Формы поперечного сечения горных выработок.
Если мысленно разрезать горную выработку плоскостью, перпендикулярной к ее продольной оси, получим поперечное сечение горной выработки.
Форма поперечного пересечения горизонтальных выработок устанавливается в соответствии с физико-механическими свойствами пород и состояния пород, по которым они проводятся, величины и направления горного давления, срока службы и принятой конструкции крепи. Если выработку не крепят, ей придаётся форма поперечного пересечения, которая приближается к форме свода естественного равновесия.
Рис.4 Формы поперечного сечения подземных горных выработок.
Прямоугольная форма (а) чаще всего используется при отсутствии бокового давления пород и в тех случаях, когда выработки крепятся деревянной, штанговой (анкерной) или смешанной крепью (бетонные стенки и перекрытия из металлических балок).
Трапециевидная сечение воспринимает как вертикальное, так и боковой давление. При этой форме выработки обычно крепят деревом, металлом, сборным железобетоном (б). Распространено при проведении нарезных выработок.
Полигональная форма принимается в том случае, когда выработки крепят железобетоном, реже — для усиления трапециевидной деревянной крепи (в).
Сводчатую форму применяют при каменной или бетонной крепи. При этом свод бывает трехцентровый (коробовый) и полуциркульный с прямолинейными или криволинейными стенами (г).
|
|
|
Арочное сечение используется при наличии вертикального и бокового давления горных пород (д). Обычно выработки крепятся металлическими арками разных конструкций.
Круглая форма наиболее подходит при наличии всестороннего давления (е). В этом случае выработки крепят сборными железобетонными элементами, бетоном или металлическим креплением. Углеспускные скважины могут вообще не крепиться. Если один из компонентов горного давления значительно больше других, используется эллипсоидное сечение (ж, з).
Факторы, влияющие на выбор формы поперечного сечения горных выработок.
На выбор технологических схем для проведения горных выработок влияют горно-геологические и производственно-технические условия. К горно-геологическим факторам относят: мощности угольного пласта и пород, по которым проводят выработку, угол падения пласта, крепость угля и вмещающих пород, устойчивость и газоносность, склонность к внезапным выбросам, водообильность и др. Производственно-технические факторы: площадь сечения выработки в свету и вчерне, ее протяженность, срок службы выработки, характер забоя (угольный, смешанный или породный), необходимые скорости проведения, возможные виды доставки извлекаемой горной массы, материалов и оборудования в забой.
|
|
|
Горно-геологические факторы имеют определенное значение при выборе одного из двух распространенных и принципиально различных способов проведения выработок — комбайнового или буровзрывного и соответствующих этим способам технологических схем. При выборе исходят из современного состояния горной техники с учетом уже выпускаемых и осваиваемых в ближайшие годы серийным производством машин и оборудования. Так, для угольных и углепородных забоев с коэффициентом крепости присекаемых пород до 6 и при их площади до 70% забоя обычно ориентируются на комбайновый способ проходки и соответствующие технологические схемы. В других условиях, например, в чисто породных забоях с коэффициентом крепости > 8 пока еще планируют применение технологических схем с буровзрывным способом разрушения пород.
Склонность угля и пород к внезапным выбросам при проведении выработок смешанным забоем предопределяет, в связи с запрещением в этих условиях взрывных работ по углю, применение технологических схем с выбуриванием угольного пласта.
Производственно-технические факторы также имеют важное значение, непосредственно влияя на выбор схем производства работ и оборудования для проведения выработки, принятую интенсивность выполнения операций и степень их совмещения в забое. Так, при малой протяженности выработок целесообразно применение относительно более легких проходческих машин. При большой протяженности выработок наиболее эффективно использование тяжелых видов оборудования и технологических схем, обеспечивающих высокие скорости проведения выработок.
|
|
|
Рассмотрим более подробно влияние основных факторов на выбор технологических схем.
Крепость пород имеет решающее значение для выбора комбайнового или буровзрывного способа проведения выработки и, следовательно, на подбор конкретного оборудования. С учетом крепости пород при комбайновом способе проходки выбирают тип комбайна, а при буровзрывном способе — тип бурильных, погрузочных и других машин.
