Выбор формы и определение размеров поперечного сечения горной выработки

 

1. Расчет размеров поперечного сечения выработки в свету.

На основании исходных данных (крепость пород, глубина разработки, и т.д.) выбирается форма поперечного сечения горной выработки.

Расчет производится исходя из выбранного оборудования, которое будет применяться при эксплуатации данной выработки.

При электровозной откатке:

- привести техническую характеристику выбранного электровоза (указать его параметры);

- привести техническую характеристику подходящей к электровозу вагонетки для перевозки отбитой горной массы (указать ее параметры);

- привести техническую характеристику рельс и рельсового пути, пригодного для эксплуатации выбранного транспорта.

При самоходной, технике:

- привести техническую характеристику выбранного транспорта;

При скреперной или конвейерной доставке:

- привести техническую характеристику скреперной или конвейерной установки.

 

2. Определения высоты прямой стены выработки

При откатке контактными электровозами

- от головки рельсов (УГР):

h₁ = h_кп - h_a, мм (1) [9,170]

где, h_кп - высота подвески контактного провода от уровня головки рельсов. Согласно ПБ эта величина должна быть не менее 1800 мм для откаточных выработок. Высота выработок должна быть на 800 - 1100 мм больше высоты машины. При подвеске вентиляционных труб в своде выработки ее высота увеличивается на 1 - 1,5 диаметра труб.

h_a – высота от балластного слоя до УГР (уровень головки рельс) согласно характеристике рельсового пути.

- от балластного слоя

h₂ = h₁ + h_а, мм (2) [9,170]

 

- от почвы выработки

h₃ = h₂ + h_б, мм (3) [9,170]

 

где, h_б - высота балластного слоя согласно характеристике рельсового пути.

Для укладки принять рельсы Р33, тогда h_в = 390 мм, h_б=200 мм

h_a= h_в- h_б,, мм (4) [9,170]

 

где, h_в- высота от почвы выработок до головки рельсов

 

При откатке аккумуляторными электровозами, скреперной и конвейерной доставке, самоходной технике величина h_кп будет отсутствовать. Ее следует заменить величиной согласно технической характеристике выбранной техники.

 

Для условий скреперной и конвейерной доставки, а также при использовании самоходного оборудования высота прямой стены h₁ рассчитывается от уровня чистого пола (УЧП).

- высота выработки по оси в свету

Hc=h+e+dт, мм (5) [9,170]

 

где, h – высота машины;

е - зазор между наиболее выступающей частью машины и кровлей;

d_T - диаметр вент, труб.

- от уровня дорожного покрытия (если требуется)

h₁ = Н_с - h_o, мм (6) [9,173]

 

- от почвы выработки

h₃=h₁ + h_n, мм (7) [9,173]

 

где, h_n - высота дорожного покрытия.

- со стороны тротуара

h₂ = h₁-200 (8) [9,173]

 

 

3. Расчет ширины выработки в свету

Производится расчет согласно формуле:

- для однопутевой выработки

B = m + A + n, мм (9) [9,173]

где, В - ширина выработки в свету;

n - ширина прохода для людей с учетом места размещения в выработке вентиляционного трубопровода. Согласно ПБ принимается минимальная ширина прохода для людей. При определении фактической ширины прохода для людей следует учесть место расположения вентиляционного трубопровода. Он может располагаться, по оси выработки и в полусводе выработки. При расположении в полусводе следует учесть влияние диаметра вентиляционного трубопровода на ширину пешеходной дорожки.

Вентиляционный трубопровод может располагаться по оси выработки в следующих случаях:

- при откатке аккумуляторными электровозами;

- при скреперной доставке;

- при конвейерной доставке;

- самоходной технике.

При выполнении работы с наличием скреперной, конвейерной и самоходной техники следует учитывать наличие в данной выработке прохода для людей.

А - максимальная ширина подвижного состава, скреперной или конвейерной установки, самоходной техники.

m - зазор между подвижным составом (установкой) и крепью согласно ПБ для выбранного оборудования.

 

- для двухпутевой выработки

B = m + 2A + n + p, мм (10) [9,170]

где, р - зазор между подвижными составами (установками) согласно ПБ для выбранного оборудования.

 При эксплуатации самоходной техники можно пользоваться и этой формулой:

A = d+1,5C + 12V, мм(11) [9,173]

 

где, d - ширина вагона транспортной машины;

С - ширина профиля покрышки, мм;

V - скорость движения машины, км/ч

 

4. Расчет высоты коробового (трехцентрового) свода

Высота коробового свода зависит от крепости пород по шкале Протодьяконова.

- При крепости пород f ≤ 12

h₀ = В/3, мм

- При крепости пород f ≥ 12

h₀= В/4, мм

 

5. Сечение выработки

- при f ≤ 12

S_св = B (h₂ + 0,26B), м² (12) [9,171]

- при f ≥ 12

S_св = B (h₂ + 0,173В), м² (13) [9,171]

 

 

6. Радиусы осевой и боковых дуг

Зависят от крепости пород и высоты свода

В/3 R = 0,692 В    r = 0,262 В (14) [9,171]

 

В/4 R = 0,905 В    r = 0,173 В (15) [9,171]

 

где, R - радиус осевой дуги;

r - радиус боковой дуги

 

7. Проектная высота выработки

H = h₃ + h₀, м (16) [9,170]

 

Форма поперечного сечения восстающих: блоковых, рудоперепускных и отрезных – обычно прямоугольная, но бывает форма поперечного сечения и круговая.

