Углубка и армирование шахтных стволов
 Скачать 1.94 Mb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» Институт Горного дела и транспорта Кафедра разработки месторождений полезных ископаемых КУРСОВАЯ РАБОТА По дисциплине Строительство и реконструкция горных предприятий На тему «Углубка и армирование шахтных стволов», вариант 9 Исполнитель: Гатауллин Айгиз ., студент 4 курса, группа ГД-19-2 Руководитель: Волков П. В. Работа допущена к защите «___»________20__г._______ (подпись) Работа защищена «___»________20__г. с оценкой_______ _______ (подпись) Магнитогорск 2021 Содержание Исходные данные 4 Введение 5 1.Способ и технологическая схема углубки ствола 6 2.Работы подготовительного периода 7 3.Паспорт буровзрывных работ 8 4.Горнопроходческое оборудование и его производительность 10 Буровое и проходческое оборудование, проходческий подъём 10 5.Армирование углубляемой части ствола 14 6.Технические показатели углубки ствола 19 Заключение 22 22 Список используемых источников 23 Исходные данные
ВведениеУглубка представляет собой удлинение существующего вертикального ствола для вскрытия нового горизонта шахты или рудника. Горнопроходческие работы в углубляемой части, как правило, совмещаются с выполнением в верхней части ствола эксплуатационных функций (подъемных, вентиляционных, водоотливных, закладочных и др.). Это обстоятельство значительно усложняет решение технических, организационных вопросов, а также обеспечение безопасных условий при выполнении углубочных работ. Армирование шахтного ствола является основополагающем процессом при проходке стволов. Правильно выбранная схема армирования шахтных стволов может обеспечить простоту выполнения операций, безопасность и возможное сокращение времени армирования. Все технические решения, принятые в проекте, основаны на положениях ФНиП "Правила безопасности при ведении горных работ и переработке твердых полезных ископаемых". Способ и технологическая схема углубки стволаВ проекте по исходным данным принимается технологическая схема II. Данная технологическая схема представлена на рисунке 1.  Рисунок 1 ̶ Углубка ствола сверху вниз с разгрузкой породы на рабочем горизонте с размещением бадьи в одном из отделений ствола: 1 – подъёмная машина; 2 – предохранительные полки; 3 – подшкивная площадка; 4 – отшивка бадьевого отделения; 5 – разгрузочное устройство; 6 – ёмкость для воды; 7 – подвесной полок; 8 – призабойная опалубка; 9 – погрузочная машина; 10 – бадья; 11 – став для спуска бетонной смеси; 12 – спасательная лестница. Работы подготовительного периодаПодготовительные работы для углубки стволов включают следующие процессы: работы на поверхности: монтаж временных подъёмных установок и строительство зданий для них реконструкцию постоянных подъёмных машин, используемых для углубочных целей монтаж проходческого оборудования, металлоконструкций и т.д. работы на горизонте: проведение вспомогательных выработок монтаж оборудования, разгрузочно-доставочных узлов и др. работы в стволе: демонтаж элементов армировки отшивка углубочного отделения устройство технологического отхода монтаж предохранительных устройств, стволопроходческого оборудования, стационарных полков, подшкивных площадок и т.д. Работы подготовительного периода составят 12 месяцев. Паспорт буровзрывных работДанный раздел содержит характеристики выбранного к использованию взрывчатого вещества (ВВ), расчёт параметров проведения буровзрывных работ, а также схему взрыва. Характеристики применяемого взрывчатого вещества представлены в таблице 1. Таблица 1 - Характеристика используемого ВВ:
Удельный расход ВВ по СНиП:  (3.1)где f0 – коэффициент, учитывающий свойства пород (1,3-2); e – коэффициент работоспособности; m – коэффициент учитывающий диаметр патрона ВВ; dвч – диаметр ствола вчерне. Общий расход ВВ на цикл:  (3.2)Коэффициент использования шпура:  (3.3)Вместимость 1м шпура:  (3.4)где Δ- плотность ВВ. Вместимость шпура с учетом коэффициента заполнения:  (3.5)Число шпуров на забой:  (3.6)Схема расположения шпуров представлена на рисунке 2.  Рисунок 2 – Схема расположения шпуров. Горнопроходческое оборудование и его производительностьБуровое и проходческое оборудование, проходческий подъёмДля сокращения длительности бурения шпуров, а также облегчения труда и уменьшения численности проходчиков, занятых на бурении шпуров, применяем бурильные установки СМБУ-4м (таблица 2), подвешиваемые к тельферу стволовой погрузочной машины. Схема бурильной установки СМБУ-4м представлена на рисунке 3.  Рисунок 3-Бурильная установка СМБУ-4М (рис. 8.2) состоит из колонны 1, служащей центральной опорой для размещения на ней манипуляторных стрел (на рисунке показана только одна стрела), системы раскрепления установки в забое 6 трех бурильных машин 13, гидравлической системы 20, пультов управления 19, автомасленки 18 и прицепного устройства 7. Таблица 2 - Техническая характеристика СМБУ-4м  Производительность буровой установки: 2,3 м/мин. При производстве работ по технологической схеме II необходимо применять однобарабанные подъемные установки с максимальной скоростью подъема до 4 м/с и бадьи вместимостью 1 м3. Из этих соображений принимаем к использованию однобарабанную подъёмную машину Ц1,6х1,2 (таблица 3), изображенную на Рисунке 4. Рисунок 4. Ц1,6х1,2.  Таблица 3 – Техническая характеристика подъёмной машины Ц1,6х1,2.