Мощность пласта непосредственно определяет структуру забоя подготовительной выработки — пройдет выработка по однородным или неоднородным породам. Однако, исходя из задач выбора технологических схем и средств механизации проведения выработок на угольных шахтах, целесообразно по виду забоя разделять выработки не как обычно принято на две группы (с однородными и неоднородными породами), а на три группы: выработки с полностью угольным забоем, выработки со смешанным углепородным забоем, выработки с полностью породным забоем.
|
|
|
В полностью угольных забоях мощность пласта определяет высоту и сечение выработки, а следовательно, и тип необходимых комбайнов (проходческих или нарезных), транспортное и другое оборудование.
Газоносность и склонность пластов к внезапным выбросам газа, угля и породы являются важнейшими горно-геологическими факторами, влияющими на выбор способов проведения выработок, оборудования и технологических схем организации работ.
В связи с переходом к разработке более глубоких горизонтов усложняются условия проведения горных выработок.
На сверхкатегорных по газу шахтах необходимо осуществлять мероприятия по предварительной дегазации пластов, профилактические мероприятия, предусмотренные правилами безопасности при проведении выработок в условиях шахт, опасных по внезапным выбросам угля, газа и породы (бурение опережающих скважин, образование по контуру выработки разгрузочных щелей-врубов, производство сотрясательного взрывания), применять специальное оборудование и организацию работ при проведении выработок в этих условиях, резко отличающуюся от обычной.
Обводненность забоя и выработки имеет наиболее существенное значение при проведении наклонных выработок сверху вниз, так как с увеличением угла наклона выработки наличие водопритока все более усложняет процесс погрузки горной массы, способствуя спрессованию породы, и затрудняет выполнение всех других процессов в забое выработки, в частности, бурение шпуров, возведение крепи и др. В связи с этим целесообразно провести предварительное полное водоподавление в забое выработки теми или другими способами в зависимости от источников водопритока, а также устройство промежуточных водосборников для перехвата воды с тем, чтобы можно было вести работы в осушенном забое выработки.
Исходя из изложенного, по фактору водопритока выработки можно разделить на две группы:
• с притоком до 5 м3/ч, позволяющим производить работы в практически сухом забое;
• с притоком более 5 м3/ч, требующим в забое специальной водоотливной установки.
Производственно-технические факторы, оказывающие влияние на выбор технологических схем производства и организацию работ, а также на выбор соответствующего оборудования, следующие: протяженность, форма, размеры сечения и скорости проведения выработки.
Если горно-геологические факторы в значительной мере являются критериями, с которыми должны быть увязаны технические возможности способов производства работ и оборудования, то производственно-технические факторы в большей мере влияют на выбор варианта организации работ и технико-экономические показатели проведения выработки.
Так, изменение протяженности выработки может корректировать возможные по горно-геологическим условиям способы производства работ и принятый вид оборудования, особенно если в этих условиях допустимо применение различных типов оборудования.
Скорость проведения выработки также оказывает значительное влияние на выбор оборудования и технологических схем организации работ. Как правило, увеличение скорости проходки выработок приводит к улучшению технико-экономических показателей проходки, так как при этом уменьшается число выработок, находящихся в проходке, и увеличивается степень концентрации проходческих работ, улучшается использование оборудования и повышается производительность труда проходчиков.
Вместе с тем, увеличение скорости проведения выработок связано с более интенсивным выполнением как основных, так и вспомогательных операций проходческого цикла и с высокой степенью их совмещения во времени, а, следовательно, и с использованием в забое большего количества оборудования и обслуживающих его людей. Очевидно, что повышение интенсивности производства работ и возможности размещения в забое необходимого количества людей и оборудования имеют определенные пределы и целесообразны до тех пор, пока увеличение скорости не приводит к уменьшению производительности труда и повышению стоимости проведения выработки. Последнее может иметь место вследствие простоя людей и оборудования, если выработка перенасыщена ими.
Дата добавления: 2020-11-27; просмотров: 886; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!