Тема- составление паспорта крепления двух путного квершлага

Работа добавлена на сайт samzan.net:

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 м3с.

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.

1.  Оценка устойчивости выработки...........................................................................................5
2.  Определение размеров и формы поперечного сечения выработки....................................5
3.  Расчёт крепи.............................................................................................................................6
   1.  Расчётная схема крепи.......................................................................................................6
   2.  Расчёт для случая =0,7.....................................................................................................7
   3.   Расчёт для случая =1.......................................................................................................8
4.  Технология возведения крепи..............................................................................................10
5.  Расход материалов на 1 м выработки..................................................................................10
   1.  Расход материалов на устройство постоянных путей...................................................10
   2.  Расход крепёжных материалов........................................................................................11
6.  УИРС. Анализ конструкций и несущей способности различных типов железобетонныхзатяжек.............................................................................................................................12
7.  Список литературы................................................................................................................13

1.  Оценка устойчивости выработки.

Степень ожидаемого разрушения пород на контуре выработки под влиянием

напряжённости в массиве характеризуется показателем напряжённости. Показатель

напряжённости для боков выработки:

 

где =21,5 кНм3-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=15103 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 (ПВ1), 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.

1.  Усилия в боковых шарнирах А и С:

1.  Горизонтальные усилия в верхнем и нижнем шарнирах В и D:

1.  Изгибающий момент в произвольном сечении φ участка АВ:

Максимальный изгибающий момент Мmax в сечении =60:

Угловая координата ,	0	15	30	45	60	75	90
Значение М, кНм	0	-1,34	-4,72	-8,43	-10,18	-7,8	0

1.  Продольная сила в произвольном сечении  участка АВ:

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 кНм, Nmax=118,68 кН.

1.  Эпюры изгибающих моментов и продольных сил на участке АВ:

1.  Определение шага расстановки рам.

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 =240103 кПа.

Минимальное число рам на метр:

.

Максимальный шаг расстановки рам:

Принимаю шаг расстановки рам 1,2 м.

3.3. Расчёт для случая =1.

1.  Усилия в боковых шарнирах А и С:

1.  Горизонтальные усилия в верхнем и нижнем шарнирах В и D:

1.  Изгибающий момент в произвольном сечении φ участка АВ:

Изгибающий момент М в сечении =60:

Угловая координата ,	0	15	30	45	60	75	90
Значение М, кНм	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.

1.  Эпюра продольных сил на участке АВ:

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.

1.  Технология возведения крепи.

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.

1.  Расход материалов на 1м выработки.

1.  Расход материалов на устройство постоянных путей.
2.   Деревянные шпалы:

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.

1.  Рельс Р33:

где q=33,5 кг/м – погонная масса рельса Р33; n=2 – количество путей.

1.  Щебнь крупностью 20 – 40 мм для балластного слоя 0,68 м3
2.  Порода на закладку обратного свода 2,49 м3
3.  Подкладки под шпалы 4 шт.
4.  Костыль 8 шт.

5.2. Расход крепёжных материалов на 1м выработки.

1.  Двутавра №16:

где l=3,4 м – длина одного сегмента крепи;

q=20,5 кг – масса 1 м профиля;

s=1,2 м – шаг расстановки рам.

1.  Железобетонные затяжки

где n=64 – число затяжек на кодьцо;

b=0,2 м – ширина затяжки;

h=0,05 м – толщина затяжки.

1.  Хомуты и планки:

где m=5,03 кг – масса одного крепёжного элемента;

n=4 – число элементов на кольцо.

1.  Стальной уголок 63635 мм:

где n=4 – число уголковых стяжек на кольцо;

=5,04 кг – масса 1 м профиля.

1.  Деревянные прогоны из круглого леса диаметром 20 см – 0,13 м3:

где n=4 – число прогонов.

1.  УИРС. Анализ конструкций и несущей способности разных типов железобетонных затяжек.

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.

1.  Баклашов И.В., Тимофеев О.В. Конструкции и расчёт крепей и обделок. М: Недра, 1979. 263 с.
2.  Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механика подземных сооружений и конструкций крепей: Учебник для вузов. М: Недра, 1984. 415 с.
3.  Покровский Н.М. Комплексы подземных горных выработок и сооружений: Учебное пособие для вузов. М: Недра, 1987. 248 с.
4.  Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. М: Недра, 1976. 400 с.
5.  Проведение и крепление горных выработок. Бокий Б.В., Зимина Е.А., Смирняков В.В., Тимофеев О.В. М: Государственное научно-техническое изд. Литературы по горному делу, 1963. 558 с.
6.  Справочник по креплению горных выработок. М.Н. Гелескул, В.Н. Хорин, В.С. Киселёв, Н.П. Бушев. М: Недра, 1976. 508 с.
7.  Технология строительства подземных сооружений. Строительство горизонтальных и наклонных выработок. Н.Д. Насонов, В.И. Ресин, М.Н. Шуплик, В.А. Федюкин. М: Изд. Академии горных наук, 1998. 318 с.

1. Курсовая работа- Домашнее чтение в обучении английскому языку на среднем этапе его изучения.html
2. Общая характеристика искусства Древней Руси
3. Церковь Посвящается Бобру1 От издателей Эти
4. реферату- Махатма ГандіРозділ- Різне Махатма Ганді Багато хто вважає найвизначнішою постаттю ХХ століття
5. Прийди до мене брате в Москов
6. ~~н ж~не Хань империялары арасында~ы геосаяси м~селелер ~~ндар мемлекеті б
7. і. Розділ V. Злочини проти статевої свободи та статевої недоторканості особи
8. на тему- ldquo;Активне довголіттяrdquo; Дослідженнями вченого І
9. Расчёт календарно-плановых нормативов и технико-экономических показателей участка серийной сборки
10. А классе МБОУ Листвянская СОШ на 20132014 учебный год Классный руко
11. История мировой культуры
12. Лабораторная работа 16 Тема- Исследование свойств тройного интеграла с помощью среды Mtlb
13. 1 Психологічна характеристика особистості засуджених та їх адаптаційних можливостей
14. Эрмитаж на Амстеле
15.  Word. Оказавшись в новой среде Word сохранив мощь своего DOSовского собрата приобрёл и новые характерные для Windo
16. РЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Одеса ~.
17. Масляный насос
18. Тема 8- Становление и развитие органов внутренних дел Российской Федерации Обсуждено на заседан
19. СОШ 1 гГурьевска Калининградской области Урок географии
20. 05032014 1 Реєстрація особи для проходження зовнішнього незалежного оцінювання зовнішнього оцінювання зд

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе