Практические. Определение физикомеханических свойств горных пород и горнотехнических условий изучаемого объекта
 Скачать 2.12 Mb.
|
|
Тема: * Выбор горнопроходческого оборудования и составление паспорта БВР на проведение канав Цель работы: Научиться распознавать горные выработки по разрезам и макетам. Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО: Студент должен уметь: • размечать контуры выработок; Обеспеченность занятия: Оборудование и инструменты: В аудитории «Горного дела» представлены следующие макеты: - шурф глубиною свыше 20м; - наклонные выработки (бремсберг и уклон); - вертикальные горные выработки (гезенк и восстающая); - комплект выработок (ствол, квершлаг, штольня, штрек); - шурф глубиною до 20 м; - штрек; - разведочные канавы; - наклонный ствол; - ствол; 3. Рабочая тетрадь – обычная, в клетку 4. Раздаточные материалы – карточки – задания 5. Ручка 6. Карандаш простой Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы Погрузочные машины предназначены для механизированной погрузки отделенной от массива горной массы в транспортные средства при проведении подземных выработок. Главными факторами, обуславливающими технологические параметры погрузочных машин, являются горнотехнические условия – поперечные размеры выработки, газопылевой режим, углы наклона, крепость пород, водообильность, несущая способность почвы выработки, крупность кусков погружаемого материала и т.д. Для механизации погрузки в горизонтальных горно-разведочных выработках используют в основном ковш9овые машины. Кроме того, по своим техническим данным на горно-разведочных работах может найти применение погрузочная машина с нагребающими лапами 1ПНБ-2. Погрузочно-доставочные машины являются комбинированными машинами для комплексной механизации двух основных процессов – погрузки и доставки горной массы. По конструктивному исполнению и принципу действия погрузочных и аккумулирующих органов погрузочно-доставочные машины можно разделить на машины с раздельным погрузочным рабочим органом и аккумулирующим кузовом и машины с совмещенным погрузочно- аккумулирующим рабочим органом. Скреперная доставка применяется при проведении горизонтальных горно-разведочных выработок небольшой протяженности (до 100 м) и малого сечения (до 4 м 2 ). Достоинства скреперной доставки: простота устройства и монтажа, легкость переноски, совмещение погрузки и доставки, небольшие стоимость и габариты оборудования, несложность управления и др. Недостатки скреперной доставки: прерывность в работе, быстрый износ канатов, снижение производительности при увеличении длины транспортирования, большой удельный расход энергии и др. Оборудование для откатки породы Рельсовые пути состоят из нижнего строения пути или основания (почвы выработки) с водоотливными устройствами и верхнего строения пути (балластового слоя, шпал, рельсов и скреплений). Рудничные вагонетки по своему назначению делятся на грузовые, людские и вспомогательные. Грузовые вагонетки в зависимости от способа разгрузки бывают с глухим кузовом, разгружаемые при помощи опрокидывателей; опрокидные, у которых при загрузке кузов опрокидывается на бок; с откидными днищами, которые разгружаются при открывании днища, и с откидной боковой стенкой. На горно-разведочных работах применяются вагонетки двух типов: с опрокидным и глухим кузовом. Опрокидыватели. Для разгрузки рудничных вагонеток с глухим кузовом применяются опрокидыватели. По способу разгрузки опрокидыватели бывают круговые, лобовые и боковые. Толкатели – маневровые механизмы, предназначенные для принудительного передвижения отдельных вагонеток или целых составов. Толкатели бывают нижнего и верхнего действия. Локомотивная откатка является основным видом транспорта на большие расстояния по горизонтальным и имеющим незначительный уклон горно-разведочным выработкам. Каждый рудничный локомотив