Технологическая схема предусматривает расположение подъёмной машины в камере на рабочем горизонте. Производительность однобарабанной подъемной установки:  (7)Диаметр ствола позволяет использовать бадьи типа БПС-1,5, схема которой изображена на рисунке 5.  Рисунок 5 – Бадья типа БПС: 1 - корпус; 2 - дужка; 3 - упоры; 4 - цапфы; схема ее разгрузки. Бадьевой комплект (рисунок 4, б) состоит из бадьи 1, прицепного устройства 2, ляд 3 и 4 с кронштейнами 8, направляющей рамки 5 с зонтом 6 и роликами электролебедки для открывания ляд и концевых выключателей. Таблица 4 - Технические характеристики бадьи, раструбов и рамки
При углубке для погрузки породы применяют пневмопогрузчики грейферного типа. При данном диаметре ствола (6 м) и так как разгрузка породы ведется с рабочего горизонта принимаем 4 машины типа КС-3. Схема машины представлена на рисунке 6.  Рисунок 6 – Грейферный погрузчик с ручным вождением КС-3: 1 – грейфер; 2 – рама; 3,7 − несущие кольца; 4 – пневмолебедки; 5 – тельфер; 6 – направляющая рамка вождения грейфера; 8 – кабина машиниста; 9 – пневмоподъемник; 10 − водило; 11 – пневмосистема. Производительность погрузки породы:  (8)где VБ – вместимость бадьи; k1 = 0,9 – коэффициент заполнения бадьи; ТЦ – продолжительность цикла подъема бадьи; kН = 1,15 - коэффициент неравномерности работы подъемной машины в течение времени, отведенного на уборку породы.  (9)где ∑ t - суммарная длительность пауз, ускорений и замедлений бадьи; Vmax - максимальная скорость подъема; h - путь равномерного движения бадьи с Vmax. Армирование углубляемой части стволаПри армировании стволов большой глубины целесообразно применять совмещённую схему с последовательной установкой проводников и расстрелов. При этом используются подвесные полки совместно с люльками. Предусматривается установка трёх – четырёх ярусов расстрелов с лестничным отделением, после чего на этих ярусах навешивают проводники и трубопроводы. Шаг армировки принимается кратным длине одного звена проводников: 4,168 м. Исходные данные для расчета процесса армирования ствола:
 Сечение скипового ствола диаметров в свету 5,5 м. Таблица 9 – Основные показатели расстрелов.  Таблица 10 – Характеристики коробчатых проводников  Одновременно с монтажом расстрелов и проводников в стволе оборудуют лестничное отделение, которое предназначено для передвижения людей в стволах в аварийных ситуациях. Лестницы устанавливают с наклоном к полку под углом 800. В полках делают проёмы (лазы) с размерами 700 х 600 мм для прохода людей. Лестничное отделение отшивается от подъёмного и трубокабельного отделения металлической сеткой. Монтаж лестничного отделения производят сразу после установки и раскрепления всех расстрелов яруса. Порядок устройства лестничного отделения: настилают полок, устанавливают лестницу и производят монтаж рамы с металлической сеткой. Для прокладки трубопроводов и кабелей по стволу предусматривают специальное трубокабельное отделение, которое располагают рядом с лестничным отделением. Их прикрепляют к вспомогательным расстрелам при помощи хомутов из уголковой стали, устанавливаемых через каждые 6-15 м по высоте ствола. У сопряжения ствола с наклонным ходком в насосную камеру трубопровод поддерживается опорным коленом. Через каждые 100-150 м по вертикали трубопровод поддерживается опорными стульями, устанавливаемыми на расстрелах. Схема монтажа трубопровода представлена на рисунке 12.  Рисунок 12 - Схема монтажа трубопровода с проходческого копра: 1 - концевой отбойник; 2 - обтекатель; 3 - отклоняющие шкивы; 4 - блок; 5 - монтажная балка; 6 - подшкивная площадка; 7 - прицепное устройство; 8 - зажимное устройство; 9 - нулевая рама; 10 - проходческая лебедка; 11 - подъемная машина; 12 - монтажная люлька; 13 - бадья; 14 - вспомогательная лебедка. Кабели с помощью дубовых вкладышей крепят к скобам, заделанным в крепь ствола через каждые 3-6 м по вертикали. После спуска кабеля при помощи тихоходной проходческой лебедки на всю глубину ствола кабель крепят к скобам снизу вверх. Схема крепления кабелей представлена на Рисунке 13.  