Тема- составление паспорта крепления однопутевого квершлага
Работа добавлена на сайт samzan.net:
Министерство образования Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В.Плеханова (технический университет)
Кафедра строительства горных предприятий и подземных сооружений
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине ___________геомеханика____________
(наименование дисциплины согласно учебному плану)
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Тема: составление паспорта крепления одно-путевого квершлага.______
Автор: студент группы ГС-01-1 _____________ /Петрова Ю.А. /
(подпись) (Ф.И.О.)
ОЦЕНКА: __________________
Дата: ______________________
ПРОВЕРИЛ: Руководитель проекта __доцент ___________ /Темофеев О.В./
(должность) (подпись) (Ф.И.О)
Санкт-Петербург
-2004-
Министерство образования Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В.Плеханова
(технический университет)
УТВЕРЖДАЮ
Заведующий кафедрой
проф. Протосеня А.Г.
<<______>> _____________2004г.
Кафедра СГП и ПС
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине __________________геомеханика_______
(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
ЗАДАНИЕ
Студенту группы ГС-01-1 Петровой Юлии Александровне
(шифр группы) (Ф.И.О)
1. Тема проекта составление паспорта крепления одно-путевого квершлага
2. Исходные данные к проекту по индивидуальному заданию
1. Шахта 2-й категории по газу и пыли, количество воздуха 25.
2. Глубина заложения от поверхности Н=400 м.
3. Вид транспорта: электровоз аккумуляторный АМ-8Д, вагонетка (V=2,5 м3).
4. Срок службы: 6 лет.
5. Крепь металлическая, арочная жесткая из двутаврового профиля, затяжка железобетонная.
6. Порода: аргиллит. Rсж=40 МПа, коэффициент структурного ослабления Кс=0,7; коэффициент длительной прочности =0,7, угол падения град.
7. Горное давление: сверху 40 кПа; коэффициент бокового давления η=0,5;0,7. Ожидаемое смещение U=50 мм.
8. Прочие условия: проходка комбайновая.
9. УИРС. Анализ конструкций жестких металлических крепей и узлов их соединений в отечественной и зарубежной практике.
3. Сроки сдачи проекта:____май 2004 года__________________
Руководитель проекта __доцент ___________ /Темофеев О.В../
(должность) (подпись) (Ф.И.О)
Дата выдачи задания: ____9.03.2004 год_____________________
Аннотация
В курсовом проекте определены размеры поперечного сечения в свету 5,5м, рассчитана плотность расстановки арочной металлической крепи из двутаврового профиля № 16. В выработке размещены АМ-8Д, ВГ-2,5. Расход металла на 1м крепи кг.
.
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 АTM-3 from a special interchangeablis structure SIS-19. 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 6
3. Определение размеров и формы поперечного сечения выработки 7
4. Определение количества воздуха, проходящего выработке 8
5. Расчет крепи 9
6. Определение шага крепи 11
7. Проверка прочности и устойчивости стоек рамы 12
8. Расход материалов на 1м выработки 13
9. Технология крепления выработки 14
10. УИРС. Анализ прогрессивности узлов податливости крепи 15
11. Список используемой литературы 17
- Оценка устойчивости выработки. Критерий напряженности.
Критерий напряженности:
ПВ=,где
- напряжение нетронутого массива по заданному направлению ;
- коэффициент концентрации напряжений на контуре выработки от ее проведения К1=2,7. Коэффициент К1 принимается в зависимости от формы поперечного сечения выработки и трещиноватости вмещающих пород.
- коэффициент концентрации напряжений на контуре выработки в результате влияния других выработок К2=1;
- коэффициент влияния динамических напряжений на контур выработки, которые могут иметь место на удароопасных месторождениях К3=1;
- коэффициент длительной прочности пород, который показывает во сколько раз, снижается сопротивление пород при длительном действии нагрузки ξ=0,7;
- коэффициент структурного ослабления пород за счет наличия в массиве трещин и слабых контактов между слоями пород КС=0.7;
- коэффициент упрочнения массива пород, который может быть упрочнен либо инъекционно, путем нагнетания цементно-песчаного раствора, либо анкерным путем КУ=1;
- предел прочности породы (аргиллит) в образце на одноосное сжатие Rсж=40МПа.
Критерий напряженности в боках выработки: = n*γ*H
где - объемный вес породы (аргиллит) γ = 0,025-0,027 МН/м3;
так как наблюдается неоднородность в толще пород массива, условно принимаем объемный вес = 0,025 МН/
- глубина заложения выработки, H = 400 м;
- коэффициент бокового давления η.
При η=0,5 = 0,5*25*400 = 5000 кПа=5МПа
ПВ =
При η=0.7 = 0,7*0,025*400 = 7МПа
ПВ=
Так как ПВ<1, то закономерное разрушение массива вокруг выработки не должно происходить.
