения и габаритов располагаемого в ней оборудования.

Размеры поперечного сечения (ширина и высота) откаточных выработок зависят от габаритных размеров откаточных вагонеток и электровозов, от рельсовых путей, способа передвижения рабочих по выработкам и количества подаваемого воздуха для проветривания.

 

Для заданных условий: двух путевая выработка, средняя устойчивость пород, крепость 14.Выбираю выработку прямостенную со сводчатым перекрытием, трёхцентровым сводом, сплошная набрызг-бетонная крепь.

 

Расчет размеров выработки по высоте.

1.1. Рассчитывается высота строения рельсового пути:

 

h ₀ = h _б + h _ш.б. + h _п + h _р, мм.   (1)

Где: h ₀ – высота строения рельсового пути, мм;

h _б – высота балластного слоя, 100 мм;

h _ш.б. -высота шпального бруса, 80 мм;

h _п – высота подкладки, 20 мм;

h_p -  высота рельса, 128 мм.

 

h ₀ = 100+130+20+128= 328 (мм).

1.2.  Высота подвижного состава:

h =1800, мм.

1.3. Принимается высота прямостенного участка для двухпутевых выработок в свету:

Высота прямостенного участка в свету:

h ₂ = h ₁ + h _р + h _п + 1/3* h _ш.б., мм.  (2)

Где:

h ₂ – высота прямостенного участка в свету мм;

h ₁ - высота прямостенного участка выработки, 1800 мм;

h _р –  высота рельса, 128 мм;

h _п – высота подкладки, 20 мм;

h _ш.б - высота шпального бруса, 100 мм;

 

h ₂ = 1800+128+20+1/3*100= 1948 (мм).

 

1.5. Высота свода в свету:

h ₃ = 1/3 * В, мм. (3)

Где: h ₃ – высота свода в свету, мм;

B – Ширина выработки в свету, 3940мм;

 

h ₃ = 1/3* 3940 = 1182 (мм).

1.6. Высота свода вчерне:

 

h ₄ = h ₃ + T _кр.св, мм.        (4)

Где: h ₄ – высота свода вчерне, мм;

h ₃ - высота свода в свету, мм;

T _кр.св – толщина крепления свода набрызг-бетоном, 50 мм.

 

h ₄ =1182+50= 1232 (мм).

Определение ширины одно путевой выработки сводчатой формы.

2.1. Ширина выработки в свету:

B =2* A + n + c + m, мм. (5)

Где: B – ширина выработки в свету, мм;

n - Зазор между крепью и подвижным составом, 300 мм;

A - Ширина подвижного состава вагонетки или электровоза, 1350мм;

c – Зазор между двух составов, 200 мм;

m – Свободный проход для людей, 700 мм.

 

B = 2 * 1350 + 300 + 200 + 750=3940 (мм).

 

2.2. Ширина выработки вчерне:

 

B ₁ = B + 2* T _кр.ст., мм.     (6)

Где: B ₁ - Ширина выработки вчерне, мм;

B - Ширина выработки в свету, 3940мм;

T _кр.ст - толщина крепления стены, 50 мм;

B ₁ = 3940+2*50=4040 (мм).

 

 

3. Рассчитывается площадь сечения выработки.

3.1. Площадь сечения выработки в свету:

 

S _св = B *(h ₂ +0,26* B), м²(7)

Где: S _св – площадь сечения выработки в свету, м²;

B - ширина выработки в свету, 3940 мм;

h ₂ - высота прямостенного участка в свету, 1948 мм.

 

S _св =3940*(1948+0.26*3940)= 11,7  (м²).

3.2. Площадь сечения выработки вчерне:

 

S _чер.= B ₁ *(h ₁ +0.26* B ₁), м²(8)

Где: S _чер. – площадь сечения выработки вчерне, м²;

B ₁ - Ширина выработки вчерне, 4040 мм;

h ₁ - высота прямостенного участка выработки, 1948 мм.

 

S _чер.=4040*(1948+0.26*4040)=12 м².

3. 3. Площадь поперечного сечения выработки в проходке:

 

S _пр =1.03* S _чер., м² (10)

Где: S _пр – площадь поперечного сечения в проходке, м².

S _чер. – площадь сечения выработки вчерне, 12м²;

 

S _пр =1.03*12=12.3м².

4.Полученная площадь поперечного сечения выработки в свету проверяется на скорость движения воздушного потока:

V = Q _возд. / S _св., м/с  (11)

Где: V – регламентируемая правилами безопасности скорость движения вентиляционной струи по выработке, м/с;

 0,25 ≤ V ≥ 8

Q _возд – количество воздуха, проходящего по выработке, 25 м³/с;

S _св – площадь сечения выработки в свету, 11.7м².

 

V =25/11.7=2.1 м/с.

Так как V =2,4 м/с, входящая в промежуток 0,25 ≤ V ≥ 8 удовлетворяет требованиям, следовательно, данное сечение рассчитано верно.