Форма и размеры поперечного сечения горных выработок

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тема

Форма и размеры поперечного сечения горных выработок

Содержание

1. Формы поперечного сечения горних выработок. Факторы, влияющие на выбор формы поперечного сечения выработок

2. Размеры поперечного сечения выработок

3. Типовые сечения выработок

1. Формы поперечного сечения горних выработок. Факторы, влияющие на выбор формы поперечного сечения выработок

Форма поперечного сечения горной выработки зависит от назначения и срока службы, свойств пересекаемых ею пород, величины и направления горного давления, материала и конструкции крепи, способа ее проведения и др. В угольной промышленности горизонтальные и наклонные горные выработки проводят прямоугольной (рис. 1,а), трапециевидной (рис. 1,б), полигональной (рис. 1,в), сводчатой (рис. 1,г), арочной (рис. 1,д), круглой (рис. 1,е), эллиптической (рис. 1,ж,з) и других форм.

Рис. 1 - Формы поперечного сечения горних выработок: а) прямоугольная; б) трапециевидная; в) полигональная; г) сводчатая; д) арочная; е) круглая; ж, з) эллиптическая

Круглую форму выработке придают в основном при наличии всестороннего горного давления, форму в виде обратного свода или эллиптическую - при горном давлении со стороны почвы, кровли. Прямоугольная, трапециевидная и полигональная формы применяются при горном давлении только со стороны кровли. Несимметричные формы позволяют наилучшим образом вписаться в угольный пласт, проводить выработку без присечки или с минимальной присечкой боковых пород, а также обеспечить большую их устойчивость.

В значительной степени форма поперечного сечения зависит от материала крепи. Так, при металлической или анкерной крепи форма поперечного сечения может быть любая, при сборной железобетонной крепи - прямоугольная, полигональная, трапециевидная, несимметричная, при бетонной или каменной - с обратным сводом, эллиптическая, круглая.

На угольных шахтах в основном применяются трапециевидная и сводчатая формы сечения выработок.

2. Размеры поперечного сечения выработок

горний выработка сечение воздух

Размеры (высота, ширина) и площадь поперечного сечения горной выработки зависят от ее назначения, габаритов размещаемого в выработке оборудования или транспортных средств (электровозы, вагонетки, конвейеры и др.), числа рельсовых путей, способа перемещения людей по выработке, зазоров, предусмотренных Правилами безопасности и допустимой скорости движения воздуха по выработке.

В выработке различают площадь сечения в свету (площадь по внутреннему контуру крепи и почве выработки), вчерне (площадь по наружному контуру крепи, включая затяжку, и почве выработки), в проходке (площадь по контуру пород, которую принимают на 3--5% больше площади вчерне), э также размеры выработки до осадки и после осадки крепи. Согласно Правилам безопасности минимальные площади поперечных сечений горных выработок в свету должны составлять: для главных откаточных и вентиляционных выработок, людских ходков для механизированной перевозки не менее 9,0 м² при высоте не менее 1,9 м от головки рельсов; для участковых вентиляционных, промежуточных, конвейерных и сборных штреков, участковых бремсбергов и уклонов не менее 6,0 м² при высоте не менее1,8м; для выработок, введенных в эксплуатацию до 1987г.: для главных выработок (квершлагов, штреков, капитальных и панельных бремсбергов, уклонов) не менее 4,5 м² при рамной деревянной металлической, железобетонной и смешанной крепи и не менее 4 м² при монолитной каменной, бетонной, железобетонной и тюбинговой крепи при высоте не менее 1,9 м от головки рельсов; для участковых выработок (вентиляционных, промежуточных и конвейерных штреков, людских ходков, участковых бремсбергов и уклонов) не менее 3,7 м² при высоте не менее1,8м; для печей, просеков - не менее1,5 м² при высоте не менее 0,7м.

Для выбора необходимого типового поперечного сечения выработки, необходимо определить ее ширину (В) на уровне верхней кромки подвижного состава по формуле:

В=m+kА+p+n (1.1)

где m- зазор между крепью и подвижным составом,

k-число рельсовых путей,

А -ширина подвижного состава,

p -зазор между составами,

n -свободный проход для людей (в метрах).

Правила безопасности предусматривают с одной стороны зазор между крепью и подвижным составом не менее 0,25 м на уровне подвижного состава при рамных конструкциях (деревянной, металлической и сборной железобетонной) крепей и не менее 0,2 м при сплошных конструкциях (бетонной, железобетонной и тюбинговой) крепей; с другой стороны для свободного прохода людей в горной выработке не менее 0,7 м на высоте не менее 1,8 м от почвы выработки. В двухпутных выработках зазор между составами должен быть не менее 0,2 м, при конвейерном транспорте ширина прохода для людей не менее 0,7 м, а зазор с другой стороны не менее 0,4 м. Правилами безопасности установлены и другие минимально допустимые размеры выработок по ширине и высоте. Для сохранения требуемых зазоров в течение всего срока службы выработки размеры ее сечения при проведении пластовых выработок, находящихся в зоне влияния очистных работ, рекомендуется принимать с запасом (вертикальная податливость до 50--60% мощности пласта и горизонтальная -- 0,23-- 0,29 м на высоте 1,8 м от почвы выработки).

3. Типовые сечения выработок

Основные транспортные средства стандартизированы, поэтому их размеры принимают по справочникам.

С целью уменьшения затрат времени и средств на проектирование горных выработок для основных видов крепи и транспортных средств разработаны типовые сечения горных выработок (рис. 2). Для выбора необходимого типового сечения выработки в свету достаточно определить ее ширину В на уровне верхней кромки подвижного состава (1,8м) по формуле 1.1.

Принятую типовую площадь сечения выработки в свету после осадки S_св.п.о. необходимо проверить по скорости движения воздуха по формуле:

V = Q/S V_доп., м/с (1.2)

где V -скорость движения воздуха при данных размерах поперечного сечения выработки, м/с;

Q - количество воздуха, проходимого по выработке, м³/с;

S - площадь поперечного сечения выработки в свету после осадки, м²;

V_доп. - допустимая скорость движения воздушной струи по Правилами безопасности для данной выработки (таблица 1.1), м/с.

Таблица 1.1 - Максимальные скорости движения воздуха по выработкам

Количество воздуха определяется по формуле:

Q = (1.3)

где q - норма воздуха на 1 т суточной добычи угля соответственно категории шахты, м³/мин:

І - 1,0

ІІ - 1,25

ІІІ - 1,5

сверхкатегорийные - 1,5

Ад - суточный грузопоток, транспортируемый по выработке, т;

k_зап. - коэффициент запаса воздуха, 1,45-1,5.

Рис. 2 - Примеры типовых сечений выработок

Размещено на Allbest.ru