Критерий напряженности в кровле выработки: = γ*H=0,025*400=10 МПа
ПВ =
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 применим металлическую арочную жесткую из двутаврового профиля крепь, как указано в задании.
2.Габариты транспорта [7]:
Электровоз аккумуляторный АМ-8:
Колея – 900 мм
Ширина по выступающим частям – 1345 мм
Высота по кабине – 1415 мм
Длина по буферам – 4550 мм
Вагонетка ВГ -2,5
Вместимость – 2,5 м3
Колея – 900 мм
Ширина – 1320 мм
Высота – 1300 мм
Длина – 2800 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 одноколейный. Рельс используем марки Р-33 (33,48 кг/м). В качестве балласта используем щебень по ГОСТ 8267-82. Толщина балластного слоя 200 мм.
3.Определение размеров и формы поперечного сечения выработки [5].
Так как в задании крепь задана КМП-3, СВП-19, затяжка металлическая решетчатая, принимаем арочную форму поперечного сечения выработки.
Высота подвижного состава от головок рельсов h=1415мм;
Ширина подвижного состава A=1345 мм;
Высота от балластного слоя до головок рельсов ha=390мм;
Высота балластного слоя hб=200мм;
Высота выработки от головок рельсов до пяты арки h1=1300мм;
Высота выработки от балластного слоя до пяты арки h2=ha+h1=1300+390=1690мм;
Зазор между подвижным составом и крепью (выработка с одним проходом для людей) m=750мм;
Зазор между крепью и подвижным составом n=250 мм;
Ширина выработки на уровне 1800мм от балластного слоя: B=n+m+A=250+750+1345=2295мм;
Принимаем типовое сечение выработки [c.34-35,табл.19] со следующими размерами:
Ширина выработки на уровне 1800мм от балластного слоя B= 2350мм;
Ширина выработки в проходке Bпр=2750мм;
Высота арки 2720мм;
Высота выработки в проходке 2890мм;
Боковой радиус 620 мм;
Осевой радиус 1630 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 Sсв= 5,5м2;
в проходке Sпр=7,4 м2;
Периметр выработки:
Р= 9 м.
4.Определение количества воздуха, проходящего по выработке [3].
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 8 м/с, тогда максимально возможное количество пропускаемого воздуха:
Qmax=SּVmax=8*5,5=44 м3/с,
где S=6 м-площадь выработки в свету,
V= 8м/с –предельная скорость движения воздуха в квершлагах.
С выбранным типовым сечением обеспечивается необходимое количество воздуха.
- Расчет крепи.
Для расчета параметров крепи использую программу «Арка» В.Л. Трушко,
С.П. Селиванова.
По эпюрам определяем максимальный изгибающий момент и максимальную продольную силу.
Расчет крепи при η=0,5:
Расчет крепи при η=0,7:
6. Определение шага крепи [1].
6.1. Определение шага крепи при =0,5
Характеристика двутавра №16:
Момент сопротивления по оси x: Wx=109 см3; площадь поперечного сечения: F=20,2см2;момент инерции по оси x: Jx=873 см4.
Условие прочности:
≤[δ], где
δmax-максемальное напряжение;
N-продольная сила в сечении Мmax;
my-коэффициент условий работы, для металлических конструкций my=0,8;
a-число рам на метр;
[δ]-допустимое напряжение, для стали марки 5 [δ]=240·103 кПа.
Минимальное число рам на метр:
Максимальный шаг расстановки рам:
(м).
Принимаю шаг расстановки рам 1,5м.
6.2. Определение шага крепи при =0,7
Характеристика двутавра №14:
Момент сопротивления по оси x: Wx=81,7 см3; площадь поперечного сечения: F=17,4 см2;момент инерции по оси x: Jx=572 см4.
Условие прочности:
≤[δ], где
δmax-максемальное напряжение;
N-продольная сила в сечении Мmax;
my-коэффициент условий работы, для металлических конструкций my=0,8;
a-число рам на метр;
[δ]-допустимое напряжение, для стали марки 5 [δ]=240·103 кПа.
Минимальное число рам на метр:
Максимальный шаг расстановки рам:
(м).
Принимаю шаг расстановки рам 0,8 м.
7. Проверка прочности и устойчивости стоек рамы [1].
Длина стоек арки l=200см.
Проверка прочности и устойчивости стоек рамы при коэффициенте бокового отпора 0,5: По эпюре изгибающих моментов и продольных сил определяем максимальный изгибающий момент в сечении стойки арки Mmax=11,346кН*м и максимальную продольную силу Nmax= 36,012кН.
Радиус инерции сечения стоек:
r=см
Гибкость стоек:
Условная гибкость стоек из стали Ст.5:
, где
- модуль упругости для стали Ст.5 E=210000мПа.
Приведенный эксцентриситет сечения стоек:
m1=
По СНиП [18] при =1,04 и m1=5,8 находим коэффициент продольного изгиба =0,929 и проверяем прочность сечения стоек по формуле:
МПа
т. е. меньше R=240МПа, поэтому несущая способность стоек рамы обеспечивается.
Проверка прочности и устойчивости стоек рамы при коэффициенте бокового отпора 0,7: По эпюре изгибающих моментов и продольных сил определяем максимальный изгибающий момент в сечении стойки арки Mmax=17,791кН*м и максимальную продольную силу Nmax= 49,887кН.
Радиус инерции сечения стоек:
r=см
Гибкость стоек:
Условная гибкость стоек из стали Ст.5:
, где
- модуль упругости для стали Ст.5 E=210000мПа.
Приведенный эксцентриситет сечения стоек:
m1=
По СНиП [4] при =1,19 и m1=7,6 находим коэффициент продольного изгиба =0,913 и проверяем прочность сечения стоек по формуле:
мПа
т. е. меньше R=240мПа, поэтому несущая способность стоек рамы обеспечивается.
8.Расход материалов крепи на 1м выработки.
|
Наименование |
Материал |
Длина, м |
Масса единицы, кг |
Число на арку |
Расход на 1 арку |
Расход на 1 м |
|
Верхняк |
Двутавр №16 |
2,83 |
11,5 |
1 |
||
|
Стойка |
Двутавр №16 |
2,00 |
11,5 |
2 |
||
|
Соединительный замок |
Хомуты и планки |
- |
5,03 |
2 |
10,06кг |
18,9кг |
|
Распорка |
Уголок 63*63*6 |
1,10 |
7,02 |
3 |
21,06кг |
19,14кг |
|
Затяжка |
Железобетон-ная П-2 |
1 |
25 |
|||
|
Всего: |
Железобетонные затяжки изготовляют и применяют в выработках со значительным сроком службы с обычной (ненапряженной) арматурой конструкции ПНИУИ, КНИУИ, ВНИИОМШСа и др. Эти затяжки плоские плиты прямоугольного сечения, изготовленные из бетона марки 200-300 и армированные сварной сеткой из проволоки Ст3 диаметром 3-8 мм.
9. Технология крепления выработки [5].
Проходка выработки осуществляется комбайновым способом. При комбайновом способе строительства подземных сооружений значительно сокращается число основных процессов проходческого цикла. По существу технология строительства сводится к механическому разрушению, погрузке и транспортированию породы, которые выполняют одновременно с возведением постоянной крепи. Возведение арочной металлической крепи производят в следующей последовательности. После осмотра забоя и оборки заколов породы по периметру выработки под стойки крепи разрабатывают лунки с применением отбойных молотков или лункобура Л-1. В лунках устанавливают стойки крепи и ниже соединительных узлов скрепляют их двумя межрамными стяжками с предыдущей аркой. Монтируют рабочий полок на стойках или подвесной; с рабочего полка устанавливают в проектное положение верхняк и скрепляют его со стойками с помощью скоб, планок и гаек.
По отвесам проверяют вертикальность установки арки, соединяют верхняк межрамной стяжкой с ранее установленной аркой, после чего арку расклинивают в замках с помощью деревянных клиньев. По периметру арки устанавливают межрамное ограждение с одновременной забутовкой закрепленного пространства.
Далее работы по креплению проводят в последовательности, рассмотренной ранее.
10. УИРС: Анализ конструкций жестких металлических крепей и узлов их соединений в отечественной и зарубежной практике.
11.Список 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, 1976. 400 с.
4. СНиП ll-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.
2. РЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Львів ~ Дисерт
3. то у горы в лесных камышах одинокий плакал о любви коростель
4. Статья- Экономическое и социальное развитие Древней Греции
5. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Харків 2
6. Карл Леонгард и его книга Нормальные и патологические личности.html
7. реферату- Міфологія Стародавнього РимуРозділ- Культура Міфологія Стародавнього Риму План Архаїчний пер
8. Сутність і класифікація інвестицій Термін ldquo;інвестиціїrdquo; походить від латинського ldquo;investirerdq
9. і І тому рівень матеріальнотехнічної бази оплати праці працівників цих установ в значній мірі залежить від
10. Ділова гра як засіб організації допрофільної підготовки з іноземної мови учнів 89-х класів основної школи
11. До 5 февраля операций по кассе не было
12. Рахманинов Сергей Васильевич 1873 - 1943
13. Лаврентьевский прорыв проведет семинар для инноваторов Интерфейс взаимодействия с инвестором
14. группы предназначения- факультет 7 факультет подготовки следственных работников факультет подготовки о.
15. тематическая модель управляемого объекта или процесса описывающая его поведение с течением времени под вли.
16. на тему- Линейная решетка спиральных антенн с электронным сканированием
17. он уверяет что это не так утомительно как по городским улицам
18. тематические Статистические Инженерные Аналитические Проверка свойств и значений Для че
19. По теме- Лицензионные и свободно распространяемые программные продукты
20. Методические рекомендации для студентов стоматологического факультета и преподавателей Под редакцией