Проведение капитальных выработок

5.1. Определение размеров поперечного сечения

Размеры поперечного сечения выработки определяется на основании расчета по минимально допустимым зазорам и по максимально допустимой скорости движения воздуха.

Площадь поперечного сечения конвейерного штрека по минимально допустимым зазорам  составляет S_пр = 13,3 м². В выработке находятся ленточный конвейер с шириной става 1467 мм, МПД для дизелевоза с габаритами 900*1100 мм и подвесной ленточный перегружатель, который располагается над лентой. С учетом всего этого оборудования минимальная ширина выработки составит 4167 мм, а высота – 3000 мм.

Принимаем В_пр=4800 мм, высота 3200 мм, сечение выработки прямоугольное. Сечение выработки вчерне равняется S_вч=15,36 м².

Конвейерный штрек крепится металлической анкерной крепью и с учетом этой крепи S_св=13,95 м².

Проверка расчетного сечения конвейерного штрека по предельно допустимой скорости  движения воздуха (м/с):

                                                        ,                 (5)

где Q – количество воздуха проходящего через  эту выработку, м³/мин.

                                               м/с.         

0,5 м/с < 2,49 м/с < 6 м/с.

Сечение выработки позволяет соблюдать по ПБ скорость движения воздуха.

5.2. Расчет сопротивления пород кровли сжатию

Сопротивление определяется по формуле [6]:

                                       ,                                                                   (5.1)

где R_с1, R_с1, R_сn – сопротивление пород сжатию различных слоев пород;

       m₁,m₂,m_n – мощности различных слоев пород;

       К_с=0,4 – коэффициент, учитывающий дополнительную нарушенность кровли    трещиноватостью.

 МПа.

5.3. Определение ожидаемого смещения пород кровли

В пластовых выработках, проводимых в массиве и погашаемых лавой, величина расчетных смещений U_n кровли определяется по формуле [6]:

                                         ,                                (5.2)

где U_м − смещение пород кровли в выработках, проводимых в массиве и поддерживаемых весь   срок службы вне зоны влияния очистных работ.

                                            , (5.3)

где U_Т=50 мм – типовое смещение пород кровли [6];

  К_а − коэффициент, учитывающий расположение выработки, К_а=1;

  К_ш − коэффициент, учитывающий ширину выработки:

  К_в − коэффициент, учитывающий влияние других смежных выработок, К_в=1;

  К_а=0,9 − коэффициент, учитывающий степень связывания и упрочнения пород анкерами АСП (длина закрепления 0,5 м);

U_Л =52 мм − расчетное смещение пород кровли в период влияния опорного давления, в зависимости от Н и R_с  [6]);

 К_к=1 − коэффициент, учитывающий обрушаемость основной кровли.

 мм.

 мм.

    В условиях горного давления средней интенсивности и при втором типе кровли Ра определяем  по номограмме [6].

Р_а=65 кН/м², L_а=2,3 м.

5.4. Расчет анкерной крепи

При проектировании анкерной крепи расчетную несущую способность следует принимать по минимальной прочности стержней на разрыв или минимальной прочности их закрепления в скважине на длине до 1 м с учетом их уменьшения на 40% в неблагоприятных, обводненных  условиях.

Расчетная несущая способность анкера при длине закрепления 1 м и диаметре 20 мм, с учетом неблагоприятных условий:

 кН.

Для крепления принимаются 5 анкеров в ряд (n_ак=5).

Определение расстояния между рядами анкеров (м):

                                                    ,          (5.4)

где а_анк – расстояние между рядами в кровле, м;

n_ак – число анкеров в ряду в кровле, шт.

м.

Сравнение расчетного шага установки анкеров по условию интенсивности горного давления с требуемым по условию   минимальной плотности установки анкеров П_к:

Так как кровля неустойчивая П_к=1 анк/м².

                                        м                                (5.5)

5.5. Расчет параметров крепи в боках выработки

В качестве критерия интенсивности горного давления для определения необходимости установки и расчета параметров анкерной крепи в боках выработок [6] следует принимать степень относительной напряженности пород и пласта, расположенных в их боках, определяемую по формуле:

                                                  ,       (5.6)

где γ − средний объемный вес пород , принимаемый равным 0,025 МН/м³;

R_С.Б − расчетное сопротивление слоев, пласта и пород в боках на сжатие, МПа;

К_В − коэффициент концентрации напряжений в боках от проходки выработок, К_В=1,5;

К_ВЛ=1,47 − коэффициент увеличения напряжений в боках выработок от других выработок;

К_О − коэффициент увеличения напряжений в боках выработок и сопряжений при расположении их в зоне влияния опорного давления от очистных работ:

                                         ,                                (5.7)

где l_ц – ширина целика, м;

К_{0 max} принимается равным 3 при породах второго типа.

                                   .                                (5.8)

 МПа.

В условиях, где напряжение пород в боках меньше 1 (σ_б< 1), крепление боков анкерной крепью не предусматривается, за исключением острых углов сопряжений, особенно в капитальных выработках с длительным сроком службы.

Принимаются анкера АСП (L_а=2,4 м) диаметром 20 мм, закреплением 1 м со стандартной резьбой М20 из стали Ст3, шаг крепления 0,8 м,  5 анкеров в ряд, крепление производить на две ампулы АП-33. Длина верхняка – 4,5 м. Предусматривается перетяжка кровли решетчатой затяжкой.

5.6. Характеристика принятого оборудования

Таблица 5.1

Характеристика комбайна КСП-33