2. Горные работы Шамырадов. 2. горные работы 1 Срок службы и режим работы рудника
 Скачать 0.6 Mb.
|
|
2.8 Крепление и охрана горных выработок Горные породы внутри земной коры находятся в состоянии напряженного равновесия. Массив горных пород при отсутствии выработок всегда находится в равновесном напряженном состоянии, при условии что отсутствуют силы как тектонические так и силы от температурных градиентов. При проведении горных выработок в толще горных пород, вокруг них происходит перераспределение напряжений, в процессе которого породы стремятся перейти в новое состояние равновесия. Напряжения или силы, возникающие внутри массива горных пород вследствие проведения выработки и вызывающие деформации окружающих выработку горных пород, называются горным давлением. Под действием горного давления породы в кровле пройденной горной выработки сначала будут прогибаться, в предельный момент появятся трещины, далее с увеличением этих трещин происходит вывал пород кровли (обрушение). После обрушения пород кровли форма необрушенной ее части часто принимает сводчатую форму. Горное давление воспринимаемое выработкой достигает максимального значения не сразу после ее проведения. Вначале горное давление возрастает и называется – первичным. После, нарастание горного давления прекращается и остается по величине постоянным и называется – вторичным (установившимся). Напряженное состояние горных пород вызывается гравитационными силами, т.е. силами тяжести горных пород. При отсутствии тектонических сил и температурных градиентов напряжения от собственного веса горных пород пропорциональны глубине разработки. В 1908-1912гг. профессор М.М. Протодьяконов на основе ряда опытных данных и теоретических расчетов пришел к выводу, что определять величину горного давления на горизонтальную выработку лучше исходя из теории свода естественного равновесия. Таким образом одним из способов борьбы с горным давлением является оптимальная (устойчивая) форма горной выработки. Со времен начала развития горнорудной промышленности на земле большую часть выработок приходилось крепить. Для сохранения выработок заданной формы и размеров на определенный срок необходимо возведение крепи, которая, воспринимая горное давление, замедляет процесс прогиба и препятствует обрушению кровли. Вторым и основным из способов борьбы с горным давлением является крепление горных выработок. При проектировании выбор конструкции крепи и расчет параметров ее установки в горной выработке производится дифференцированно по участкам пород с одинаковыми свойствами, исходя из оценки устойчивости пород, величин их смещений и ожидаемых нагрузок на крепь с учетом срока их службы. В качестве основных расчетных данных для определения устойчивости пород, величины их смещений, нагрузок на крепь выработки используются: - расчетная глубина размещения выработки – Hp; - расчетные значения сопротивления пород (массива) сжатию – Rc; - нормативные и расчетные характеристики материалов крепи и заполнения закрепного пространства. Расчетная глубина Hp, м определяется по формуле Hp=H·k, (2.21) где H – проектная глубина размещения выработки или ее участка, м; k – коэффициент, учитывающий отличие напряженного состояния массива пород по сравнению с напряженным состоянием от воздействия собственного веса толщи пород до поверхности. Для обычных горно-геологических условий k=1, в зонах тектонических нарушений при отсутствии экспериментальных данных k=1,5. Расчетное значение сопротивления пород сжатию Rc, МПа определяется по формуле Rc=R·kc, (2.22) где R – среднее значение сопротивлению пород в образце одноосному сжатию, которое определяется по результатам испытаний образцов горных пород, МПа (кгс/см2); kc – коэффициент, учитывающий дополнительную нарушенность массива пород поверхностями без сцепления, либо с малой связностью (трещиноватость пород, наличие глинистых прослойков и т.д.). Расчеты будем производить по усредненным значениям физико-механических и деформационных свойств горных пород Гарлыкского месторождения. Привязка к пласту выработок околоствольного двора осуществлена с учетом их пространственного расположения и в увязке с выработками главных направлений с целью оптимальной подготовки шахтного поля. Расчетная глубина (Hp) составляет: Hp=H=310,0÷310,5 м. В качестве примера расчет выполнен для выработок, имеющих наибольшее поперечное сечение (шириной b=5,0 м, высотой h=6,0 м), т.е. для наихудших условий их поддержания. Расчетное сопротивление пород сжатию по контуру поперечного сечения выработки определяется с учетом всех пересекаемых слоев мощностью более 0,1м, залегающих на расстояниях от контура сечения выработки: в кровле – 1,5b, в почве и боках – 1b, где b – ширина выработки. Для ряда смежных слоев, залегающих по контуру поперечного сечения выработки с изменчивостью Rc в пределах до 30%, принимают для всей выработки усредненное значение расчетного сопротивления пород сжатию, которое определяется по формуле  , (2.23)где  ,… – расчетное сопротивление слоев пород сжатию;m1,…mn – мощность слоя. При изменчивости Rc в кровле, боках или почве выработки свыше 30 % Rc следует считать отдельно по элементам выработки (кровля, бока, почва). В соответствии со схемой привязки выработок в кровле на высоту 1,5b залегают преимущественно сильвиниты, соль каменная с включениями сильвина. Боковые стенки выработок располагаются полностью в каменной соли с включением сильвина, а почва в соли каменной и сильвините. Исходя из этого, расчетные значения сопротивления пород сжатию (Rc) для пород кровли, почвы и боковых стенок выработок в районе околоствольного двора, согласно геологическому описанию, Rc составит: - для кровли  ; - для боков  ;- для почвы  .Выбор типа и расчет параметров крепи для выработок околоствольного двора производится в зависимости от категории устойчивости пород. В качестве критерия определения категории устойчивости пород принимается величина их смещений (U) на контуре поперечного сечения выработки за весь срок ее службы без крепи в соответствии с таблицей 2.8 . Таблица 2.8 – Таблица для определения категории устойчивости пород
