Порядок крепления выработки в геомеханике

Чертеж.dwg

I-IПоперечное сечение выработки в эксплуатацииnМ 1:20
I-IПоперечное сечение выработки в проходке nМ 1:20
Порядок крепления выработки (после БВР и уборки породы):nn1. Доставка элементов крепи в забой.n2. Установка стоек скрепляя их обаполами с соседними ранее собранными рамами.n3. На стойки укладывают верхняк.n4. Проверка правильности установки рамы.n5. Расклинка.n6. Затяжка межрамного пространства.n7. Наращивание рельсового пути.
Продольный разрез выработкиn М 1:20
Паспорт крепления однопутевого штрека
СПГГИ (ТУ)n Каф. СГП и ПСn Группа ГС-09-1
Характеристика выработки
Необходимое кол-во воздуха м³с
Отставание крепи от забоя м
Расход материала на 1 м выработки
Лес на перекрытие канавки
Подкладки под рельсы
Габариты используемого оборудования(b h l)мм

Курсач.doc

Федеральное агентство образования Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
Санкт-Петербургский государственный горный университет
(научно-исследовательский университет)
По дисциплине: Геомеханика
(наименование учебной дисциплины
согласно учебному плану)
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Тема: Паспорт крепления горной выработки
Автор: студентка группы ГС-09-1 е
Руководитель проекта ассистенте
В данном курсовом проекте составлен паспорт крепления горной
выработки однопутевого штрека. Крепь выработки – деревянная. В
пояснительной записке приведена оценка устойчивости выработки расчёт
размеров и формы поперечного сечения выработки произведён расчёт
деревянной крепи. Приводится расход материалов на 1м выработки. Погрузка
породы осуществляется погрузочной машиной ППН-1с с погрузкой породы в
вагонетки. Используемый транспорт – электровоз 14КР и вагонетки ВГ-4.
Пояснительная записка состоит из 12 листов.
Support pattern of the excavation is calculated in current project.
Excavation support –metall. Estimation of excavation stability calculation
of shape and size and strength calculation of metal support are given. The
quantities of materials per meter are given. Drilling and blasting method
of development are used. The sequence of LHD operations are following: rock
is loaded to tubs ВГ-33 by loader ППН-1с. Uses transport: electric
locomotive 14КR and tubs ВГ-4. Explanatory note contain 12 pages.
Оценка устойчивости выработки 4
Определение размеров и формы поперечного сечения выработки 5
Методика расчета трапециевидной крепежной рамы ..6
Расход материалов на 1 м крепи .. 10
Технология крепления выработки 11
Список литературы 12
Оценка устойчивости выработки
Для скальных горных пород где смещения пород на контуре
незначительны оценку устойчивости незакрепленной выработки
рекомендуется выполнять по предложенному О.В. Тимофеевым критерию ПВ
напряженности ее элементов (боков и кровли)[[1]]:
где [pic] - величина напряжений в нетронутом массиве по заданному
[pic]- величина горизонтальных напряжений где
Н = 510 м - глубина залегания выработки;
[pic] = 28- коэффициент концентрации напряжений вследствие проведения
[pic]= 1 - коэффициент изменения напряжений в результате влияния
[pic]-коэффициент упрочнения массива пород анкерованием или
инъекционным способом.
Критерий напряженности в кровле выработки
Критерий напряженности в боках выработки
Так как полученные значения Пв1 (см. табл. 2) то устойчивость
незакрепленной выработки относится к I категории (состояние
устойчивости – устойчивое). Для крепления выработки будем использовать
Габариты транспорта:
Электровоз контактный 14КР:
Ширина по выступающим частям – 1350 мм
Высота по кабине – 1650 мм
Длина по буферам – 4900 мм
Для уборки и загрузки руды в вагонетки используем пневматическую
колесно-рельсовую погрузочную машину ППН-1с обладающую следующими
Пневматическая ковшовая погрузочная машина ППН-1с:
Вместимость ковша - 2 м3
Фронт погрузки – 2200 мм
Высота разгрузки – 1300мм.
Исходя из характеристик вагонетки и локомотива принимаем ширину
колеи равную 900мм. Для укладки путей применяем шпалы ШД 4. Длина
шпалы 1500 мм. Шпалы укладываются из расчёта 1.43 шпалы на один метр
пути рельсы – 2 метра на один метр пути подкладки – 2штуки на шпалу
костыли – 6 штук на шпалу накладки – 4 штуки на звено болты с
гайками и шайбами – 12 штук на звено. Путь одноколейный. Рельс
используем марки Р-33 (33.48 кгм). В качестве балласта используем
щебень по ГОСТ 8267-82. Толщина балластного слоя 250 мм.
Определение размеров поперечного сечения выработки
Принимаем трапециевидную форму поперечного сечения выработки.
Минимальная ширина выработки в свету на уровне высоты людского
где m = 250 мм - зазор между крепью и подвижным составом допустимый
А = 1350 мм - ширина подвижного состава (ширина электровоза 14КР);
n = 700 мм - ширина людского прохода (минимальная по ПБ 700мм).
Исходя из заданных условий ([pic] тип выработки – однопутевой
