ПРИМЕР расчета деревянной крепи.




Мощность пласта – 2,5 м

Угол наклона в выработке - 120

Срок службы – 3 года

Крепость породы, по шк. Протодъяконова – 8

Сечение выработки в свету/в проходке, м2 – 16/16,9

Категория шахты по газу – не опасная

Транспортное оборудование - рельсовый путь, ЛБ-80

Метановыделение – 1,5

Длина выработки, м - 1000

Скорость проведения выработки, м/мес - 120

Макс. Кол-во людей - 6

Обводненность пласта – обводненная

Однородность пласта – однородный

Выбор типа крепи.

Крепь горных выработок является несущей конструкцией возводимой для предотвращения обрушения окружавших выработку пород и сохранения размеров выработки на период её эксплуатации.

Тип, размеры и материал крепи должны соответствовать горно-геологическим условиям и сроку службы выработки. Стоимость сооружения и ремонт крепи за весь период её службы должны быть минимальными.

По сроку службы выработки и крепости пород целесообразно использовать деревянную крепь.

Выбор формы и определение ее прочностных размеров.

Выбор формы поперечного сечения производится в зависимости от конструкции и материала крепи, которые, в свою очередь, выбираются с учётом величины и направления горного давления, физико-механических горных пород, пересекаемых выработкой, назначения и срока службы выработки.

Для деревянной крепи выбираем прямую трапециевидную форму.

Исходя из крепости, породы относятся к конгломератам крепким на известковом цементе, крепким доломитам и известнякам с объемным весом 2,9 т/м3.

Расчет прямой трапециевидной деревянной крепи.

Высота от балластного слоя до уровня головок рельс, мм:

где hш - высота шпалы, мм

hр- высота рельса, мм

Высота от почвы выработки до уровня головок рельс, мм:

hв = hа + hб= 147 + 200 = 347 мм

где hб - высота балластного слоя - 200 мм

Высота выработки от головок рельс до верхняка, мм:

h1 - высота выработки от головки рельса до верхняка, мм:

h1 = hкп + 200 = 2000 +200 = 2200 мм

где hкп - высота подвески контактного провода от уровня головок рельс - 2000 мм:

Размер прохода людей на уровне подвижного состава, мм:

n' = n+ (h - (hэ+hа)) сtgα = 700+(1800 - (1420+147)) сtg800 = 742 мм

где n - размер прохода на высоте h=1800 мм от уровня балластного слоя (700 мм.);

hэ - высота электровоза (вагонетки) от головки рельсов;

α - угол наклона стоек крепи - 80°

Ширина выработки в свету на уровне подвижного состава, мм:

Всв = m + А + А + k + n' = 200 + 1050 + 1020 + 250 + 742 = 3262 мм

где m - размер зазора на уровне подвижного состава от стенки выработки;

А - ширина подвижного состава (электровоза);

А - ширина става конвейера;

к – зазор между подвижными составами 250 мм.

Ширина выработки в свету по кровле, мм:

L1 = Всв – 2 (h2 – hэ) сtgα = 3262 – 2 (2347 - 1420) сtg800 = 2928 мм

Ширина выработки в свету по балластному слою, мм:

L2 = Вcв + 2 (hэ + hа) сtgα = 3262 + 2 (1420 + 147) сtg800 = 3826 мм

Площадь сечения выработки в свету после посадки, м2:

Sсв = 0,5 (L1 + L2) h2= 0,5 (2,9 + 3,8) 2,4 = 8,0 м2

где

Высота выработки от балласта до верхняка:

h2 = h1 + hа= 2200 + 147 = 2347 мм

Высота выработки от почвы до кровли, мм:

h4 = hз + d + с = 2347 + 200 + 25 = 2572 мм

где d - диаметр круглого леса, 200 мм;

с - толщина затяжки, 25 мм;

Высота выработки от почвы до верхняка, мм

hз = h1 + hв = 2200 + 347 = 2547 мм

Ширина выработки вчерне по кровле, мм:

Lз = L1 + 2d + 2с = 2928 + 2х200 + 2х25 = 3378 мм

Ширина выработки вчерне по балластному слою, мм

L4 = L2 + 2d + 2с = 3826 + 2х200 + 2х25 = 4276 мм

Площадь сечения выработки вчерне, м2:

