Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Министерство образования Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В.Плеханова
(технический университет)
УТВЕРЖДАЮ
Заведующий кафедрой
проф. Протосеня А.Г.
<<______>> _____________2005г.
Кафедра СГП и ПС
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине __________________геомеханика_______
(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
ЗАДАНИЕ
Студенту группы ГС-02-1 Киселевой Елене Константиновне
(шифр группы) (Ф.И.О)
1. Тема проекта составление паспорта крепления двухпутевого квершлага
2. Исходные данные к проекту по индивидуальному заданию
1. Шахта - категории по газу и пыли.
2. Глубина заложения от поверхности Н = 600 м.
3. Вид транспорта: электровоз контактный, аккумуляторный К-14, вагонетка ВГ3,3.
4. Срок службы 7 лет.
5. Крепь металлическая, арочная податливая из СВП-22, затяжка железобетонная.
6. Породы- известняк; Rc=50 Мпа; коэффициент структурного ослабления Кс=0,4; коэффициент длительной прочности =1,0, угол падения α = 10°.
7. Горное давление: сверху РВ=60 кПа, снизу РП=20 кПа; коэффициент бокового давления n=(0,6 и 0,7)РВ; ожидаемое смещение U = 100 мм.
9. УИРС. Анализ конструкций и роли межрамных стяжек.
3. Сроки сдачи проекта____май 2005 года__________________
Руководитель проекта __ ___________ /Тимофеев О.В./
(должность) (подпись) (Ф.И.О)
Дата выдачи задания: ____ _____________________
Аннотация
В курсовом проекте определяется паспорт крепления двухпутевого квершлага. Крепь - арочная, металлическая из специального взаимозаменяемого профиля СВП-22. Транспортирование породы по штреку осуществляется вагонетками ВГ-3,3; локомотивом служит аккумуляторный электровоз К-14.
The summary
In the course project the sizes of the cross-section are determined and the pitch of installation pliable arch metal is designed fix from a special interchangeablis structure SIS-22. As temporary fix is used safety cantilever timbering of a construction RSRIOUSR`s, which consists of three network sections, moved on a beam. Passage of development is made boring with blow up by a method.
Оглавление. стр.
1.Оценка устойчивости выработки 5
2. Габариты транспортного оборудования 5
3. Определение размеров и формы поперечного сечения выработки 6
4. Определение пропускной способности выработки по количеству воздуха 8
5. Расчет Крепи 9
6. Технология крепления выработки
7. УИРС. Анализ узлов податливости крепи 12
8. Список используемой литературы 15
1.Оценка устойчивости выработки. Критерий напряженности.
Критерий напряженности:
ПВ=,
где γ - средний объёмный вес пород, γ = 0,025 МН/м3; Н – глубина заложения выработки, Н = 600 м; К1 - коэффициент концентрации напряжений на контуре выработки, возникающий от ее проведения, К1 = 2,8; К2 - коэффициент концентрации напряжений на контуре выработки в результате влияния других выработок (других выработок по заданию нет, поэтому К2 = 1); ξ - коэффициент длительной прочности пород, который показывает во сколько раз, снижается сопротивление пород при длительном действии нагрузки, ξ = 1,0; КС - коэффициент структурного ослабления пород за счет наличия в массиве трещин и слабых контактов между слоями пород, КС = 0,4; Rсж - предел прочности породы (аргиллит) в образце на одноосное сжатие, Rсж = 50 МПа.
Так как значение критерия напряженности находится в пределах от 1,3 до 3 вокруг выработки должно образоваться зона неустойчивого состояния, в которой возможно разрушение массива.
В связи с этим выработку необходимо крепить. Для крепления выработки используется металлическая арочная крепь из СВП-22, как указано в задании.
2.Габариты транспорта
Электровоз К-14:
Колея – 900 мм;
Ширина по выступающим частям – 1350 мм;
Высота по кабине – 1650 мм;
Длина по буферам – 5440 мм;
Длина по автосцепке – 5750 мм.
Вагонетка ВГ 3,3:
Вместимость - 3,3 м3;
Колея – 900 мм;
Ширина – 1320 мм;
Высота – 1300 мм;
Длина – 3450 мм.
Рельсовый путь
Исходя из характеристик вагонетки и локомотива, принимаем ширину колеи равную 900мм. Для укладки путей применяем шпалы ШД 4. Длина шпалы 1500 мм. Шпалы укладываются из расчёта 1.43 шпалы на один метр пути, рельсы – 2 метра на один метр пути, подкладки – 2штуки на шпалу, костыли – 6 штук на шпалу, накладки – 4 штуки на звено, болты с гайками и шайбами – 12 штук на звено. Путь двухколейный. Рельс используем марки Р-33 (33.48 кг/м). В качестве балласта используем щебень по ГОСТ8267-82. Толщина балластного слоя 200 мм.
3.Определение размеров и формы поперечного сечения выработки.
В практике проведения выработок принимают арочную форму поперечного сечения выработки в том случае, когда крепление выработанного пространства выполнено
СВП-22, затяжка железобетонная.
Высота подвижного состава от головок рельсов h=1640мм;
Ширина подвижного состава A=1350 мм;
Высота от балластного слоя до головок рельсов ha=190мм;
Высота балластного слоя hб=200мм;
Зазор между подвижным составом и крепью (выработка с одним проходом для людей) m=840мм;
Зазор между крепью и подвижным составом n=350 мм;
Ширина выработки на уровне 1640мм от балластного слоя:
B =350+550+840+2*1350=4440мм;
Принимаем типовое сечение выработки [c.34-35,табл.19] со следующими размерами:
Ширина выработки в свету Bсв=4780мм;
Высота арки 3380мм; Высота выработки в проходке 3540;
Боковой радиус 2400 мм;
Осевой радиус 2400 мм.
Размеры водоотливной канавки:
Форма сечения канавки прямоугольная.
Ширина канавки в свету 320мм;
высота канавки в свету 300мм;
толщина стенки канавки 30мм;
площадь сечения водоотливной канавки в черне Sк.ч=0.13м2.
Площадь выработки:
в свету после осадки Sсв= 11,1 м2 ;
в проходке Sпр = 14,1 м2;
в проходке с учетом канавки Sпр=14,2 м2;
4.Определение пропускной способности выработки по воздуху.
Максимальное количество воздуха, которое способна пропустить выработка в единицу времени определяется максимальной скоростью движения струи воздуха (регламентируется Правилами безопасности) и площадью ее поперечного сечения: максимальная скорость движения воздуха составляет 6 м/с (для горных выработок, проведённых по углю и породе). Тогда максимальная пропускная способность выработки:
Qmax = Sсв ּVmax = 11,1*6 = 66,6 м3/с,
где S - площадь выработки в свету, Sсв = 11,1 м; Vmax – предельная скорость движения воздуха, Vmax = 6м/с.
5.Расчет крепи.
5.1. Расчет для случая n=0,6.
1.Для расчета параметров крепи использую программу “АРКА” В.Л.Трушко,
С.П.Селиванова.
По эпюрам определяю максимальный изгибающий момент и максимальную продольную силу.
Для случая n=0,6получаю максимальный изгибающий момент Mmax=-11,491 КН·м, продольная сила в этом сечении N=143,196 КН.
2. Определение шага расстановки рам:
Момент сопротивления по оси x:
-Wx=60,3 см3;
-Площадь поперечного сечения: F = 25,73 см2.
Условие прочности:
,
где
max - максимальное напряжение;
N-продольная сила в сечении Мmax;
mу - коэффициент условий работы, для металлических конструкций mу=0,8;
a - число рам на метр;
R – расчётное сопротивление стали марки Ст.5, R=240103 кПа.
Минимальное число рам на метр:
.
Максимальный шаг расстановки рам:
Принимаю шаг расстановки рам 0,8м.
3. Проверка прочности и устойчивости стоек с учётом продольного изгиба.
Радиус инерции стоек:
где Iк – момент инерции профиля СВП-22, Iк = 24,34 см4.
Гибкость стоек:
где, длина стоек арки lст = 300 см.
Условная гибкость стоек из стали Ст.5:
, где
Е - модуль упругости для стали Ст.5, E = 210000 МПа.
Приведённый эксцентриситет сечения:
По СНиП II-23-81 при =1,19 и m1=3,4 принимаю коэффициент продольного изгиба вн=0,41.
Проверка прочности сечения стоек:
поэтому несущая способность рамы обеспечивается.
5.2. Расчёт для случая =0,7.
1. Для расчета параметров крепи использую программу “АРКА” В.Л.Трушко,
С.П.Селиванова.
