Подготовка выемочного участка.

4.1. Выбор схемы планировки горных работ.

На основании опыта работы очистных забоев по пласту K₈ на. других шахтах г. Донецка, а также рекомендаций ДонУГИ из предлагаемого перечня схем планировки горных работ согласно "Технологическим схемам разработки пологих пластов на шахтах Украины" (Изд. ДонУГИ, 1998, КД 12.01.201-98) для отработки 1 восточной лавы пл. К₈ выбираем технологическую схему №9 Данная схема предусматривает отработку лавы по сплошной системе разработки в варианте по простиранию пласта с проведением вентиляционного и конвейерного штреков вслед за лавой.

4.2. Проведение, крепление и ремонт подготовительных выработок.

Для подготовки выемочного участка, до ввода в эксплуатацию очистного забоя 1 восточной лавы пл. K₈, были пройдены:

- заезд с вспомогательного уклона пл. К₈ на конвейерный штрек 1 восточной лавы
пл. K₈, предназначенный для подачи свежей струи воздуха на выемочный участок,
транспортировки горной массы, материалов и оборудования;

- конвейерный штрек 1 восточной лавы пл. K₈, предназначенный для подачи в
очистной забой свежей струи воздуха, транспортировки угля из лавы и породы из
проходческого забоя, доставки материалов и оборудования;

- вентиляционный штрек 1 восточной лавы пл. К₈ от воздухоподающего квершлага пл. K₈ до сопряжения с монтажным ходком лавы, предназначенный для выпуска исходящей
струи воздуха из очистного забоя, доставки материалов и оборудования;

- монтажный ходок (разрезная печь) прямоугольного сечения по пласту для монтажа очистного оборудования, необходимого для отработки лавы.

При отработке выемочного участка, вслед за лавой, по мере ее подвигания, будет осуществляться проведение вентиляционного и конвейерного штреков. Проходка вентиляционного штрека за лавой производится буро-взрывным способом с максимальным отставанием от угольного забоя не более 8 м с уборкой породы в верхнюю охранную бутовую полосу при помощи скреперной лебедки ЛС-55. Бутовая полоса выкладывается для охраны штрека на весь срок отработки выемочного. Бурение шпуров по забою штрека предусматривается бурильной установкой УБШ-313, для крепления выработки используется 3-хзвенная арочная крепь КМП-А3/11,2 с шагом установки 0,8 м. Проходка конвейерного штрека осуществляется также буро-взрывным способом. Бурение шпуров в забое конвейерного штрека осуществляется перфоратором, а уборка породы на конвейер производится вручную при помощи лопат. Для крепления выработки принята 3-х звенная арочная крепь КМП-А 3/13,8 с шагом установки рам чрез 0,5 м. Охрана штрека осуществляется бутовой полосой, выкладываемой по верхней стороне выработки, из породы образованной при проведении бутового штрека вслед за подвиганием лавы.

Проведение, крепление и ремонт подготовительных выработок выемочного участка производится в соответствии с правилами и требованиями по безопасному выполнению работ на рабочем месте по "Паспортам...", составленным и утвержденным в установленном порядке, а также по схемам и мероприятиям, соответствующим фактическим горно-геологическим условиям.

Данные по подготовительным выработкам выемочного участка 1 восточной лавы пл. K₈ сведены в таблицу 4.2.

Таблица 4.2.

Показатели	Наименование выработки
Конвейерный штрек	Вентиляционный штрек	Монтажный штрек
Длина, м
Угол наклона, град.
Способ проведения	БВР	БВР	БВР
Средства проведения	перфоратор	ЛС-55 УБШ-313	ЛС-55
Форма м тип крепи	Арочная КМП- АЗ/13,8	Арочная КМП-АЗ/11,2	прямоугольная дерево
Шаг установки крепи, м	0,5	0,8	0,8
Материал затяжки	ж/б, метал сетка	дерево, метал сетка	дерево
Сечение, м²: - в проходке - в свету до осадки - в свету после осадки	15,7 13,7 12,9	12,9 11,2 10,5	4,0 3,8

4.3. Выбор материала крепи, формы и размеров поперечного сечения.

В соответствии с рекомендациями ДонУГИ и УкрНИМИ, а также из опыта эксплуатации подготовительных выработок в качестве постоянной крепи конвейерного и вентиляционного штреков 1 западной лавы пласта К₈ принимается металлическая арочная податливая крепь КМП-A3 из спецпрофиля СВП27.