характеризуется сцепным весом, жесткой базой, шириной колеи и габаритами. Оборудование для проведения вертикальных выработок при рудничном подъеме породы Выработки, предназначенные для рудничного подъема, оборудуются специальными подъемными устройствами. В функции рудничного подъема входит транспортировка не только породы, но и других грузов и людей; при этом транспортные операции включают спуск и подъем. Различают бадьевой, клетевой и скиповой подъемы. Бадьевой подъем. В процессе разведки месторождений бадьевой подъем может применяться не только в процессе проведения шурфов или стволов шахт, но и при использовании их после проходки в качестве транспортных выработок. Бадья является универсальным подъемным сосудом, в ней транспортируется на земную поверхность порода, при достаточно больших размерах она используется для транспортировки материалов, оборудования, людей. Подъемные устройства, копры, лебедки. Проходка разведочных шурфов, особенно небольшой глубины, осуществляется обычно в короткие промежутки времени, при этом подъемные установки должны быть портативными, удобными для монтажа, демонтажа и транспортировки. В качестве подъемных устройств в этих случаях еще сравнительно часто используют ручные деревянные или металлические воротки. Применяемые для проходки шурфов передвижные подъемные установки, называемые иногда «механическими воротками», изготовляют часто в мастерских геологоразведочных экспедиций. В процессе проходки шурфов спуско-подъемные операции могут осуществляться также с помощью небольших подъемных кранов. Копер предназначен для установки направляющих подъемных шкивов на высоте, позволяющей поднимать бадьи над устьем выработки и обеспечивающей удобную их разгрузку, а также погрузку выдаваемой из выработки породы в транспортные сосуды. Таблица 1 АБВГД ЖЗИКЛ МНОПР СТУФХ и прочие Тип выработки шурф наклонный ствол шурф горизонтальная Степень крепости пород крепкие средние крепкие мягкие Угол наклона, градус - 10˚ - - Протяженность выработки, м 1000 100 25 500 Диаметр вентиляционной трубы, мм 600 400 300 500 БВР проводят с соблюдением Правил безопасности в угольных шахтах (ПБ), Правил технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт (ПТЭ), Единых правил безопасности при взрывных работах (ЕПБ) в соответствии со СНиП 3.02.03-87 и перечнем рекомендуемых промышленных взрывчатых материалов, приборов взрывания и контроля. Для производства работ начальник участка (проходки) составляет по установленной форме паспорт БВР, который проверяют опытным путем и доводят до необходимых требований, а затем утверждают главным инженером строительного управления. Разработку паспорта БВР производят в последовательности, указанной в практической работе № 18. После оформления паспорт БВР (по одному экземпляру) передается начальнику участка вентиляции и ТБ, начальнику горного участка, на склад ВВ и горному мастеру. С паспортом под расписку знакомят проходчиков, представителей технического и вентиляционного надзора горного участка, заведующего складом ВМ и их раздатчиков. Проветривание выработок осуществляется для обеспечения санитарно- гигиенических условий труда. Порядок расчета паспорта проветривания тупиковой выработки и соответствующие нормативные требования приведены в «Руководстве по проектированию вентиляции угольных шахт» Задание для практической работы: 1. По карточкам, выданных преподавателем, рассчитать паспорт БВР и паспорт вентиляции согласно практических работ № 18 и № 23. 2. Согласно табл. № 1 выбрать свой вариант проведения выработки. 3. Подобрать соответствующее горнопроходческое оборудование для погрузки и транспортировки породы. 4. Построить поперечное сечение выработки согласно выбранному оборудованию в масштабе М1:20. 5. Ответить на контрольные вопросы. Инструкция по выполнению практической работы 1. Оформить в рабочей тетради расчет паспорта БВР и паспорта вентиляции по реальным геологическим условиям, предложенных в карточке. 