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 _______________________
(наименование дисциплины согласно учебному плану)
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Тема: составление паспорта крепления двух путного квершлага______
_________________________________________
Автор: студент группы ГС-98-2 _______ / Кирилловский М. А /
(подпись) (Ф.И.О)
ОЦЕНКА: __________________
Дата: ______________________
ПРОВЕРИЛ:
Руководитель проекта __доцент ___________ /Тимофеев О.В./
(должность) (подпись) (Ф.И.О)
Санкт-Петербург
-2001-
Министерство образования Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В.Плеханова
(технический университет)
УТВЕРЖДАЮ
Заведующий кафедрой
проф. Протосеня А.Г.
<<______>> _____________2001г.
Кафедра СГП и ПС
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине геомеханика_________________________
(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
ЗАДАНИЕ
Студенту группы ГС-98-2 Кирилловскому Максиму Александровичу
(шифр группы) (Ф.И.О)
1. Тема проекта составление паспорта крепления двух путного квершлага_____________
2. Исходные данные к проекту по индивидуальному заданию___
1. Шахта I категории по газу, количество пропускаемого воздуха 35 м3с.
2. Глубина залегания от поверхности Н=180 м.
3. Вид транспорта: электровоз контактный К10, вагонетка V=2,5 м3 ( ВГ-2,5).
4. Срок службы 6 лет.
5. Крепь металлическая кольцевая четырех шарнирная из двутавра, затяжка железобетонная.
6. Породы: плотная глина, Rсж=15 мПа, коэффициент структурного ослабления Кс=0,8; коэффициент длительной прочности =0,6, угол падения =10.
7. Горное давление: сверху pв=50 кПа; снизу pн=50 кПа; коэффициент бокового давления =0,7(1,0); ожидаемое смещение U=50 мм.
8. Прочие условия: проходка отбойными молотками.
9. УИРС. Анализ конструкций и несущей способности разных типов железобетонных затяжек.
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, двух путевого квершлага. Крепь выработки - металлическая кольцевая четырёх шарнирная из двутавра. В пояснительной записке приведена оценка устойчивости выработки, расчёт размеров и формы поперечного сечения выработки, рассчитаны усилия в элементах крепи. Приводится расход материалов на 1м выработки. При принятом двутавре №16 рассчитан шаг расстановки рам 1,2м. Проходка ведётся отбойными молотками. Погрузка породы осуществляется погрузочной машиной ППН-1 с перегружателем ПС-1 в вагонетки. Используемый транспорт – электровоз К10 и вагонетки ВГ-2,5.
The summary.
In the given course project the passport of fastening of mountain development two travelling kvershlag is made. Крепь of development- metal ring from I. In an explanatory slip the estimation of stability of development, account of the sizes and form of cross section of development, of effort in elements крепи is given. The charge of materials on 1m of development is resulted. At accepted I № 16 the step of arrangement of frames 1,2m is designed. Проходка is conducted отбойными by hammers. The loading machine carries PPN-1 out the loading of breed with PS-1 in trolleys. Used transport - electric locomotive K10 and trolleys VG-2,5.
Оглавление.
Стр.
Степень ожидаемого разрушения пород на контуре выработки под влиянием
напряжённости в массиве характеризуется показателем напряжённости. Показатель
напряжённости для боков выработки:
где =21,5 кНм3-объёмный вес плотных глин;
Н=180 м- глубина залегания выработки от поверхности;
К1=2,5- коэффициент концентрации напряжений на контуре выработки в результате его неровности;
К2=1- коэффициент концентрации напряжений на контуре выработки от влияния других выработок;
Rсж=15103 кПа- предел прочности пород на одноосное сжатие в образце;
Кс=0,8- коэффициент структурного ослабления;
=0,6- коэффициент длительной прочности.
Показатель напряжённости для кровли:
где =0,7- коэффициент бокового давления.
Так как показатель напряжённости в боках выработки больше единицы (ПВ1), будут образовываться зоны пластических деформаций, разрушение породного массива. Выработка без крепи неустойчива.
Для крепления выработки принимаю металлическую кольцевую 4-шарнирную крепь из двутавра №16.
2. Определение размеров поперечного сечения выработки и проверка по скорости движения воздуха.
Определяю размеры поперечного сечения выработки для кольцевой формы.
Ширина выработки в свету на уровне высоты людского прохода (1,8 м):
где m=250 мм- допустимый по ПБ зазор между крепью и подвижным составом при рамных конструкциях крепи; А=1350 мм- ширина подвижного состава; n=200 мм- допустимый по ПБ зазор между встречными подвижными составами; p=700 мм -минимальная ширина людского прохода.
Радиус выработки в свету:
где hпр=1800 мм- высота людского прохода. Полученное значение R=2125 мм округляю в большую сторону до типового и получаю R=2250 мм.
Высота центра окружности крепи от уровня балластного слоя:
Высота уровня балластного слоя по оси выработки:
Угол дуги окружности ниже уровня балластного слоя:
Площадь сечения выработки в пределах обратного свода:
Площадь сечения выработки в свету:
Проверка полученного сечения по скорости движения воздуха.
Скорость воздуха определяется:
где Q= 35 м/с- количество воздуха, которое необходимо пропустить через выработку (из условия).
Так как скорость воздуха меньше максимально допустимой скорости 8м/с для квершлагов (по ПБ), сечение выработки в корректировке не нуждается.
3.Расчет крепи.
3.1. Расчетная схема крепи.
р=50 кПа- вертикальное давление.
