Определение ширины выемочного столба при добыче из коротких очистных забоев односторонними заходками

Контрольная работа

по дисциплине «Гидротехнология»

Выполнил: ст.гр.

Проверил:

доц., к.т.н. Коряга М.Г.

Новокузнецк

Определение углов заложения подготовительных выработок участка подземной гидродобычи

Угол наклона параллельного, аккумулирующего и вентиляционного штреков для самотечного гидротранспорта определяется как угол между осью выработки и линией простирания пласта, град:

α – угол падения пласта, град;

δ – угол наклона выработки относительно горизонтальной плоскости, град;

Угол наклона оси выработки относительно горизонтальной плоскости, обеспечивающий самотечный гидротраспорт определяется как:

δ = arctg i, (i = 0,05 ÷ 0,07)

- при самотечном транспорте по желобам:

i = sin δ=0,05-0,06 (δ = arctg0,05 = 2,86⁰, δ = arctg0,06 = 3,43⁰);

- при самотечном транспорте по почве:

i = sin δ=0,07-0,08 (δ = arctg0,07 = 4⁰, δ = arctg0,08 = 4,57⁰).

Таблица 1 – Определение угла заложения штреков с самотечным гидротранспортом угля

При проведении выемочных печей комбайном выемка по падению допустима при угле падения до 13⁰ – 15⁰. При больших значениях угла выемочные печи проводят диагонально. Угол между осью диагональной выемочной печи и линией простирания пласта не должен превышать угла Ψ₁ значение которого определяется из выражения:

С увеличением угла падения пласта угол Ψ₁ уменьшается, а длина выемочных печей возрастает. Эксплуатационными испытаниями установлено, что при величине угла между осями аккумулирующего штрека и выемочной печи менее 45⁰ – 50⁰, т.е. при угле падения пласта более 23⁰ – 25⁰ применение схемы отработки яруса из выемочных печей нецелесообразно.

Длина выемочной печи при известной высоте яруса определяется из выражения:

где h_я – наклонная высота яруса (этажа) принимается согласно выбранной системе разработке, м (100 м);

b_я – ширина межъярусного (межэтажного) целика, м (при этажной системе разработке равна нулю);

а_ш – ширина межъярусного (межэтажного) целика (вентиляционного или аккумулирующего) штрека, м (10 м);

Рисунок 1 - Система разработки длинными столбами по простиранию с гидравлической или механогидравлической выемкой угля в коротких очистных забоях (заходках) из выемочных печей, пройденных по восстанию пласта

Рисунок 2 - Система разработки длинными столбами по простиранию с гидравлической выемкой угля в коротких очистных забоях (заходками) из диагональных выемочных печей

Определение ширины выемочного столба при добыче из коротких очистных забоев односторонними заходками

Минимальная ширина выемочного столба b_min определяется из условия обеспечения его устойчивости (рис) и рассчитывается по формуле разработанной на основе экспериментальных исследований по установлению зон запредельного состояния угольного массива в целиках от 5 до 16 м, при глубине горных работ до 350 м.

h _в – высота выработки, м;

Υ _t1 – Функция ползучести, учитывающая изменение свойств угольного массива во времени принимается равной Υ _t1 = 2,39;

k – коэффициент концентрации напряжений принимается равным К=3;

γ_п – плотность горных пород принимается равной 2,5 т/м³;

Н – глубина горных работ, м;

F ₁ – коэффициент учитывающий отношение упругой деформации к полной при деформировании угля до разрушения:

- для слабых углей F ₁ = 0,7;

- для прочных углей F ₁ = 0,6;

- способных накапливать упругую энергию, F ₁ = 0,8;

σ_{сж у} – предел прочности угля на одноосное сжатие, т/м²;

f_у – коэффициент крепости угля принимается равным f_у =1;

m – мощность угольного пласта, м;

d₁ и d₂ – коэффициента, учитывающие трещиноватость угольного массива, d₁=0,5 и d₂=1,5;

l_я – размер несущего ядра в выемочном столбе, м, который следует принимать

В случае если l_я ≤ 0 рекомендуется принимать l_я ≥ h _в;

Рисунок 1 – Минимальная ширина выемочного столба