2. Письменно ответить на контрольные вопросы. Контрольные вопросы: 1. Назовите основные параметры буровзрывных работ. 2. Расскажите об организации взрывных работ. 3. Какие схемы проветривания тупиковых выработок применяются в настоящее время? 4. Как выбирается вентилятор местного проветривания. Содержание отчета по практической работе 1. Наименование работы 2. Цель работы 3. Оборудование (оснащение) работы 4. Задания для практической (лабораторной) работы и их выполнение 5. Письменные ответы на контрольные вопросы Вывод Практическое занятие № 3.26. Тема: * Изучение крепления разведочных канав всплошную и в разбежку Цель работы: Научиться распознавать горные выработки по разрезам и макетам. Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО: Студент должен уметь: • размечать контуры выработок; Обеспеченность занятия: Оборудование и инструменты: В аудитории «Горного дела» представлены следующие макеты: - шурф глубиною свыше 20м; - наклонные выработки (бремсберг и уклон); - вертикальные горные выработки (гезенк и восстающая); - комплект выработок (ствол, квершлаг, штольня, штрек); - шурф глубиною до 20 м; - штрек; - разведочные канавы; - наклонный ствол; - ствол; 3. Рабочая тетрадь – обычная, в клетку 4. Раздаточные материалы – карточки – задания 5. Ручка 6. Карандаш простой Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы Разведочные канавы проводятся как в крест простирания горных пород и тел полезного ископаемого, так и по их простиранию. Длина канавы определяется исходя из геологических условий и колеблется в широких пределах от 2-3 м до 10-30 м и более. Разведочные канавы проходят следующими основными способами: а) с использованием землеройных машин; б) с применением буровзрывных работ; в) вручную. При проведении разведочных канав механизированным способом применяются следующие типы землеройных машин: одноковшовые экскаваторы с обратной лопатой, многоковшовые экскаваторы, бульдозеры и скреперные установки. Проведение канав взрывным способом заключается в том, что при взрывании серии сближенных шпуровых зарядов усиленного выброса порода, оторванная от массива взрывом, отбрасывается за пределы канавы. В состав работ по проведению канав вручную входят: разметка канавы, разрыхление породы при помощи кайла или лома, выбрасывание породы лопатой вручную на поверхность, выравнивание стенок канавы, зачистка для отбора проб и геологической документации. Таблица № 1 АБВГД ЕЖЗИКЛ МНОПРСТ ПРОЧИЕ Способ проведения канавы Многоковшовыми экскаваторами бульдозерами скреперами С помощью БВР Определить расстояние между шпурами: показатель действия взрыва (n) глубина шпура (W) n = 1,5 W = 1,2 n = 1,7 W = 1,0 n = 2,1 W = 1,8 n = 2,2 W = 1,9 Определить величину заряда выброса (Q): Значение выражения (0,4 + 0,6 n 3 ) 2,43 3,34 5,98 6,79 Выбрать ВВ, СВ для горно- геологических условий Плотные насосы Мерзлый грунт Плотные глины Суглинки плотные Задание для практической работы: 1. Согласно таблицы 1 выбрать свой вариант расчета. 2. Изучить способ проведения разведочной канавы. 3. Рассчитать необходимые показатели БВР. 4. Ответить на контрольные вопросы. Инструкция по выполнению практической работы 1.Записать расчет в рабочую тетрадь. 2. Письменно ответить на контрольные вопросы. Контрольные вопросы: 1. Назовите длину разведочных и магистральных канав. 2. Как производится уборка породы из канав с предварительным рыхлением? 3. Какая глубина шпуров применяется при предварительном рыхлении канав? 4. Какова средняя производительность труда канавщика при работе взрывом на выброс? Содержание отчета по практической работе 1. Наименование работы 2. Цель работы 3. Оборудование (оснащение) работы 4. Задания для практической (лабораторной) работы и их выполнение 5. Письменные ответы на контрольные вопросы Вывод Часть 8 Петрология ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 3.27 Тема: Выбор горнопроходческого оборудования и определение размеров поперечного сечения горных выработок Цель работы: Ознакомиться со способами проведения разведочных канав. Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО: Студент должен уметь: • планировать поверхность земли для проходки выработок; • размечать контуры выработок; Краткие теоретические и учебно-методические материалы К открытым горным выработкам относятся канавы, траншеи, копуши и др. Канавы сооружаются для обнажения из-под рыхлых отложений не только коренных пород или полезных ископаемых, но и при подготовке запасов по категориям С 2 , С 1 , В и А [ Горноразведочные работы / Л.Г. Грабчак, Ш.Б. Багдасаров, С.В. Шляхин и др ] с. 191. Канава – горная выработка, искусственно созданная с земной поверхностью, которая имеет не замкнутый контур, значительную протяженность при ограниченной площади поперечного сечения. Форма сечения канавы зависит от крепости, устойчивости пород, рельефа местности и глубины [ Горноразведочные работы / Л.Г. Грабчак, Ш.Б. Багдасаров, С.В. Шляхин и др ] с. 192-195. Работы по сооружению канав отличаются высокой трудоемкостью и себестоимостью, низкой производительностью. Различают следующие способы проходки разведочных канав: а) ручной способ (малосвязные и мягкие породы); б) землеройными машинами (талые рыхлые породы, многолетние мерзлые, скальные, после БРВ) [ Горноразведочные работы / Л.Г. Грабчак, Ш.Б. Багдасаров, С.В. Шляхин и др ] с. 196. в) с использованием ВВ [Горноразведочные работы / Л.Г. Грабчак, Ш.Б. Багдасаров, С.В. Шляхин и др] с. 208. При любой схеме сооружения открытых горных выработок необходимо выполнять следующие основные процессы: 1) образование зарядных камер (шпуров, скважин, лунок, котлов и др.). 2) заряжание и взрывание зарядов; 3) погрузка всей или оставшейся части разрыхленной породы после взрыва в проектом контуре канавы; 4) геологическая документация и отбор проб; 5) ликвидация выработки. Таблица 57.1 АБВГД ЕЖЗИКЛМ НОПРСТ УФХЦ и прочие БВР и БР БВР и ЭР БВР и СР БВР и СР Где: БР – бульдозерные работы; ЭР – экскаваторные работы; СР – скреперные работы. Категория по ЕНВ V XI XIII VIII Глубина выработки, м 2 1,5 1 0,8 Способ бурения шпуров Механический Механический Механический В ручную Задание для практической работы 1. Выбрать согласно варианта технологическую схему проходки канавы (таблица 57.1). 2. Рассчитать необходимые параметры на проведение канавы. 3. Ознакомиться с ТБ при взрывах на открытых работах. 4. Ответить на контрольные вопросы. Инструкция по выполнению практической работы 1. Начертить необходимые схемы к технологии проходки канавы. 2. Описать технологию проходки канавы, используя выше указанную литературу. 3. Описать расчет канавы. 4. Выписать необходимые ПБ на открытых горных работах. 5. Письменно ответить на контрольные вопросы. Контрольные вопросы: 1. Когда применяется ручной способ, проведения канав и траншей? 2. По каким признакам классифицируются экскаваторы для проведения канав? 3. Объясните сооружение канав секциями при применении скреперной установки. 4. Объясните сооружение канав ярусами. 5. Какие методы взрывания применяют при проведении канав? Содержание отчета по практической работе 1. Наименование работы 2. Цель работы 3. Оборудование (оснащение) работы 4. Задания для практической (лабораторной) работы и их выполнение 5. Письменные ответы на контрольные вопросы 6. Вывод ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 3.28* Тема: Составление паспорта БВР и паспорта вентиляции при проходке подземных горных выработок. Цель работы: Научиться, на примере решения задач, определять величину горного давления при проведении горизонтальной горной выработки. Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО: Студент должен уметь: • производить расчет конструкций крепи; Обеспеченность занятия: Справочная литература: - Справочник горного мастера геологоразведочных партий, М.: Недра 1973 3. Рабочая тетрадь – обычная, в клетку 4. Калькулятор 5. Ручка 6. Карандаш простой Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы До тех пор пока выработка не пройдена, все частицы породы в массиве находятся в состоянии напряженного равновесия. После проведения выработки напряжения и силы вокруг неё перераспределяются. Вначале прогибается кровля, до предельного напряжения на изгиб пород, находящихся в ней. Затем в кровле появляются трещины, которые растут и разветвляются. Из трещин выпадают куски породы на почву, а кровля принимает форму параболического свода естественного равновесия, называемый иногда сводом обрушения (Рис. 1). Он воспринимает на себя давление всех вышележащих пород и передает его на породы боковых стенок выработки. При этом давление, оказываемое на крепь, приравнивается к весу породы, заключенной внутри свода. Следовательно, величина горного давления, передаваемого на 1 м крепи составит: Р г = Q = S · γ о , т где: Q – вес породы в объеме свода естественного равновесия, т; S – площадь поперечного сечения свода, равная при параболическом очертании его b a 2 3 2 , м 2 ; γ о – объемный вес пород кровли, т/м 3 (отношение веса тела к единице объема); a - полупролет свода естественного равновесия, м; b – высота свода, м (принимаемая равной f a , где f – коэффициент крепости породы. Предложенная профессором М.М. Протодъяконовым формула для расчета величины горного давления на 1 м крепи горизонтальной выработки имеет следующий вид: Р = f a b a 2 0 0 3 4 3 4 = , т. Таблица 1 АБВГД ЕЖЗИКЛ МНОПРС ТУФХЦ и прочие 1,3,5,7,9,13 2,4,6,8,10,12 3,5,2,11,9,7 1,4,6,12,10,8 Варианты задач: Вариант 1 На одном из полиметаллических месторождений Алтая пройдена штольня сечением 4 м 2 . Штольня проходит вкрест простирания пород. Стенки и кровлю крепят сплошной крепью. Характеристика пересекаемых пород. Наименование породы m, (м) γ, т/м 3 Категория по ЕНВ f К р Суглинки 5 1,8 III 0,3 1,25 Туфы 80 2,0 VIII 3 1,5 Кварцевая жила 4 2,6 XVI 13 1,75 Вкрапление руды 8 2,4 IX 4 1,5 Определить величину горного давления. Вариант 2 Определить по методу профессора М.М. Протодъяконова величину горного давления на крепь горизонтальной выработки со стороны ее кровли и d кр . Крепление – деревянное. [σ I изг = 90 кг/см 2 ; L = 1,0 м. Размеры выработки в свету: ℓ в = 3,5 м; ℓ н = 4,25 м; h = 2,1 м; f = 8; γ = 2,5 т/м 3 Вариант 3 В условиях угольного месторождения в Караганде пройден штрек L = 210 м; S = 5,8 м 2 . Мощность угольного месторождения 12 м. f = 2; γ = 2,1 т/м 3 Размеры штрека: Штрек крепится в сплошную крепежными рамами. Определить величину горного давления. Вариант 4 Определить по методу профессора М.М. Протодъяконова величину горного давления на крепь горизонтальной выработки со стороны ее кровли (Р) и допускаемое напряжение на изгиб материала крепи, если: L = 1,2 м; Ø кр 1810 2130 2010 2020 2440 2590 = 24 см; f = 8; γ = 2,5 т/м 3 . Размеры выработки в свету: ℓ в = 3,5 м; ℓ н = 4,25 м; h = 2,1 м. Вариант 5 Определить по методу профессора М.М. Протодъяконова величину горного давления на крепь горизонтальной выработки со стороны ее кровли. Крепление – деревянное. [σ I изг = 90 кг/см 2 ; L = 1,0 м. Размеры выработки в свету: ℓ в = 3,5 м; ℓ н = 4,25 м; h = 2,1 м; f = 8; γ = 2,5 т/м 3 Вариант 6 Определить горное давление на крепь горизонтальной выработки и рассчитать прочностные ее размеры, если: а) форма сечения трапециевидная, крепь деревянная, шаг крепи L = 0,4 м, [σ I изг = 90 кг/см 2 ; б) породы средней крепости: γ = 2,4 т/м 3 ; f = 8; в) размеры выработки: ℓ в = 3,5 м; ℓ н = 4,2 м; h = 2,1 м. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 3.29 |