квершлаг минимальная ширина выработки в свету на уровне людского
прохода – 2300мм) принимаю типовое сечение выработки со следующими
ширина в проходке по кровле: [p
ширина в проходке по почве: [p
высота в проходке: [p
периметр в свету после осадки: [p
площадь выработки в свету: [p
площадь выработки в проходке: [p
площадь выработки в проходке с учетом канавки: [p
Предельное количество воздуха: Q=42 м3с.
Размеры водоотливной канавки:
Форма сечения канавки прямоугольная.
ширина канавки в свету - 400 мм;
Высота канавки в свету - 250 мм;
Толщина стенки канавки - 30 мм;
Площадь сечения водоотливной канавки вчерне - Sк.ч=01м2.
Методика расчета трапециевидной крепежной рамы
Выбор расчетной схемы.
Конструкция деревянной трапециевидной неполной крепежной рамы
при соединении боковых стоек с верхняком «влапу» может быть
представлена четырехшарнирной схемой на рис.1.
Рис.1.Расчетная схема трапециевидной усиленной крепи.
Нагрузку на крепь обычно принимают равномерно-распределенной:
сверху p (кПа) сбоку pn (кПа) где n-коэффициент бокового давления.
2. Определение усилий в элементах крепи (в расчете на 1 м
Определим нагрузку на крепь:
где [pic]-средневзвешенный объемный вес вышележащих пород(из условия
[pic]-высота зоны возможного обрушения.
где а1-полупролет зоны возможного обрушения
[pic]-коэффициент структурного ослабления породы (из условия
а - полупролет выработки;
[pic]-угол внутреннего трения породы полученный по лабораторным
испытаниям (из условия задания).
Изгибающие моменты в верхняках и боковых стойках
на крайних опорах [p
на опоре верхняка [p
изгибающий момент в стойках под действием боковых сил
Эпюра изгибающих моментов:
Эпюра продольных сил:
3. Определение конструктивных параметров крепи
Прочностной расчет крепи выполняют по условию чтобы напряжения
в элементах крепи не превышали расчетного сопротивления
где Fпр- площадь поперечного сечения рассматриваемого материала (для
Wпр- момент сопротивления рассматриваемого элемента в
рассматриваемого сечении (W=0.1d3)
Rсж=14 МПа - расчетное сопротивление сосны (СНиП II-25-80 табл.3) [2]
Условие выполняется.
Плотность расстановки рам:
при этом расчетный шаг расстановки рам составит
где [pic][pic] - расчетное сопротивление материала крепи (дерево СНиП
Расход материалов крепи на 1м выработки
) Спецификация деталей крепи на одну раму представлена в таблице 1.
Наименование Материал Длина м Число Расход Расход
единицы на на 1 на 1 м
Верхняк дерево 461 459 1 459 976
Стойка дерево 294 53 2 106 1709
СоединительныйХомуты и 2 2372кг
Распорка Уголок 043 329 3 987кг 789кг
Затяжка деревянная 125х61х3 36 84 302кг 241кг
) Расход материалов на устройство постоянных путей.
Железобетонные шпалы:
где a = 02 (м) – ширина постели шпалы;
b = 15 (м) – длина шпалы;
h = 012 (м) – толщина;
n = 1 – количество путей;
m = 05 (м) – шаг укладки шпал.
q = 335 (кгм) – погонная масса рельса Р-24; n = 1 – количество
a) Щебень крупностью 20 – 40 мм для балластного слоя 085 (м3).
b) Подкладки под рельсы 8 шт.
c) Костыль 8 штшпалу.
) Расход материалов на устройство временных путей.
Для настила путей берем швеллер длиной 15 м тогда [pic] (кг).
Шаг установки швеллера 05 (м) тогда на 1 метр приходится 2 швеллера.
) Расход материала на крепление канавки.
Дерево на устройство перекрытия: [pic].
Технология крепления крепи
Все работы в подготовительном забое и в том числе и возведение
крепи производятся согласного утвержденного паспорта. Вначале готовят
место для установки крепи очищают забой от нависших кусков угля и
породы производят разметку и устройство лунок для стоек и углубления
для лежания. Глубина лунок от 5 см в крупных породах до 15 см в
мягких породах. В лунки устанавливают стойки. Для удержания стоек в
необходимом положении их раскрепляют с соседними рамами досками или
строительными скобами. Стойки устанавливаются комлем вверх чтобы
обеспечить большую опорную площадь для верхняка и устранить
распространение воды из лунки по «капиллярам» древесины по всей длине
стойки. Накладывают верхняк. Раму выверяют по отвесам и вискам и
тщательно расклинивают. Рамы устанавливают «сплошняком» или в
«разбежку»- в соответствии с паспортом. Затем производят затяжку
кровли и бортов выработки. Пустоты между затяжкой и стенками выработки
заполняют мелкой породой («забутовка»). Для обеспечения крепи
продольной устойчивости между соседними рамами устанавливают в верхних
углах и посередине стоек вдоль выработки распорки.
А.Г. Протосеня Ю.Н. Огородников О.В. Тимофеев М.А. Карасев Д.Н.
Петров Методические указания по курсовому проектированию СПГГИ
(технический университет). СПб 2009.
СНиП ll-25-80.Деревянные конструкции.1980г.
Типовые сечения горных выработок: Т. 7. М.: Госгортехиздат 1960.
[[1]] А.Г. Протосеня Ю.Н. Огородников О.В. Тимофеев М.А. Карасев Д.Н.
[[2]] СНиП ll-25-80.Деревянные конструкции.1980г.