ηр- горизонтальное давление,
где η- коэффициент бокового давления, расчет веду для двух случаев: η=0,7 и η=1 (паспорт для η=0,7).
- угловая координата.
r- радиус нейтральной оси,
где d=0,16 м- высота двутавра №16.
В следствии симметричности нагрузки расчет достаточно произвести для одного участка АВ.
3.2. Расчет для случая η=0,7.
Максимальный изгибающий момент Мmax в сечении =60:
|
Угловая координата , |
0 |
15 |
30 |
45 |
60 |
75 |
90 |
|
Значение М, кНм |
0 |
-1,34 |
-4,72 |
-8,43 |
-10,18 |
-7,8 |
0 |
Продольная сила в сечении =60:
|
Угловая координата , |
0 |
15 |
30 |
45 |
60 |
75 |
90 |
|
Значение N, кН |
99,03 |
100,78 |
105,43 |
111,39 |
116,5 |
118,68 |
116,5 |
Для =0,7 получаю Мmax=10,18 кНм, Nmax=118,68 кН.
Характеристики двутавра №16:
Момент сопротивления по оси х: Wx=109 см3; площадь поперечного сечения: F=20,2 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;
- допустимое напряжение, для стали марки 5 =240103 кПа.
Минимальное число рам на метр:
.
Максимальный шаг расстановки рам:
Принимаю шаг расстановки рам 1,2 м.
3.3. Расчёт для случая =1.
Изгибающий момент М в сечении =60:
|
Угловая координата , |
0 |
15 |
30 |
45 |
60 |
75 |
90 |
|
Значение М, кНм |
0 |
0,003 |
0,001 |
0,003 |
0 |
0,007 |
0 |
4. Продольная сила в произвольном сечении участка АВ:
При =1 получаю:
Таким образом в любом сечении продольная сила одинакова N=116,5 кН.
6. Определение шага расстановки рам.
Минимальное число рам на метр:
.
Максимальный шаг расстановки рам:
Так как получается слишком большой шаг расстановки принимаю двутавр меньшего сечения- двутавр №12 с характеристиками: момент сопротивления по оси х Wx=58,4 см3; площадь поперечного сечения F=14,7 см2.
Минимальное число рам на метр:
.
Максимальный шаг расстановки рам:
При расчёте для двутавра №12 всё равно получается слишком большой шаг расстановки, поэтому при данном горном давлении, возможно целесообразнее использовать крепь другого типа, например анкерную крепь.
Отбойка породы ведётся отбойными молотками с подвиганием забоя за смену 2 – 2,5 м. Затем производится погрузка отбитой породы в вагонетки с помощью погрузочной машины и перегружателя. Погрузка и уборка породы ведётся под защитой временной крепи. Вспомогательные операции (наращивание труб сжатого воздуха и рельсовых путей) выполняются в начале смены.
После завершения операций по транспортировке породы переходят к возведению постоянной крепи. Металлическая кольцевая шарнирная крепь возводится следующим образом. Первым наращивается верхний прогон, а затем боковые прогоны, один конец которых опирается на вырубку ранее установленных прогонов, а другие поддерживаются временными деревянными стойками. Концы двух смежных прогонов соединяют скобой. Затем между прогонами устанавливают верхние металлические сегменты, после чего под боковые прогоны подводят взамен временных деревянных нижние металлические сегменты. После установки под прогоны сегментов постоянной крепи, временные, поддерживающие деревянные стойки выбивают. Затем кольцо расклинивают, а сегменты соседних рам соединяют металлическими стяжками. Производится затяжка креп и забутовка.
где a=0,2 м – ширина постели шпалы;
b=1,4 м – длина шпалы;
h=0,12 м – толщина;
n=2 – количество путей;
m=0,5 м – шаг укладки шпал.
где q=33,5 кг/м – погонная масса рельса Р33; n=2 – количество путей.
5.2. Расход крепёжных материалов на 1м выработки.
где l=3,4 м – длина одного сегмента крепи;
q=20,5 кг – масса 1 м профиля;
s=1,2 м – шаг расстановки рам.
где n=64 – число затяжек на кодьцо;
b=0,2 м – ширина затяжки;
h=0,05 м – толщина затяжки.
где m=5,03 кг – масса одного крепёжного элемента;
n=4 – число элементов на кольцо.
где n=4 – число уголковых стяжек на кольцо;
=5,04 кг – масса 1 м профиля.
где n=4 – число прогонов.
Железобетонные затяжки должны обладать несущей способностью не меньшей, чем деревянные, упругостью, небольшим весом и относительно низкой стоимостью.
В настоящее время известно много конструкций затяжек из обычного и предварительно напряжённого железобетона. Для снижения веса и расхода материалов железобетонные затяжки иногда делают таврового или швеллерного поперечного сечения. Поперечные сечения некоторых из них представлены на рис. Затяжки изготавливаются длиной0,5 – 1,5 м.
а)
б)
Рис. а) затяжка из обычного бетона; б) затяжки из предварительнонапряжённого железобетона различных сечений.
Наилучшими показателями обладают предварительно напряжённые затяжки б.ВУГИ, имеющие несущую способность 10 т/м2, т.е. в 2,5 – 3,5 раза большую, чем затяжки из обычного железобетона (3 – 4 т/м2), при уменьшении расхода арматуры в 2 – 3 раза. Кроме того, изготовление этих затяжек при помощи специальных машин (бетонирующих комбайнов) обеспечивает высокую производительность труда при их изготовлении и сравнительно невысокую стоимость.
Список литературы.