ОГД. Задача Необходимо рассчитать размеры поперечного сечения выработки Исходные данные Марка электровоза

• Название: Задача Необходимо рассчитать размеры поперечного сечения выработки Исходные данные Марка электровоза
• Дата: 14.03.2023
• Размер: 256.44 Kb.
• Имя файла: ОГД.docx
• Тип: Задача; #987682

Основы горного дела

вариант 5

Задача 1. Необходимо рассчитать размеры поперечного сечения выработки
Исходные данные

Марка электровоза	14КР
Марка вагонетки	ВГ-1,6
Количество путей	1

Решение:

Различают площади поперечного сечения в свету S_св, вчерне S_чер и в проходке S_пр. Площадь сечения S_св определяют по размерам выработки до крепи, за вычетом площадей, занимаемых балластным слоем рельсового пути и трапом пешеходной дорожки. Площадь S_чер является проектной и определяется по наружным размерам выработки с учетом затяжки. Площадь S_пр принимается на 5% больше проектной площади, то есть:

.

Размеры поперечного сечения в свету зависят от назначения выработки и определяются габаритами подвижного состава, числом рельсовых путей, высотой подвески контактного провода, параметрами рельсового пути с учетом необходимых зазоров и проходов, которые регламентированы правилами безопасности. Зазор между подвижным составом и крепью принимается не менее 250 мм. Ширина пешеходного прохода принимается не менее 700 мм на высоте 1800 мм от уровня трапа или балластного слоя. Высота подвески контактного провода принимается в откаточных выработках 1800 мм, в штреках и квершлагах 2000 мм.

Минимальный зазор между контактным проводом и крепью составляет 200 мм.

В двухпутных выработках зазор между подвижными составами принимается 200 мм.

Для настилки принимаем рельсы Р-33 (т.к. объем вагонетки более 2 м³).

Параметры рельсового пути приведены на рис. 1.


Рисунок 1 – Элементы рельсового пути: h_а – высота от головок рельсов до балласта; h_б – высота балластного слоя; h_в – высота верхнего строения пути

Для рельсов Р-33 принимаем h_а  190 мм, h_б  200 мм, h_в  390 мм.
Расчет сечения выработки трапециевидной формы сечения с деревянной крепью и рельсовым транспортом.
Принимаем габариты электровоза 14КР:

- ширина А = 1340 мм,

- высота h = 1550 мм,

- ширина колеи 900 мм.

Принимаем тип настилаемых рельсов и их параметры.

Для рельсов Р-33 принимаем h_а  190 мм, h_б  200 мм, h_в  390 мм.
Определяем ширину прохода на уровне подвижного состава n^’, мм по формуле:

,

где n – ширина прохода на высоте 1800 мм от уровня трапа, мм;

h – высота электровоза, мм;

h_a – высота от головок рельсов до балласта пути, мм;

 – угол наклона стоек, град; принимаем   80°.

= 711 мм.

Определяем ширину двухпутной выработки в свету на уровне кромки подвижного состава В, мм по формуле:

,

где m – зазор между электровозом и крепью, мм;

A – ширина электровоза, мм;

p – зазор между электровозами, мм.

= 3791 мм.

Принимаем по типу выработки высоту подвески контактного провода h_к.п = 1800 мм.

Определяем высоту выработки от головок рельсов до верхняка h₁, мм по формуле:

.

= 2000 мм.

Определяем ширину выработки в свету по кровле l₁, мм по формуле:

.

= 3633 мм

Определяем ширину выработки в свету по балласту l₂, мм по формуле:

.

= 4404 мм

Определяем высоту выработки в свету от балласта до верхняка h₂, мм по формуле:

.

= 2190 мм

Определяем площадь поперечного сечения выработки в свету S_cв, м² по формуле:

.

= 8,80 м²

Определяем ширину выработки вчерне по кровле l₃, мм по формуле:

,

где d – диаметр стойки, мм;

 – толщина затяжки, мм.

Принимаем d  200 мм,   50 мм.

= 4141 мм

Определяем ширину выработки вчерне по почве l₄, мм по формуле:

,

где h_б – высота балласта, мм.

= 4974 мм

Определяем высоту выработки вчерне h₃, мм по формуле:

.

= 2640 мм

Определяем площадь поперечного сечения выработки вчерне S_чер, м² по формуле:

.

= 12,03 м²

Определяем площадь поперечного сечения выработки в проходке S_пр, м² по формуле:

.

= 12,63 м²



Рисунок 2 – Поперечное сечение двухпутной выработки

Задача 2. Расчет элементов горной крепи горизонтальной выработки
Исходные данные

Вид крепи	Штанговая
Ширина кровли, м	3,8
Плотность пород, т/м3	3,0
Коэффициент крепости пород, f	14
Толщина стягиваемого слоя, м	1,5

Решение:



Схема горной штанговой крепи
Определяем горное давление на 1 м крепи выработки P, т/м по формуле:

,

где a – половина ширины кровли в свету, м;

 – объемный вес (плотность) горных пород, т/м³;

f – коэффициент крепости пород.

= 2,1 т/м

Определяем площадь поперечного сечения штанги S_шт, см² в наиболее ослабленном месте по формуле:

,

где  = 3,14;

d – диаметр штанги, принимаемый равным 1,6 ÷ 2 см.

= 1,88 см²

Определяем расстояние между штангами в продольном и поперечном направлениях выработки l, см по формуле:

,

где _P – допускаемое напряжение на растяжение штанги, принимаем равным _P  1400 кг/см²;

h – толщина стягиваемого слоя, см;

 – плотность горных пород, кг/см³.

= 76,5 м

Определяем длину штанги l_шт, см по формуле:

,

где 2а – ширина выработки по кровле, см;

f – коэффициент крепости пород;

K_ш – коэффициент, принимаемый равным 50 см при ширине выработки до 3,5 м, и принимаемый равным 20 см при ширине выработки более 3,5 м.

= 122 см

Задача 3. Необходимо рассчитать параметры взрывных работ при проведении выработки
Исходные данные

Взрывчатое вещество	Граммонал А-8
Длина выработки L, м	250
Время проведения выработки, мес.	2,0
Площадь поперечного сечения Sпр, м2	10
Высота выработки, м	2,7
Ширина выработки по кровле, м	2,6
Ширина выработки по почве, м	3,5

Решение:

Взрывчатое вещество – граммонал А-8:

- плотность ∆ = 1000 кг/м³

- работоспособность – 440 см³

- коэффициент относительной работоспособности е = 0,86
Определяем удельный расход принятого ВВ q , кг/м³ по формуле:

,

где q_Э – удельный расход эталонного ВВ, кг/м³;

е – коэффициент относительной работоспособности ВВ.

= 2,06 кг/м³

Определяем среднюю глубину шпуров l_ср, м, исходя из заданного срока проведения выработки, по формуле:

,

где L – длина проходимой выработки, м;

25 – число рабочих дней в месяц;

t_м – срок проведения выработки, мес;

n_см – количество смен в сутки;

n_ц – число циклов в смен;

 – коэффициент использования шпура (к.и.ш.).

Принимаем n_см  3, n_ц  1,   0,8.

= 2,08 м

Определяем количество шпуров в забое N по формуле:

,

где q – удельный расход ВВ, кг/м³;

S_пр – площадь поперечного сечения выработки в проходке, м²;

 – плотность ВВ в патронах или шпурах, кг/м³;

d – диаметр патрона или шпура, м;

K_з – коэффициент заполнения шпура.

= 21,8 ≈ 22

Определяем необходимое количество ВВ на забой Q_заб, кг по формуле:

.

= 42,85 кг

Определяем среднюю величину заряда на один шпур, q_ср, кг по формуле:

.

= 1,95 кг
В забое имеется три группы шпуров – врубовые (расположены в центральной части забоя), оконтуривающие (расположены по контуру сечения выработки) и вспомогательные (расположенные между врубовыми и оконтуривающими шпурами).

Так как f > 10, применяем клиновой вруб.

Все вспомогательные шпуры бурят перпендикулярно к плоскости забоя, а оконтуривающие шпуры бурят с наклоном к контуру выработки так, чтобы их забои находились на контуре выработки. Устья оконтуривающих шпуров располагают на расстоянии 10÷15 см от контура выработки.

Для повышения к.и.ш. глубину врубовых шпуров принимают на 0,2 м больше глубины остальных шпуров. Глубину вспомогательных и оконтуривающих шпуров принимают равной глубине l_ср.

Определяем длину врубовых шпуров l_вр, м по формуле:

.

= 2,52 м

Определяем длину вспомогательных l_вc и оконтуривающих l_ок шпуров:

.

= 2,08 м

Количество шпуров по группам определяем из соотношения:

,

тогда количество врубовых шпуров составит:

= 7

количество вспомогательных шпуров составит:

= 4

количество оконтуривающих шпуров составит:

= 11

При клиновом врубе расстояние между забоями наклонных шпуров должно быть не менее 5 см. Количество шпуров по группам при построении схемы может корректироваться.

Определяем суммарную длину всех шпуров (количество шпурометров) l_сум, м по формуле:

,

где l_кан – длина шпура под водоотливную канавку, принимаемая равной 0,5 м.

= 49,34 м

Разрабатываем конструкцию заряда. Принимаем сплошную колонковую конструкцию заряда с расположением патрона-боевика первым от устья шпура (прямое инициирование) или первым от забоя шпура (обратное инициирование) с направлением дна детонатора в сторону заряда.


Конструкция заряда (заряд с насыпным ВВ): 1 – забойка, 2 – патрон-боевик, 3 – основное ВВ
Величину заряда во врубовом шпуре принимают на 20% больше величины среднего заряда, а величину заряда во вспомогательном и оконтуривающем шпуре принимают равной величине среднего заряда.

Определяем величину врубового заряда q_вр, кг по формуле:

.

= 2,34 кг

Определяем величину вспомогательного и оконтуривающего зарядов по формуле:

.

= 1,95 кг

Определяем фактический расход ВВ Q_ф, кг по формуле:

,

где q_кан – величиина заряда канавочного шпура, принимаемая равной 0,4…0,5 кг.

= 46,08 кг

Определяем подвигание забоя за цикл (величину уходки) l_ц, м по формуле:

,

где  – коэффициент использования шпура (к.и.ш.).

= 1,66 м

Определяем объем породы отбиваемой за цикл (в массиве) V, м³ по формуле:

.

= 16,6 м³


Клиновой вруб
Задача 4. Необходимо рассчитать полное давление и производительность вентилятора, а затем подобрать по этим параметрам марку вентилятора местного проветривания
Исходные данные

Площадь сечения выработки, Sсв, м2	13
Длина выработки, L, м	300
Диаметр трубопровода, dT, м	0,4
Количество взрываемого ВВ, Qф, кг	40
Время проветривания, tпр, мин.	25
Коэффициент обводнения выработки, К	0,3

Решение:

Проветривание ведем нагнетательным способом, а расчет производим по фактору взрывных работ.

Определим количество воздуха Q_з, м³/с, которое необходимо подать в забой, по формуле:

,

где S_св – площадь поперечного сечения выработки в свету, м²;

t_пр – время проветривания выработки, мин;

k – коэффициент обводненности выработки;

Q_ф – количество взрываемого в забое ВВ, кг;

В – газовость ВВ, л/кг;

L – длина проводимой выработки, м;

p – коэффициент утечек (потерь) воздуха.

Газовость ВВ принимаем B  40 л/кг.

Коэффициент утечек (потерь) воздуха р = 1,20 (L = 300 м).

= 2,58 м³/с

Определяем скорость движения воздуха по выработке V, м/с, по формуле:

.

= 0,20 м/с

Так как V  0,25 м/с, то пересчитываем Q_з по формуле:

.

= 3,25 м³/с

Определяем потребную подачу вентилятора Q_B, м³/с, по формуле:

.

= 3,9 м³/с

Определяем аэродинамическое сопротивление трубопровода R, Нс²/м⁴ по формуле:

,

где   0,00045 – коэффициент аэродинамического сопротивления прорезиненного трубопровода;

d_T – диаметр трубопровода, м;

L – длина трубопровода, м.

= 857 нс²/м⁴

Определяем скорость движения воздуха в трубопроводе V_T, м/с по формуле:

.

= 81,25 м/с

Определяем статистическое давление в трубопроводе H_c, Па по формуле:

.

= 10863 Па

Определяем местные потери давления в трубопроводе H_м, Па по формуле:

.

= 2173 Па

Определяем динамическое давление в трубопроводе H_д, Па по формуле:

,

где  – плотность воздуха, кг/м³.

Принимаем плотность воздуха   1,2 кг/м³.

= 3961 Па

Определяем плотное давление вентилятора H_B, Па по формуле:

.

= 16997 Па

По значениям Q_B и H_B выбираем вентилятор по его характеристике

Q_B = 3,9 м³/с

H_B = 16997 Па



Характеристики ВМП

Для данных значений выбираем ВМ 5.