Sч = 0,5 (Lз + L4) h4 = 0,5 (3,4 + 4,3) 2,6 = 10 м2

Для обеспечения безопасных расстояний между установленным оборудованием согласно правил безопасности необходимо иметь площадь сечения выработки вчерне 10 м2, в свету 8 м2, что меньше заданных по условиям, поэтому принимаем заданные площади 16 м2 в свету и 16,9 м2 вчерне, при фактических размерах выработки, принимаем:

Высота выработки от головок рельс до верхняка h= 3100 мм;

Ширина выработки в свету на уровне подвижного состава 4800 мм;

Высота выработки от почвы до верхняка фактическая, мм

hзф = h+ hв = 3100 + 347 = 3447 мм

Высота выработки от балласта до верхняка фактическая, мм

h= h+ hа= 3100 + 147 = 3247 мм

Высота выработки от почвы до кровли, мм

h= hзф + d + с = 3447 + 200 + 25 = 3672 мм

Ширина выработки в свету по кровле фактическая, мм:

L1 = Всв – 2 (h- h) сtgα = 4800 – 2 (3247 - 1420) сtg800 = 4142 мм

Ширина выработки в свету по балластному слою фактическая, мм:

L2 = Вcв + 2 (h + hа) сtgα = 4800 + 2 (1420 + 147) сtg800 = 5364 мм

Площадь сечения выработки в свету после посадки фактическая, м2:

Sсв = 0,5 (L1 + L2) h2= 0,5 (4,1 + 5,4) 3,3 = 16 м2

Ширина выработки вчерне по кровле фактическая, мм:

Lз = L1 + 2d + 2с = 4142 + 2х200 + 2х25 = 4592 мм

Ширина выработки вчерне по балластному слою фактическая, мм

L4 = L2 + 2d + 2с = 5364 + 2х200 + 2х25 = 5814 мм

Площадь сечения выработки вчерне фактическая, м2:

Sч = 0,5 (Lз + L4) h4 = 0,5 (4,6 + 5,8) 3,7 = 16,9 м2

Определение нагрузки на крепь

Горные породы земной коры под воздействием веса выше, лежащих толщ находятся в состоянии напряженного равновесия. Это объясняется тем, что породы нетронутого горными работами массива земной коры не могут перемещаться или изгибаться без влияния каких - либо внешних воздействий.

При проведении горной выработки в таком массиве происходит сложное перераспределение напряжений во времени и пространстве.

Эти новые напряжения вызывают деформацию горных пород, окружающих выработку. В зависимости от величины и характера распределения напряжений и прочности окружающих пород, обнаженные породы могут переходить в новое состояние равновесия без разрушений и с разрушениями. Рудничная крепь, препятствуя обрушению горных пород, будет воспринимать на себя горное давление.

Высота свода естественного равновесия, м:

= 0,3 м,

где а - полупролет выработки;

f - коэффициент крепости

= = 2,1 м

Величина нагрузки на 1м крепи, н/м:

= 0,97 н/м,

где γ - объёмный вес горной породы - это значение берётся из таблицы 2.1 «Методических указаний»

Расчёт горной крепи

Верхняк рассматривается как балка на двух опорах испытывающая действие изгибающего момента от горного давления. При использовании теории свода величина максимального момента изгиба равна, Н*м:

Н*м

где n = 1,2 - коэффициент перегрузки,

L - расстояние между крепёжными рамами м;

L = 4,7 м

Ра - несущая способность крепежной рамы;

Диаметр верхняка из круглого леса, см:

= 29,9 см

где - предел прочности древесины на изгиб - 1 х104 Н;

Расчетный диаметр верхняка приводится к стандартному ближайшему большему диаметру: 0,12; 0,16; 0,2; 0,24; 0,28; 0,32 м.

Принимаем стандартную величину диаметра 0,32 м.

Диаметр стоек принимаю равным диаметру верхняка.

Сплошная затяжка выполняется деревом (доска 25 мм), пустоты между затяжкой и горным массивом забучиваются мелкой породой.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-03-15 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: