Проведение конвейерного квершлага
 Скачать 105.84 Kb.
|
 Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Кемеровский горнотехнический техникум
 ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ на тему: Проведение конвейерного квершлага
Чудаков Е.А Кемерово 2023 Содержание  1 Выбор формы и определение размеров поперечного сечения выработки 7 2 Расчет анкерной крепи 11 3 Выбор и обоснование способа проведения выработки. Выбор средств механизации 17 4. Проветривание. Выбор способа и схемы проветривания выработки при её проведении. 18 Введение  Целью курсового проекта является: умение проектировать горные выработки.В современных шахтах практически не используется ручное оборудование для выемки пустой породы и угля. Единственное приспособление такого типа – пневматический отбойный молоток. Его применяют на сверхтонких пластах и в труднодоступных для большой техники местах. Использование молотка допускается лишь в тех случаях, если помогает добыть ценные марки угля. При добыче более современным методом (буровзрывным) используются специальные буровые машины. Они проделывают отверстия в породе, куда закладывается взрывчатка. Наиболее эффективно выемка полезного ископаемого проходит с помощью проходческих и очистных комбайнов. Конвейерный квершлаг — горизонтальная, реже наклонная, подземная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность и пройденная по вмещающим породам вкрест простирания пласта полезного ископаемого. Квершлаг предназначается для вскрытия полезного ископаемого, транспортирования грузов (самоходным, рельсовым или конвейерным транспортом), а также для передвижения людей, вентиляции, стока воды и так далее. Для проведения этой выработки я принял оборудование: проходческий комбайн-КП-21,Электровоз-АМ8Д,ленточный конвейер-2ЛТТ-1600, анкероустановщик- MQT-120-1, ; перегружатель ленточный-,; проветривание-ВМП-8 1 Выбор формы и определение размеров поперечного сечения выработкиВыбор формы поперечного сечения проектируемой выработки производится в зависимости от величины и направления горного давления, устойчивости боковых пород, материала крепи, срока службы выработки и её назначения. Учитывая исходные данные проектирования принимают различные формы поперечного сечения: трапециевидную, прямоугольную, трапециевидную неправильной формы, арочную, сводчатую, круглую, подковообразную, с обратным сводом и т.д. Необходимо принять конкретную форму проектируемой выработки. Определение размеров поперечного сечения выработок производится в зависимости от их назначения, габаритов размещаемого в выработке оборудования или транспортных средств (электровозов, конвейеров и др.). числа рельсовых путей, способа перемещения людей по выработке, зазоров, предусмотренных правилами безопасности, а также допустимой скорости движения воздуха по выработке и величины осадки крепи. Для каждой горной выработки в период проектирования должны быть установлены площади её поперечного сечения в свету, в проходке (вчерне). А также высота выработки в свету и в проходке. Площадь поперечного сечения выработок в свету определяется расчетом по факторам допустимой скорости воздушной струи, габаритных размеров подвижного состава и оборудования с учетом минимально допустимых зазоров, величины осадки крепи после воздействия горного давления и безремонтного их содержания в течение всего периода эксплуатации. Определяем ширину выработки в свету до осадки на высоте 1800 мм согласно требованиям 41 Правил безопасности к минимальным площадям поперечных сечений выработок по формулам: Вс = м + кА + (к-1)р + n , мм - для путевых выработок; Вс = м1 + С + n , мм - для конвейерных выработок где: м- зазор между подвижным составом и крепью с неходовой стороны, мм; м = 250 мм при рамной крепи; м = 200 мм при монолитной крепи к – число рельсовых путей А – ширина подвижного состава , мм [из технической характеристики] С – ширина става конвейера, мм [из технической характеристики] Р – зазор между подвижными составами, мм; р = 200 мм n – проход для людей на высоте 1,8м, мм; n = 700 мм Если в выработке установлен конвейер, то зазор с неходовой стороны м 1 = 400 мм (14, с. 37)  Если в выработке установлен конвейер и рельсовый путь, то зазор между конвейером и подвижным составом р1 = 400 мм. При применении арочной податливой крепи типа КМП-А3У необходимо учитывать уширение выработки за счет кривизны стоек и запас на осадку крепи. Тогда В макс. = Вс + 2а + b, мм где: а – уширение выработки в свету за счет кривизны стоек, мм; а = 100-150 мм; b – превышение требуемой ширины выработки на осадку , мм b = 230-290 мм, (для выработок, находящихся в зоне влияния очистных работ ) По расчетному значению В макс выбирается ближайшее большое типовое сечение выработки с учетом типа крепи, оборудования и формы поперечного сечения по альбомам «Унифицированные типовые сечения горных выработок» том I. II, III. Основные параметры принятого сечения сводятся в таблицу 1. Таблица 1
Принятую площадь поперечного сечения в свету после осадки необходимо проверить по допустимой скорости движения воздуха согласно п.124 Правил безопасности, т. е. фактическая скорость (Vфакт) воздуха должна быть меньше максимально допустимой (Vмакс) согласно ПБ. Для главных выработок V макс = 8м/сек; для участковых выработок V макс = 6 м/сек.  м/сек; где: Q – количество проходящего воздуха в период эксплуатации, м³/ мин; Sсв – площадь поперечного сечения выработки в свету после осадки, м² При Vф < V макс значит требования п. 124 ПБ удовлетворены. Если скорость движения воздуха по выработке превышает установленную ПБ, то необходимо принять большее типовое сечение выработки и проверку повторить.  2 Расчет анкерной крепиАнкерную крепь не рекомендуется применять при обводнённых и слабых породах с крепостью f < 1.При «подшивке» рекомендуется применять замковые анкеры с крепость пород f = 3-9 и крепостью угля f = 1-2 вне зоны влияния очистных работ При «сшивке» рекомендуется применять анкеры, работающие по всей длине, в том числе сталеполимерные, при различной крепости пород в том числе в зоне влияния очистных работ. При расчете необходимо определить: - глубину возможного отжима пород в боках выработки (C); - глубину расслоения горных пород кровли (b); - давление на анкерную крепь (P); - длину анкеров в кровле и боках выработки (l); - прочность закрепления анкеров (Q); - плотность установки анкеров (q); - число анкеров в ряду (n); - расстояние между анкерами в ряду (L); - шаг установки рядов анкерной крепи(e). Величина бокового отжима определяется по формуле:  ,м; где: h- мощность пласта угля или высота выработки в проходке, м; Ксж- коэффициент концентрации сжимающих напряжений в боках выработки Ксж =1,8 – 2,0 для арочной формы Ксж = 2,6 – 2,7 для трапециевидной формы Yп- объёмный вес пород кровли, т/м3; Н – глубина заложения выработки от поверхности, м; Кл – коэффициент литотипности боковых пород  Кл = 0,45 для слабоустойчивых пород Кл = 0,60 для среднеустойчивых пород Кл = 0,75 для устойчивых пород Кл = 0,6- 0,8 для угля fб- коэффициент крепости боковых пород или угля; β- угол внутреннего трения боковых пород (см.раздел 1.2) Глубина расслоения пород кровли (высота свода естественного равновесия) определяется по формуле:  , м;  где: а – полупролёт выработки в проходке, м с – величина бокового отжима пород, м Кл – коэффициент литотипности пород кровли (см. выше) fк – коэффициент крепости пород кровли Давление на анкерную крепь со стороны кровли определяется по формуле: Рв = 2· Yп∙ а ∙b’, т/м³ (17, с. 50)  т/м³где: обозначения прежние давление на крепь с боков с боков определяется по формуле:  , т/м³  где: a – угол наклона выработки, градус. Давление на крепь с боков определяется по формуле: Рб = Yб∙с ∙h∙ sin a, т/м³ где: Yб - объёмный вес (плотность) боковых пород, т/м³ с – величина бокового отжима, м h - высота выработки в проходке, м a - угол падения пласта, градус Длина