По эпюрам определяю максимальный изгибающий момент и максимальную продольную силу.
Для случая n=0,7 получаю максимальный изгибающий момент Mmax=--12,776 КН·м, продольная сила в этом сечении N=143,815 КН.
Условие прочности:
,
где
max - максимальное напряжение;
N-продольная сила в сечении Мmax;
mу - коэффициент условий работы, для металлических конструкций mу=0,8;
a - число рам на метр;
R – расчётное сопротивление стали марки Ст.5, R=240103 кПа.
Минимальное число рам на метр:
.
Максимальный шаг расстановки рам:
Принимаю шаг расстановки рам 0,7м.
3. Проверка прочности и устойчивости стоек с учётом продольного изгиба.
Радиус инерции стоек:
где Iк – момент инерции профиля СВП-22, Iк = 24,34 см4.
Гибкость стоек:
где, длина стоек арки lст = 300 см.
Условная гибкость стоек из стали Ст.5:
, где
Е - модуль упругости для стали Ст.5, E = 210000 МПа.
Приведённый эксцентриситет сечения:
По СНиП II-23-81 при =1,19 и m1=3,79 принимаю коэффициент продольного изгиба вн=0,41.
Проверка прочности сечения стоек:
поэтому несущая способность рамы обеспечивается.
Расход материала крепи на 1 м выработки представлен в таблице 1.
Таблица 1.
|
Наименование |
Материал |
Длина, м |
Масса единицы, кг |
Число на арку |
Расход на 1 арку, кг |
Расход на 1 м, кг |
|
Верхняк |
СВП-22 |
3,60 |
78,84 |
1 |
78,84 |
78,84 |
|
Стойка |
СВП-22 |
3,00 |
66,57 |
2 |
133,14 |
133,14 |
|
Соединительный замок |
Хомуты и планки |
2 |
23,7 |
18,9 |
||
|
Распорка |
Уголок 63*63*6 |
3,29 |
3 |
9,87 |
7,89 |
|
|
Затяжка |
Железобетоная |
90х15х8 (см) |
27 |
50 |
1350 |
0,6 м3 |
7.Технология крепления выработки.
Проходка выработки осуществляется буровзрывным способом. Подвигание забоя за цикл – 2,4 м. Предохранительная консольная временная крепь – конструкции ВНИИОМШСа: состоит из трех сетчатых секций, перемещающихся по балке – монорельсе при помощи лебедки. Балка – монорельс подвешена к аркам постоянной крепи скобами. Сетчатые секции удерживаются телескопическим устройством с двумя опорами. Наращивание временных путей – переносными, двухметровыми звеньями из рельсов, закрепленных на металлических швеллерах. Переносное звено укладывают на длину стандартного рельса, и затем убирают и настилают постоянный рельсовый путь одновременно с сооружением водоотливной канавки. Порядок возведения крепи : в лунки на почве выработки устанавливают стойки и соединяют межрамными соединительными уголками с ранее установленной аркой. На стойки устанавливают верхняк и хомутами соединяют элементы крепи, выверяют установку арки по направлению выработки, затягивают металлическими затяжками кровлю, затем бока выработки.
8.Список использованной литературы.
1. Баклашев И.В., Тимофеев О.В. Конструкции и расчет крепей и обделок. М.: Недра, 1979. 363 с.
2. Баклашев И.В., Картозия Б.А. Механика подземных сооружений и конструкции крепей:
Учебник для вузов. М.: Недра, 1984. 415 с.
3. Правила безопасности в угольных сланцевых шахтах. М.: Недра, 1986. 400 с.
4. СНиП II-94-80.Нормы проектирования. Подземные горные выработки. М.: Стройиздат, 1982. 29 с.
5. Справочник по креплению горных выработок / М.Н. Гелескул, В.Н. Хорин, В.С. Киселев, Н.П. Бушуев. М.: Недра, 1976. 508 с.
6. Типовые сечения горных выработок: Т. 7. М.: Госгортехиздат, 1960.
7. Справочник инженера-шахтостроителя / Под ред. В.в. Белого. М.: Недра, 1989.
8. Покровский Н.М. Проектирование комплексов выработок подземных сооружений. М.: Недра, 1970. 320 с.
9. Методические указания к курсовому проектированию по геомеханике.
СПГГИ (ТУ),2001г.
10. СниП II-23-81. Нормы проектирования. Стальные конструкции. Москва,