Сооружение тоннеля, возводимого горным способом

Кафедра «Тоннели и метрополитены»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

СООРУЖЕНИЕ ТОННЕЛЯ, ВОЗВОДИМОГО ГОРНЫМ СПОСОБОМ

Выполнил:                                                                        Студент группы ТМ-503

            Егоров Г.Д.

Руководитель:                                                                                 Кавказский В.Н.

Санкт-Петербург

2008

Содержание

1. Задание на курсовое проектирование. 3

2. Производство работ по сооружению тоннеля. 3

2.1. Выбор и обоснование методов производства работ. 3

2.2. Организация работ на участке 3. 5

2.2.1. Обоснование способа проходки и технологическая схема организации работ. 5

2.2.2. Определение параметров буровзрывных работ. 6

2.2.3. Временное крепление выработки. 10

2.2.4. Расчет параметров проходческого цикла. Циклограмма. 18

2.2.5. Расчет электровозной откатки. 27

2.2.6. Расчет вентиляции выработки. 30

2.2.7. Технология возведения тоннельной обделки. 32

3. Мероприятия по технике безопасности и охране труда. 33

4. Список использованной литературы.. 34

1. Задание на курсовое проектирование

Исходные данные: курсовой проект «Основные элементы тоннеля, возводимого гонным способом».

Разработать для одного из участков тоннеля проект производства работ.

Составить сменный график работ (циклограмму). Составить график работ по сооружению всего тоннеля.

Проект производства работ разрабатываем для участка №3.

Протяженность участка 440 м.

Участок расположен в сланцах глинистых, сильнотрещиноватых с коэффициентом крепости f = 2.

Объемная масса грунта: 2,4 т/м³.

Кажущийся угол внутреннего трения: φ = 65°.

2. Производство работ по сооружению тоннеля

2.1. Выбор и обоснование методов производства работ

Участок 1.

Протяженность участка 820 м.

Участок расположен в сланцах крепких, трещиноватых.

Коэффициент крепости f = 4.

Применяем новоавстрийский метод. Для начала, последовательно разрабатываем две боковые штольни комбайном и возводим временную крепь. Затем, буровзрывными работами разрабатываем калотту. Далее комбайном разрабатываем центральную часть сечения. Монолитную бетонную обделку возводим за один прием.

Применение данного метода наиболее рационально, так как таким же методом разрабатывается участок 3,на котором применение других методов ведения работ нерационально. Данный факт позволяет снизить количество наименований оборудования.

Сооружение данного участка тоннеля занимает 27 месяцев.

Участок 2.

Протяженность участка 700 м.

Участок расположен в андезите трещиноватом.

Коэффициент крепости f = 2.

Применяем буровзрывной метод. Разрабатываем участок сплошным забоем.

Средняя скорость проходки – 50 м/мес. Сооружение данного участка тоннеля занимает 14 месяцев.

Участок 3.

Протяженность участка 440 м.

Участок расположен в сланцах глинистых, сильнотрещиноватых. Коэффициент крепости f = 2.

Применяем новоавстрийский метод. Разрабатываем сечение тоннеля по частям с возведением временной крепи, аналогично участку 1. Бетонирование обделки ведем за один прием. Обратный свод разрабатываем комбайном и вручную.

Сооружение данного участка занимает 15 месяцев.

При производстве работ одновременно с двух порталов, тоннель будет построен за 28 месяцев.

2.2. Организация работ на участке 3

2.2.1. Обоснование способа проходки и технологическая схема организации работ

При сооружении данного участка тоннеля применяем новоавстрийский метод.

Разработку сечения тоннеля ведем по частям.

1.  Методом нижнего уступа последовательно проходим две боковые штольни.

Разработку грунта ведем комбайном КПД. Сооружаем временную крепь: - анкерную, арочную с набрызгбетоном и металлической сеткой.

2.  Буровзрывным методом разрабатываем калотту. Применение БВР связано с тем, что крепление калотты боковой выработки не может выдержать массу работающего сверху комбайна. Устанавливаем временное кремление.

3.  Методом нижнего уступа разрабатываем центральную часть выработки и часть обратного свода.

4.  Вручную разрабатываем оставшуюся часть обратного свода и бетонируем обратный свод в 2 приема.