анкеров в кровле выработки рассчитывается по формуле (при «подшивке»): l= b’ +l1+l2, м где: b’ - высота свода обрушения, м (см. расчет выше) l1- длина части анкера, выступающая за контур выработки, м l1 = 0,1-0,25 м l2 - величина заглубления анкера за контур свода обрушения, м l2 = 0,12 - 0,45 м При способе анкерования «сшивкой» пород величину b’ можно определить по формуле:  , м где: а - полупролёт выработки в проходке, м fк - коэффициент крепости пород кровли Длина анкеров в боках выработки определяется по формуле: lб = с +l1+l2, м где: с - величина бокового отжима пород, м (см. выше) l1+l2- обозначения прежние Прочность закрепления замка распорного анкера (несущая способность анкера) определяется по формуле:  , кН где: dр - внутренний диаметр резьбы стержня анкера, м σр предел прочности материала стержня на разрыв, кН/м² σр = 380000-490000 кН/м2 –для стали марки Ст3 σр = 500000 – 640000 кН/м2 – для стали марки Ст5 π=3,14 Прочность закрепления анкеров, работающих по всей длине (сталеполимерные и др. анкеры) рассчитывается по формуле:  , кН; где: D - диаметр шпура, м χ- часть длины скважины шпура, заполненной твердеющим составом, м  , м где: b’- высота свода обрушения, м τ - удельное сцепление твердеющего состава с породой, τ = 7200- 8400 кПа; Прочность закрепления или несущую способность анкера АСП можно взять из таблицы 6 Расчетная несущая способность анкера АСП
Плотность установки анкеров в кровле определяется по формуле:  , шт/м² где: Кз – коэффициент запаса прочности, Кз =2 Yк - плотность пород кровли т/м3 (т/м³= 10 кН/м3) b’- высота свода обрушения (величина расслоения пород кровли), м [см.выше] Q - прочность закрепления анкера в кровле, кН Расстояние между анкерами в ряду можно определить по формуле:  , м Это расстояние будет скорректировано на чертеже поперечного сечения выработки в проходке и обычно принимается по данным практики. Число анкеров в ряду можно определить по формуле:  , шт Обозначения прежние. Число анкеров в ряду корректируется в большую сторону исходя из размеров ширины выработки. Шаг установки анкерной крепи рассчитывается по формуле:  , м или  где: n - число анкеров в ряду, шт a - полупролёт выработки в проходке, м q - плотность установки анкеров , шт/м² Q- прочность закрепления анкера, кН Pв- давление на анкерную крепь, кН/м Кз - коэффициент запаса прочности, Кз = 2 Плотность анкеров в боках выработки, расстояние между ними и шаг установки определяются аналогично. Расчет деревянной, бетонной, железобетонной, набрызгбетонной и тюбинговой крепи производится согласно формулам, указанным в технической литературе, предоставленной в списке. 3 Выбор и обоснование способа проведения выработки. Выбор средств механизацииВ соответствии с горногеологическими и горнотехническими условиями выбирается способ проведения проектируемой выработки (обычный или специальный, узким или широки забоем, с применением буровзрывных работ или проходческих комбайнов). При крепости пород по шкале проф, М.М. Протодъяконова f ≤ 8 рекомендуется применять комбайновый способ проведения горных выработок при соответствующей абразивности пород и угла наклона выработки. Для горных выработок, проводимых в неоднородных породах необходимо установить коэффициент подрывки (присечки) породы. После выбора способа проведения выработки обосновывается и принимается технологическая схема поведения проектируемой выработки, которая изображается в начале чертежа № 1 графической части проекта. Выбор средств механизации должен быть подчинён достижению наиболее высокой скорости проведения выработки и высокой производительности труда. Характеристики проходческого оборудования приведены в таблицах 7,8,9,10,11, и приложениях 6,9. Исходя из конкретных горногеологических и технических условий следует принять наиболее целесообразный комплект проходческого оборудования, технические характеристики которого необходимо привести в пояснительной записке данного раздела. При работе над данным разделом рекомендуется использовать работу авторов В.С. Верхотуров, В.В. Першин и др. «Основные направления развития техники, технологии и организации горнопроходческих работ», Томск, 1997 год 4. Проветривание. Выбор способа и схемы проветривания выработки при её проведении.Учитывая категорию шахты по относительной метанообильности и степень опасности забоя по газу при проектировании проветривания горных выработок необходимо: - выбрать и обосновать способ и схему проветривания; - произвести расчет необходимого количества воздуха; - выбрать средства проветривания. На выбор способа и схемы проветривания влияет метанообильность, длина тупиковой выработки. На газовых шахтах ВМП должны работать на нагнетание и устанавливаться на свежей струе воздуха. Расчет количества воздуха, необходимого для проветривания забоя проектируемой выработки производится по следующим факторам: по фактору метановыделения при комбайновом способе проходки количество воздуха определяется по формуле:  , м³/мин где: Jзаб - метановыделение в забое выработки, м³/мин, (исходные данные) Сис - допустимая концентрация метана в исходящей струе из забоя, % Сис =1% Со- концентрация метана во входящей струе, % (согласно ПБ Со = 0,5%) по максимальному числу людей, находящихся в забое Qл = 6∙ n, м³/мин где: 6- норма подачи воздуха на одного человека, м³/мин n - число людей, одновременно работающих в забое, (по расстановке) по минимально допустимой скорости движения воздуха в выработке Qс = 60∙ Vм ∙Sс, м³/мин где: Vм- минимально допустимая скорость воздуха согласно ПБ п.124, м/с Sс - площадь поперечного сечения выработки в свету, м² Окончательно к расчету принимается большее из значений Q, определенному по одному из факторов, его обозначают Q,прин. Производится проверка принятого к расчёту максимального количества воздуха для проветривания выработки по максимально допустимой скорости согласно ПБ п.124 По условию: Vф ≤ Vм Фактическая скорость воздуха определяется по формуле:  , м/сгде: Qприн - принятое к расчёту количество воздуха, м³/мин Sс - сечение выработки в свету, м² Vм - максимально допустимая скорость воздуха согласно ПБ п.124: Vм =8 м/с – для главных выработок; Vм = 6 м/с – для участковых выработок Если Vф ≤ Vм то расчёт произведен правильно. Выбрать тип вентиляционных труб и определить их диаметр по формуле:  , м Обозначения прежние. При нагнетательной схеме проветривания рекомендуется принимать мягкие прорезиненные трубы, которые выпускаются диаметром 500, 600, 800, 1000, и 1200мм. После расчёта диаметра труб Выбор средств проветривания принимается к использованию ближайший по стандарту. Для выбора вентилятора местного проветривания (ВМП) необходимо определить его производительность (подачу) и напор. Производительность ВМП определяется по формуле: Qв = Кут∙Qприн, м³/мин Обозначения прежние. Напор ВМП определяется по формуле:  , ДПа где: Qприн - производительность ВМП, м/мин R - аэродинамическое сопротивление вентиляционного трубопровода, определяется по таблице 14 Исходя из расчётных значений производительности и напора подбирается вентилятор местного проветривания из технических характеристик по рекомендациям таблицы 13. В шахтах III категории и выше тупиковые выработки длиной более 5м должны оборудоваться резервными ВМП с резервным электропитанием. ВМП, работающий на нагнетание, должен устанавливаться в выработке со свежей струёй воздуха на расстоянии не менее 10 м от исходящей струи. Фактическая производительность струи не должна превышать 70% расхода воздуха в выработке в месте его установки. Технические характеристики современных ВМП изложены в каталоге продукции ОАО «Томский электромеханический завод»г. Томск. 2008 г. Коэффициенты утечки вентиляционного трубопровода Таблица 12
Таблица 13 Характеристики вентиляторов местного проветривания
Таблица 14 Аэродинамическое сопротивление гибких вентиляционных труб
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||