 

Таблица 1 - Конструктивные размеры поперечного сечения выработки [9,170]

Наименование размера	Обозначения и соотношения размеров
Высота электровоза от головки рельсов	h
Высота стенки выработки от головки рельсов	h1
Высота балластного слоя	hб
Высота от балластного слоя до головки рельсов	hа
Высота от почвы выработки до головки рельсов	hв = hа + hб
Высота стенки выработки от балласта	h2 = h1 + hа
Высота стенки выработки от почвы выработки	h3 = h2 + hб = h1 + hв
Высота подвески контактного провода от уровня головки рельсов	hкп
Высота коробового свода при f≤12	h0 = B / 3
То же, f>12	h0 = B / 4
Проектная высота выработки в проходке при бетонной крепи	H = h3 + h0 + d0
Ширина электровоза	А
Минимально допустимый проход на высоте 1800 мм от уровня балластного слоя	n
Зазор между стенкой и габаритом подвижного состава	m
Зазор между подвижными составами	p
Ширина однопутевой выработки в свету	B=a+c или B=m+A+n
Ширина двухпутевой выработки в свету	B=a+b+c или B=m+A+p+A+n
Расчетная толщина стен выработки	Т
Толщина крепи в кровле выработки	d0
Проектная ширина выработки в проходке	В1 = В + 2Т
Радиус осевой дуги коробового свода при f≤12	R = 0,692 В
То же, f>12	R = 0,905 В
Радиус боковой дуги коробового свода при f≤12	r = 0,262 В
То же, f>12	r = 0,173 В
Радиус свода при полуциркульном очертании	R = 0,5 В
Проектная площадь поперечного сечения выработки в свету при коробовом своде, при f≤12	Sсв = В (h2 + 0,26 B)
То же, f>12	Sсв = В (h2 + 0,175 B)
Проектная площадь поперечного сечения выработки в свету при полуциркульном своде	Sсв = В (h2 + 0,39 B)
Периметр выработки в свету при коробовом своде, при f≤12	Рсв = 2h2 + 2,33 В
То же, f>12	Рсв = 2h2 + 2,219 В
Периметр выработки в свету при полуциркульном своде	Рсв = 2h2 + 2,57 В
Проектная площадь поперечного сечения выработки в проходке при коробовом своде, при f≤12	Sпр = В1 (h3 + 0,26 B1)
То же, f>12	Sпр = В1 (h3 + 0,175 B1)
Проектная площадь поперечного сечения выработки в проходке при полуциркульном своде	Sпр = В1 (h3 + 0,39 B1)

 

Рис. 1 Конструктивные размеры поперечного сечения выработок.

 

Проектирование комплекса выработок целесообразно выполнить в два этапа:

расчет поперечных сечений по габаритам эксплуатируемого в них оборудования и требуемых по ПБ зазоров;

уменьшение номенклатуры выработок путем их типизации, что значительно упростит дальнейшее планирование работ и разработку графика подготовки блока.

 

8. Проверки правильности расчетов:

- проверка достаточности зазора между кровлей и точкой подвески контактного провода по оси выработки

С = h₁ + h₀ – h_кп ,м (17) [9,172]

 

ЕПБ предусматривают зазор междукровлей и точкой подвески контактного провода не менее 200 мм.

 

9. Проверка площади поперечного сечения выработки по допустимой скорости движения воздуха(если есть в задании).

V = Q/S_св ≤ 8 м/c

где, Q - количество подаваемого в выработку воздуха согласно задания (если указано в задании).

Максимальная скорость в очистных и подготовительных выработках 4 м/с, в главных откаточных выработках и стволах для спуска людей — 8 м/с.

В случае несоблюдения данного условия следует пересмотреть рассчитанные параметры проектируемой горной выработки.

 

 

10. Определение размеров водоотливной канавки.

Размеры водоотливной канавки выбираются из таблицы 2, исходя из водопритока. Выбранные данные приводятся в пояснительной записке.

 

 

Таблица 2 - Размеры водоотливных канавок

Приток воды

Размеры канавки, мм

Площадь поперечного сечения, м² м³/ч м/мин м³/сек ширина по верху ширина по низу глубина   100 1,7 0,027 350 250 200 0,06 150 2,5 0,042 400 300 250 0,087 200 3,3 0,055 400 300 300 0,105 300 5,0 0,087 400 300 400 0,14 400 6,7 0,11 450 350 450 0,18 500 8,33 0,14 450 350 500 0,205

 

По окончании расчета параметров горной выработки в свету на листе формата А-4 вычерчиваются в масштабе 1:25 типовое и расчетное сечения выработки с размещаемым в них оборудованием и указанием всех полученных размеров.