Срок службы, лет – 25
Крепость породы, по шк. Протодъяконова – 4
Сечение выработки в свету/в проходке, м – 14/14,8
Мощность пласта – 2,3
Категория шахты по газу – с/к
Транспортное оборудование – рельсовый путь, конвейер 1Л-80
Метановыделение – 6,7
Длина выработки, м – 1200
Скорость проведения выработки, м/мес. – 115
Макс. Кол-во людей – 7
Обводненность пласта – обводненная
Однородность пласта – сложный
Выбор типа крепи.
Горная крепь – искусственное сооружение, возводимое для предотвращения возможности обрушения окружающих горных пород в горных выработках. Конструкция крепи зависит от площади и формы поперечного сечения горной выработки, величины и характера горного давления, срока службы и других факторов.
К горной крепи предъявляются следующие основные требования: необходимо поддерживать выработку в рабочем состоянии в течении всего срока её службы, быть простой в изготовлении, экономичной, удобной для транспортирования и возведения. По сроку службы различают временные и постоянные крепи. Временные крепи возводятся, как правило, в забойной зоне до возведения постоянной крепи в породах, склонных к вывалам, крепь выполняется в виде деревянных или инвентарных облегченных металлических рам. По материалу крепи подразделяют на деревянную, металлическую, анкерную, каменную, бетонную, железобетонную (монолитную, из отдельных блоков или элементов), смешанную (комбинированную). По форме горная крепь бывает трапециевидной, прямоугольной, арочной и кольцевой; по периметру выработки – замкнутой и незамкнутой. По характеру деформируемости под действием горного давления крепь может быть жесткой, податливой и шарнирной.
Тип, размеры и материалы горной крепи должны соответствовать горно-геологическим условиям и срокам эксплуатации выработки.
Монолитно-бетонную крепь рекомендуется применять для крепления выработок с большим сроком службы и эксплуатации и при установившемся горном давлении в породах с коэффициентом крепости f от 1 до 9.
По условию курсового проекта крепость горной породы – 4, срок службы выработки – 25 лет. Для курсового проекта я выбираю монолитно-бетонную крепь.
Выбор формы и определение размеров выработки.
Выбор формы поперечного сечения производится в зависимости от конструкции и материала крепи.
Для бетонных крепей применяется сводчатая форма поперечного сечения с вертикальными стенами. Стены выработок опираются на фундаменты, параметры которых должны быть рассчитаны. В водоносных породах фундамент с одной из сторон делается водоотводная канавка. Толщина бетонной крепи зависит от размеров выработки и крепости пород. Своду выработки будут передаваться полуциркульное очертание при породах с коэффициентом крепости менее 3 и коробовое очертание при больших коэффициентах крепости.
Для своего задания я выбираю сводчатую форму поперечного сечения с прямыми стенами с водоотливной канавкой. Форма свода выбирается коробовая.
Высота верхнего строения пути определяется, мм:
где hб – высота балластного слоя – 200 мм при рельсах типа РЗЗ;
hш – высота шпалы при ее длине 1500 мм – 130 мм;
hр – высота рельса – 128 мм.
hв=200+⅓*130+128 =371 мм.
Высота от балластного слоя до головки рельса, мм:
hа=⅓*130+128 =171 мм.
Высота стенки выработки от головки рельса до пяты свода, мм:
h1=1800–hа
где 1800 – высота свободного прохода людей.
h1=1800 –171=1629 мм.
Высота стенки выработки от балластного слоя до пят свода, мм:
h2=h1+hа
h2=1629+171=1800 мм.
Так как в дальнейшем при эксплуатации горной выработки будет использоваться следующее оборудовании: ВГ-2,5, АРП-7; то исходя из габаритов применяемого оборудования и безопасных зазоров для данного оборудования, я определяю поперечные размеры своей выработки.
Ширина выработки в свету, мм:
Всв=m+АПС+р+АКС+n
где m – минимальный допустимый зазор между подвижным составом и крепью – 400 мм;
АПС – ширина габарита подвижного состава – 1050мм;
АКС – ширина габарита конвейерного става – 1020мм;
р – зазор между контурами подвижного состава и конвейерного става не менее 700 мм;
n – ширина свободного прохода людей не менее 700 мм;
Всв=400+1050+700+1020+700=3870 мм.
Высота стенки выработки от почвы, мм:
h3= h1+ hв
h3= 1629+371=2000 мм.
Ширина выработки в проходке, мм:
Вч= Всв+2*dn,
где dо – толщина стены - 200 мм.
dn=(1,25¸1,5)*d0
dn=1,5*200=300 мм.
Вч=3870+2*300=4470 мм.
Высота подъема свода (от пят до замка), мм:
hо=⅓*Всв
hо=⅓*3870=1290 мм.
Высота от почвы до замка, мм:
Н= h3+hо, мм.
Н=2000+1290=3290 мм.
Радиус осевой дуги коробового свода, мм:
R=0,692*В
Rсв=0,692*Всв=0,692*3870 =2678 мм.
Rч=0,692*Вч=0,692*4470 =3093 мм.
Радиус боковой дуги коробового свода, мм:
r=0,262*В
rсв=0,262*Всв=0,262*3870=1014 мм.
rч=0,262*Вч=0,262*4470=1171 мм.
Периметр выработки в свету, мм:
Рсв=2*h2+2,33*Всв
Рсв=2*1800+2,33*3870=12617 мм.
Периметр выработки в проходке, мм:
Рч=2*h3+2,33*Вч
Рч=2*2000+2,33*4470=14415 мм.
Площадь выработки в свету, м2:
Sсв = Всв (h2 + 0,26 Всв)
Sсв =3,87*(1,8+0,26*3,87)=10,86м2.
Площадь выработки вчерне, м2: 
Sч = Вч (hз + 0,26 - Вч)
Sч = 4,47*(2+0,26*4,47)=14,1 м2.
По условию курсового проекта сечение выработки в свету 
равно 14 м2, сечение выработки в проходке 
– 14,8 м2.
Определение нагрузок на крепь.
Горным давлением называется механическое воздействие на крепь со стороны окружающих горную выработку горных пород в результате их деформации.
Из условия моего курсового проекта определяем нагрузку на крепь по гипотезе М. М. Протодъяконова: на крепь оказывает давление порода, заключенная в свод, называемый сводом естественного равновесия Обрушение горной породы выше этого свода наблюдаться не будет.
Данная теория предполагает 2 периода проявления горного давления:
- период начального давления, характеризуется изменением первоначального напряжения состояния горных пород, и образованием свода естественного равновесия;
- период установившегося горного давления, характеризуется прекращением нарастания давления.
Свод естественного равновесия – воображаемый свод параболического очертания над кровлей выработки, на границах которой действует в основном только сжимающие напряжения, что способствует его устойчивости.
Высота свода естественного равновесия определяется, м:
в=а/f,
где а – полупролет выработки – 
м;
f – коэффициент крепости – 4.
в=1,9/4=0,5м.
Величина нагрузки на один метр крепи по длине выработки, Н/м:
Р=4/3 *а*в*γ,
где γ – объемный вес горной породы – 2,6·*103 Н/м3.
Р=4/3*1,9*0,5* 2,6*103 =3290 Н/м3.
Расчет горной крепи.
При расчете монолитно–бетонной крепи необходимо определить:
– толщину крепи в замке свода;
– толщину вертикальных стен;
– толщину и глубину фундаментов.
Толщина крепи в замке свода (d0) определяется по справочнику в зависимости от крепости горной порода и ширины выработки в свету:
d0=200мм.
Толщина свода в пяте, мм:
dn=(1,25¸1,5)*d0
dn=1,5*200=300 мм.
Толщина стен крепи, мм:
с =(1¸2)*dn
с=1,3*300=390 мм.
Ширина фундамента, мм:
в=(1¸1,5)*с
в=1,5*390=585 мм.
Глубина фундамента, мм:
m=(в–с)/0,6
m=(585 –390)/0,6=325 мм