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)
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине Геомеханика
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Тема: Составление паспорта крепления однопутного квершлага.
Автор: студент группы ГС-01-1 _______ Дурягин А.Н.
(подпись) (Ф.И.О)
ОЦЕНКА: _________________
Дата: _________________
ПРОВЕРИЛ:
Руководитель проекта __доцент ___________ /Тимофеев О.В./
(должность) (подпись) (Ф.И.О)
Санкт-Петербург
2004 г
Министерство образования Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В.Плеханова
(технический университет)
УТВЕРЖДАЮ
Заведующий кафедрой
проф. Протосеня А.Г.
“____” _____________2003г.
Кафедра СГП и ПС
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
По дисциплине: Геомеханика.
ЗАДАНИЕ
Студенту группы ГС-01-1 Дурягин Алексей Николаевич
(шифр группы) (Ф.И.О)
1. Тема проекта: составление паспорта крепления однопутного квершлага.
2. Исходные данные к проекту: по индивидуальному заданию
А.Шахта II категории по газу.
Б. Глубина залегания от поверхности: Н = 150 м.
В. Вид транспорта: электровоз аккумуляторный АРП-7, вагонетка V=2,5 м3 ВГ-2,5.
Г. Срок службы: 4 года.
Д. Тип крепи: КШСНБ-I
Е. Породы: плотная глина, сж = 50 мПа, среднее расстояние между трещинами LT = 0,3 м,
Ж.. Прочие условия: расстояние до очистных работ 20 м.
3. Сроки сдачи проекта __________________________________________
Руководитель проекта __доцент ___________ Тимофеев О.В.
(должность) (подпись) (Ф.И.О)
Дата выдачи задания: __________________________________________
Аннотация
В данном курсовом проекте составлен паспорт крепления горной выработки, штрека. Крепь выработки – набрызгбетон. В пояснительной записке приведена оценка устойчивости выработки, расчёт размеров и формы поперечного сечения выработки, произведён расчёт набрызгбетонной крепи. Приводится расход материалов на 1м выработки. Проходка ведётся буровзрывным способом. Погрузка породы осуществляется погрузочной машиной 2ПНБ-2 с погрузкой породы в вагонетки. Используемый транспорт – электровоз АРП-7 и вагонетки ВГ-3,3. Пояснительная записка состоит из 11 листов, 1 таблицы.
Annotation
Support pattern of the excavation is calculated in current project. Excavation support –shotcrete. Estimation of excavation stability, calculation of shape and size and strength calculation of shotcrete are given. The quantities of materials per meter are given. Drilling and blasting method of development are used. The sequence of LHD operations are following: rock is loaded to tubs ВГ-3,3 by loader 2ПНБ-2. Uses transport: electric locomotive АРП-7 and tubs ВГ-3,3. Explanatory note contain 11 pages and 1 table.
Содержание
|
[1]
[2]
[3] [3.1] 4.1. Расчёт нагрузки на крепь [3.2] 4.2 Расчёт несущей способности стержня штанги [3.3] 4.3. Расчёт металлической сетки
[4]
[5] |
1. Оценка устойчивости пород по склонности к вывалообразованию
где: S – показатель устойчивости;
f = 5 – коэффициент крепости пород по шкале Протодъяконова;
KM – коэффициент характеризующий степень трещиноватости пород (определяется величенной модуля относительной трещиноватости MT);
где: B = 2,8 – пролёт выработки вчерне, м;
LT = 0,3 – среднее расстояние между трещинами.
По величине модуля относительной трещиноватости MТ = 9,3 коэффициент КМ = 8,3.[1]
KW = 0,5 – коэффициент ослабления пород при их увлажнении;[1]
KR = 1,5 – коэффициент шероховатости поверхности;
KJ = 0,8 – коэффициент учитывающий степень вторичного изменения пород;
Ka = 1,5 – коэффициент учитывающий ориентировку выработки относительно наиболее развитой системы трещин;
KN = 4 – коэффициент учитывающий количество систем трещин;
KT = 2 – коэффициент учитывающий раскрытие незаполненных трещин;
KA = 1 – коэффициент характеризующий заполнитель трещин.
Показатель устойчивости S = 2,32 – породы по категории устойчивости относятся к III группе – средне устойчивые. Коэффициент структурного ослабления KC = 0,3 допустимое время обнажения 10-15 суток.
1. В кровле выработки:
где: K1 =2,0 – коэффициент концентрации напряжений на контуре от проведения выработки;[1]
K2 =1,6 – коэффициент концентрации напряжений на контуре от очистных работ;[1]
K3 =1 – коэффициент концентрации напряжений на контуре от карьера;
=20 – объёмный вес пород, кН/м3;
H = 300 – глубина заложения выработки, м;
KД = 0,9 – коэффициент учитывающий длительность действия напряжения;
KC = 0,3 – коэффициент структурного ослабления;
сж.обр. = 50 – прочность породы при сжатии, МПа.
По фактору напряженности массива породы относятся к III группе – породы средней устойчивости. Допустимое время обнажения 10-15 суток.
Исходя из этого к расчёту принимается крепь КШСНБ-I – железобетонные штанги длиной 1,8 м с расстановкой по сетке 1,0х1,0м, металлическая сетка с ячейкой не более 10х10 см, с торкретбетоном толщиной до 3 см. Отставание от забоя до 30 м.
В таблице 1 приведены основные геометрические параметры выработки.
Таблица 1
|
№ п/п |
Показатель |
Ед. изм |
Величина |
|
1 |
Ширина выработки в чернее |
м |
2,8 |
|
2 |
Ширина выработки в свету |
м |
2,74 |
|
3 |
Высота выработки |
м |
2,74 |
|
4 |
Периметр выработки |
м |
7,32 |
|
5 |
Площадь выработки в свету |
м2 |
6.89 |
|
6 |
Площадь выработки в чернее |
м2 |
7,11 |
|
7 |
Размеры канавки |
м |
0,4x0,5 |
Исходя из выше приведенных данных максимальная пропускная способность выработки по расходу воздуха составляет:
где: Sсв =6,89 – площадь поперечного сечения выработки в свету, м2;
VВ = 8 – максимально допустимая скорость движения воздуха по выработке, м3/c;
1. Расчётная нагрузка по условию сводообразования на 1 м длины выработки:
где: KН = 1,22 – коэффициент учитывающий уровень и концентрацию напряжения выработки;
=20 – объёмный вес пород, кН/м3;
a = 1,4 – полупролет выработки вчерне, м;
f = 5 – коэффициент крепости пород по шкале Протодъяконова;
KC = 0,3 – коэффициент структурного ослабления.
2. Расчётная нагрузка по условию сводообразования на 1 м2:
2. Определения вывала по условию сводообразования:
1. Расчет несущей способности анкерного стержня:
где: kН = 1,2 – коэффициент неравномерности распределения нагрузки;
Pшт – нагрузка приходящаяся на одну штангу, кН;
где: KН = 1,22 – коэффициент учитывающий уровень и концентрацию напряжения выработки;
a1= 1 – расстояние между штангами, м;
lт = 0,93 – мощность нарушенного слоя, м;
= 20 – объёмный вес пород, кН/м3.
Принимаю диаметр стержня dст = 12 мм, А-II.
где: Fнт – площадь сечения стержня, м2;
где: rнт = 0,006 – радиус сечения стержня анкера, м.
Rp = 280 – расчётное сопротивление материала стержня растяжению, МПа;[7]
my = 0,85 – коэффициент условия работы.
2. Расчёт несущей способности стержня штанги из условия прочности его закрепления по бетону:
где: dст = 0,012 – диаметр стержня анкера, м;
1 = 12 – удельная прочность закрепления стержня в бетоне, МПа;[4]
lз =0,15 – расчётная длина заделки, м;
ki = 1 – поправочный коэффициент на длину заделки;
my = 0,8 – коэффициент условия работы замка;
3. Расчет несущей способности замка из условий его сдвига относительно стен скважины:
где: dскв =0,042 – диаметр шпура, м;
t2 =1,5 – удельное сопротивление бетона сдвигу относительно стен скважины, МПа;[4]
lз =0,15 – расчётная длина заделки, м;
my1 = 0,9 – коэффициент условия работы замка.
4. Расчёт длины стержня анкера:
где: lз =0,1 – расчётная длина заделки, м;
lm = 0,93 – высота возможного вывала по условию сводообразования, м;
lп = 0,1 – длина выступающей части анкерного стержня, м.