5.  Возводим монолитную тоннельную обделку за один прием.

Разработку центральной части тоннеля ведем одновременно с буровзрывными работами в калотте с отставанием 50-60 метров. Во время заряжания шпуров и взрывания, исходя из техники безопасности, производство работ комбайном останавливаем.

2.2.2. Определение параметров буровзрывных работ

Длина комплекта шпуров:

При f =2     l_ш =  1,2 м.

Величина заходки:

 м, где:

l_ш – длина комплекта шпуров, м.

η – коэффициент использования шпуров. η = 0,8 – 0,9. Принимаем η = 0,85.

Линии наименьшего сопротивления отбойных шпуров, м:

 где:

К_з – коэффициент зажима породы. К_з = 0,7 – 0,9. Принимаем К_з = 0,8.

d – диаметр шпура, м. Принимаем d = 40 мм = 0,040 м.

Δ – Плотность взрывчатого вещества (ВВ), кг/м³

e – коэффициент работоспособности.

ω – коэффициент структуры и трещиноватости грунтового массива. Для сильнотрещиноватого массива ω = 0,8.

γ – объемная масса породы, γ = 2400 кг/м³

Выбор ВВ:

Так как f = 2, то грунт слабый.

Применяем ВВ «Аммонит ПЖВ-20».

Δ = 1,1 кг/м³

e = 1,2 – коэффициент работоспособности.

 м.

Необходимое количество шпуров в забое:

 где:

N_к – количество контурных шпуров,

N_п – количество подошвенных шпуров,

N_о – количество отбойных шпуров,

N_в – количество врубовых шпуров.

Количество контурных шпуров:

, где:

а_к = 0,8 м – расстояние между контурными шпурами.

р_к = 11,0 м – периметр по оси расположения контурных шпуров.

. Принимаем N_к = 15.

Линии наименьшего сопротивления контурных шпуров:

, м. Где

m – коэффициент сближения контурных шпуров. При f = 2,   m = 1,0.

 м.

Площадь взрыва контурными шпурами:

 м².

Количество подошвенных шпуров:

, где:

р_п = 5,05 м. – периметр по оси расположения подошвенных шпуров.

а_п = 0,8*W_о = 0,92  м. – расстояние между подошвенными шпурами.

. Принимаем N_п = 6.

Площадь взрыва подошвенными шпурами:

 м².

Количество врубовых шпуров:

Применяем щелевой вруб.

Количество врубовых шпуров: N_в = 13.

Площадь взрыва врубовыми шпурами: S_в = 1,5 м².

Количество отбойных шпуров:

, где:

q_с – удельный расход ВВ с учетом его работоспособности.

S₀ – площадь взрыва отбойными шпурами.

d – диаметр шпура.

К_зап – коэффициент заполнения шпура. При механизированном заряжании К_зап = 0,55.

Δ – плотность ВВ.

К_Δ – коэффициент уплотнения. Для патронированных ВВ К_Δ = 1,0.

, где:

e – коэффициент работоспособности ВВ. e = 1,2.

φ – коэффициент влияния плотности заряжания. При заряжании обычными патронами φ = 1,1.

ω – коэффициент структуры и трещиноватости грунтового массива. В монолитных грунтах ω = 0,8.

S – площадь сечения забоя. S = 33,57 м².

 м².

. Принимаем N_о = 19.

Общее количество шпуров:

.

Ориентировочный расход ВВ:

 кг.

Масса ВВ контурного шпура:

, где:

l_к – длина контурного шпура, м. l_к = 1,2 м.

К_к – Масса заряда в контурном шпуре. К_к = 0,2 – 0,45. Принимаем К_к = 0,35 кг.

 кг.

Масса ВВ всех контурных шпуров:

 кг.

Масса ВВ отбойного шпура:

 кг.

Масса ВВ всех отбойных шпуров:

 кг.

Масса ВВ подошвенного шпура:

 кг

Масса ВВ всех подошвенных шпуров:

 кг.

Масса ВВ врубового шпура:

 кг.

Масса ВВ всех врубовых шпуров:

 кг.

2.2.3. Временное крепление выработки

Временное крепление выработки производим анкерами, арками и набрызгбетоном с сеткой.