Рисунок 13 - Схема крепления кабелей в стволах с бетонной крепью. Трудоёмкость выполнения процессов армирования ствола определяется по нормам времени по следующей формуле:  (29)где V – объём работ процесса на смену; Нврем – нормы времени на выполнение процесса. Продолжительность выполнения процессов армирования ствола определяется по формуле:  (30)где kп=1,1–1,2 – коэффициент предполагаемого перевыполнения норм выработки. Расчет продолжительности процессов армирования: Долбление лунок под расстрелы. V = 9 лунок; Нврем = 1,2;  Количество рабочих: 6 проходчика 6 разряда.  Установка и заделка металлических расстрелов в готовые лунки. Для расстрелов с одним заделанным концом: V = 3 расстрела; Нврем = 3,76;  Количество рабочих: 6 проходчиков 6 разряда.  Для расстрелов с двумя заделанными концами: V = 2 расстрела; Нврем = 3,76;  Количество рабочих: 6 проходчиков 6 разряда.   Сболчивание расстрелов. V = 7 стыков; Нврем = 1,6;  Количество рабочих: 6 проходчиков 6 разряда.  Устройство и разборка настилов. V = 4,452 м2; Нврем = 0,18;  Количество рабочих: 6 проходчика 6 разряда.  Оборудование лестничного отделения. V = 4,168 м; Нврем = 1,77;  Количество рабочих: 6 проходчика 6 разряда.  Установка проводников. V = 12 стыков; Нврем = 0,409;  Количество рабочих: 6 проходчиков 6 разряда.  Монтаж постоянных трубопроводов. V = 4,67; Нврем = 1,12;  Количество рабочих: 6 проходчиков 6 разряда.  . Технические показатели углубки стволаПродолжительность непосредственно углубки:  (31)где hу – шаг углубки; hто – глубина технологического отхода; υт – техническая скорость углубки. Техническая скорость углубки (из анализа номограммы для определения технической скорости углубки стволов шахт) составляет 25,5 м/мес. Продолжительность армирования: 0,5мес. Продолжительность проведения сопряжения:  (32)где tпс – продолжительность подготовительных работ к проведению сопряжения; Vс – объём сопряжения; υнс – нормативная скорость проведения сопряжений. Продолжительность подготовительных работ: 6 мес. Продолжительность заключительных работ: 1,9мес. Производительность труда:  (33)Календарная скорость углубки:  (34)  9 Технические показатели углубки ствола ЗаключениеВ данном курсовом проекте была разработана и рассчитана технологическая схема углубки ствола сверху вниз с разгрузкой породы на рабочем горизонте с размещением бадьи в одном из отделений ствола. Принятое оборудование, применяемое при углубке ствола: - скип 2СН15-2; - бурильная установка СМБУ-4м; - грейферная погрузочная машина КС-3; - бадья БПС-1.5; - подъёмная машина Ц-1,6х1,2. Список используемых источников1. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности при ведении горных работ и переработке твердых полезных ископаемых» (утв. Приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору №599 от 08.12.2020г.). 2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности при взрывных работах» (утв. Приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору №605 от 03.12.2020г.). 3. СП 91.13330.2012 Подземные горные выработки. 4. Расчет шахтных подъёмных установок. Методические указания по выполнению раздела курсовой работы и дипломного проекта для студентов специальности 130404. -Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. 5. Песвианидзе А.В. Расчет шахтных подъёмных установок. –М.: Недра, 1992. 6. Попов В.М. Водоотливные установки. Справочное пособие. – М.: Недра, 1990. 7. Дроздова Л.Г. Стационарные машины. Учебное пособие. – Изд-во ДВГТУ, 2007. 8. Баранов А.О. Проектирование технологических схем и процессов подземной добычи руд. Справочное пособие. – М.: Недра, 1993. 9. Веселов Ю.А., Покотий В.В. Оснащение стволов при их сооружении и углубке. М., Недра 1982. 10. Веселов Ю.А., Задорожний А.М. Углубка стволов шахт: Справочник.-М.:Недра.1989 11. Шехурдин. Строительство стволов. М.,Недра. 12. Правицкий Н.К. Рудничные подъемные установки. М., Недра 1963. 13. Вяльцев М.М. Технология строительства горных предприятий в примерах и задачах. М., Недра 1989. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||