Величину смещения пород по контуру поперечного сечения участков уклонов, расположенных в соляных породах, определяем по формуле U=500·εө·b· (1+0,07·t) ·KB, (2.24) где εө - относительные деформации пород за первый год службы выработки; b – ширина выработки в проходке (вчерне), м; t – срок службы выработки, лет; Kb – коэффициент воздействия других выработок, принимаемый: для одиночных выработок и камер – равным 1; для сопряжений с односторонним примыканием выработки – 1,4; для сложных сопряжений с примыканием выработок в виде двухстороннего заезда или пересекающихся выработок – 1,6; для параллельных выработок – по формуле  , (2.25)где L – расстояние между выработками, м; b1+b2 – суммарная ширина взаимовлияющих выработок в проходке (вчерне), м; kL – коэффициент глубины заложения выработок. При сроке службы выработок, равном 50 лет, смещения пород составят: U=500×0,012×5,0× (1+0,07×50)×1=136,7 мм. Величину смещения U для оценки состояния устойчивости пород определяем для одиночных выработок с выбранным сечением и шириной (b), для разновидностей их сопряжений, а также при параллельном размещении выработок с учетом их взаимного влияния друг на друга. Для удобства выполнения и наглядности полученных результатов все расчеты сводим в таблицу 2.9. Таблица 2.9 – Расчетные значения величины смещения пород на контуре поперечного сечения основных выработок за весь срок их службы без крепи
Как видно из таблицы 2.9 все основные виды капитальных горных выработок являются устойчивыми при минимальных целиках. Однако, исходя из опыта ведения горных работ на Старобинском месторождении, для обеспечения безопасности и длительной сохранности выработок проектом предусматривается крепление выработок анкерной крепью с шагом 1,2 м в ряд. 2.9 Рудничный транспорт 2.9.1 Общие положения Конвейерный транспорт связан с довольно высокими капитальными затратами, но следует заметить, что он обладает столь значительными преимуществами перед цикличными видами транспорта, что может быть эффективно применен во многих случаях. Преимущества конвейерного транспорта: - высокая производительность, обусловленная непрерывностью процесса транспортирования полезного ископаемого; - высокая надежность; - технологическая приспособленность к работе с автоматизированным приводом управления и вследствие этого низкая трудоемкость обслуживания, низкий уровень травматизма обслуживающего персонала; - способность транспортирования руды как по горизонтальным, так и по наклонным выработкам, удобство сопряжения по наклонным и по горизонтальным выработкам с оборудованием очистных и подготовительных забоев; - сравнительно небольшая энергоемкость и большая длина в одном агрегате (длина от 200 до 3000м); - высокая производительность (150 – 1500 т/ч). Недостатки конвейерного транспорта: - относительно высокие удельные капитальные затраты и эксплуатационные расходы при транспортировании на большие расстояния; - низкая технологическая гибкость, необходимость иметь требования к прямолинейности горных выработок; - измельчение породы на узлах перегрузки. В связи с тем, что на отрабатываемом участке шахтного поля 4РУ применяется конвейерная откатка, то для доставки отбитой руды к стволу принимаем, однозначно, конвейерный транспорт. Принятая схема транспортировки руды представлена в таблице 3.21. Основной задачей рудничного подземного транспорта является транспортировка полезного ископаемого от забоя до погрузочного устройства на поверхности шахты. Специфические черты, отличающие рудничный транспорт от транспорта других отраслей промышленности, обусловлены стесненностью его работы в горных выработках небольшого сечения. Еще одна особенность - это подвижность оборудования, наращивание или укорачивание по мере продвигания забоев. Стоимость транспорта на горных предприятиях составляет значительную часть общей себестоимости полезного ископаемого, всякое снижение эксплуатационных расходов по транспорту может дать заметное снижение общих расходов предприятия и уменьшение себестоимости его продукции. 2.9.2 Самоходный транспорт Расстояние от ствола до рабочих мест составляет свыше 1 км, поэтому доставка людей к месту работы производится с помощью автотранспорта. Для доставки людей к месту работы используются машины германской фирмы “Паус” типа “Миди-минка”. Вместимость одной машины 18 человек. Для дежурства на вспомогательных участках горизонта и для оказания скорой медицинской помощи используются автомашины типа “Мини-минка”. Вместимость одной машины 5 человек. Для доставки материалов и оборудования используются трактора различных марок. Доставка тяжелого оборудования на панели и лавы осуществляется гусеничными тракторами типа ТДТ-40, ДТ-55. А доставка материалов крепления, ГСМ, эмульсии, запасных частей – тракторами МТЗ-80, Т-40 и другими видами транспорта. Для поливки выработок водой в зимнее время применяем специализированные машины на базе машины “Минка”. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ө