Так как величина замковой части стандартного анкера больше расчётной величины, оставляем длину анкера неизменной и равной 1,8 м.
5. Расчёт количества анкеров на один метр выработки:
где: Pг = 63,76 – расчётная нагрузка, кН;
Rmin = 21,37 – несущая способность одного анкера, кН;
Принимаю количество анкеров 3 шт. Расстановка анкеров осуществляется по сетке 1,0x1,0 м.
6. Определения количества набрызгбетона для крепления 1 м выработки:
где: Pвч = 7,385 – периметр выработки вчерне, м;
d = 0,05 – толщина набрызгбетонного покрытия, м.
Таким образом, согласно толщина набрызгбетонного покрытия составит 50 мм. Для крепления 1м. выработки по расчёту требуется 0,36 м3. набрызгбетона. С учётом отскока набрызгбетона от стен и свода расход бетона увеличивается на 20% и составляет 0,43 м3 на 1 м. Для приготовления состава набрызгбетонной смеси следует применять щебень наибольшей крупности 5 мм. Рекомендуемое соотношение цемент-щебень 1:3, песок-цемент 3:1.
Используется портландцемент марки М300 (расход цемента 350кг на 1м3 смеси).
где: Pc – допустимая нагрузка на сетку, кПа;
Pp – давление на сетку, создаваемое силами распора в несущем породном своде, кПа;
Pn – давление на сетку от вывала пород между штангами, кПа.
где: n1 = 4 – число несущих проволок сетки;
σp = 230 – допустимое сопротивление проволоки на разрыв, МПа;
F = 1,96·10-5 – площадь сечения одной проволоки, м2;
A = 0.1 – провес сетки между штангами, м;
a1 = 1 – расстояние между анкерами, м.
где: p – расчетная нагрузка на породный свод, кПа;
Ka = 0,3 – коэффициент бокового распора , зависящий от упрочняющего действия анкеров;
σ1 = 3,84 – максимальное сжимающее напряжение в породном своде от действия единичной нагрузки;
условие выполняется. Принимаю сетку с размером ячейки 10х10, диаметром проволоки 6 мм.
Проходка ведется буровзрывным способом. Бурение шпуров забоя осуществляется бурильной машиной СБУ-2М и глубина заходки составляет 1,5 м. Бурение шпуров для установки железобетонных анкеров осуществляется телескопическими перфораторами ПТ-29М, диаметр шпуров 42 мм. Место бурения и способ заряжания шпуров определятся паспортом буро-взрывных работ. После взрывания осуществляется проветривание забоя. После чего производиться осмотр забоя. Бурение шпуров под анкеры осуществляется с развала породы. После бурения шпуров устанавливают сетку, нагнетают цементно-песчаную смесь с ускорителями твердения в ранее созданные шпуры и заводятся анкера. Когда цементно-песчаная смесь набирает необходимую прочность, производится натяжение. Анкера устанавливают с шагом по сетке 1,0х1,0 м, длиной 1,8 м. В качестве ускорителя твердения применяется хлористый кальций. Время схватывания 90 мин. Крепление выработки анкерами ведётся с отставанием от забоя не более 3 м. Торкрет бетонирование осуществляется с отставанием от забоя 20 м.
После установки крепи осуществляется уборка породы уборочными машинами 2ПНБ-2 с погрузкой породы в вагонетки, укладка временных и постоянных рельсовых путей, прокладка трубопроводов, наращивание вентиляционного става и прочие работы. Затем цикл работ повторятся.
1. Геомеханика: Методическое указание к курсовому проекту /СПб. Горный институт. А.Г. Протосеня, Ю.Н. Огородников 1999. 33с.
2. Механика подземных сооружений и конструкций крепей. И.В. Баклашов, Б.А. Картозия Учеб. Для вузов. – 2-е изд., М.: Недра 1992.-543с.
3. Баклашов И.В, Тимофеев О.В. Конструкции и расчет крепей и обделок.
М.: Недра, 1979. 263 с.
4. Вяльцев М. М. Технология строительства горных предприятий в примерах
и задачах. М.: Недра, 1984. 129 с.
5. Справочник инженера-шахтостроителя/Под ред. В.В. Белого. М.: Недра,
1989 . Т 2.