Минимальные размеры поперечного сечения выработки определены из условия размещения в ней транспортных средств и обеспечения безопасных зазоров согласно ПБ.

Ширина конвейерной выработки на уровне верхней кромки подвижного состава:

В = m + kA + p + c + n, м

где: m = 0,7 м - ширина свободного прохода для людей;

к = 1 - число рельсовых путей;

А = 1,24 м - ширина подвижного состава;

n = 0,25 м - зазор между крепью и подвижным составом;

p = 0,4 м - зазор между конвейером и подвижным составом;

с = 1,1 м - ширина конвейера.

В = 0,7 + 1*1,24 + 0,4 + 1,1 + 0,25 = 3,69м

Принимаем типоразмер крепи КМП-АЗ/13,8 с шириной выработки на уровне подвижного состава после осадки 4,0 м, сечение выработки в свету S_B =12,9 (13,7) м², в проходке S_пр =15,7 м²

Скорость струи воздуха по выработке:

V = , м/сек.

где: Q = 1097 м³/мин - подаваемое количество воздуха по выработке в период эксплуатации;

V = 1097 = 1,33 м/сек

60*13,7

Что соответствует ПБ.

Ширина вентиляционной выработки на уровне верхней кромки подвижного состава:

В = m + kA + n, м

где: m = 0,7 м - ширина свободного прохода для людей;

к = 1 - число рельсовых путей;

А = 1,24 м - ширина подвижного состава;

n = 0,7 м - зазор между крепью и подвижным составом, так как проход для людей предусматривается с двух сторон подвижного состава.

В = 0,7+ 1*1,24 + 0,7 = 2,64м

Принимаем типоразмер крепи KMП-A3/11,2 c шириной выработки на уровне подвижного состава после осадки 3,5 м, сечение выработки в свету S_B= 10,5(11,2) м², в проходке S_np = 12,9 м²

Скорость струи воздуха по выработке:

V = , м/сек.

где: Q = 1097 м³/мин – подаваемое количество воздуха по выработке в период эксплуатации;

V = 1097 = 1,63 м/сек

60*11,2

Что соответствует ПБ.

4.4. Расчет крепи выработок.

Расчёт выработок выполнен в соответствии со стандартом МУП «Подготовительные выработки на пологих пластах. Выбор крепления, способов и средств охраны» СОУ 10.1.001. 2007г.

Глубина расположения выработки: конвейерный штрек – 1058 м, вентиляционный штрек – 1010 м. Мощность пласта m = 1,0 м. Крепость угля R = 18 МПа, крепление металлическое арочное АП3, сечение 13,8 м², ширина выработки в свету В = 4,75 м, высота в свету h = 3,44 м, в черне 3,7 м, объемный вес пород γ = 24 кН/м³. Кровля (по мере удаления от пласта): известняк m = 3,0 м, крепостью R = 117 МПа; аргиллит m = 7,67 м, R = 45 МПа; алевролит m = 12,9 м, R = 57 МПа. Почва (по мере удаления от пласта): песчаник m = 9,9 м, R = 98 МПа, алевролит m = 7,5 м, R = 62 МПа, аргиллит m = 5,7 м, R = 45 МПа. Подрывка пород: конвейерный штрек – нижняя, вентиляционный штрек – верхняя.

1 восточный конвейерный штрек.

Выработка проводится за очистным забоем по границе массива.

1. Ширина выработки в проходке

В_пр = 1,1В + В_д, м

где В – ширина выработки в свету, равная 4,75 м;

В_д – дополнительная ширина, равная 1,2 м.

В_пр = 1,1 * 4,75 + 1,2 = 6,43м

2. Коэффициент влияния геометрических размеров подготовительной выработки.

К_s = 0,2(В_пр - 1);

К_s = 0,2(6,43 - 1) = 1,08

3. Эмпирический коэффициент.

α = 0,3 (см. табл. 4.1)

4. Коэффициент влияния слоев породы на определяемую прочность пород.

К_і = ехр[-α(l₁ – h/2)], где

l₁ – расстояние от середины выработки до середины слоя пород, м;

h – высота выработки в проходке, равная 3,7 м.

Кк₁ = ехр[-0,3*(0,425 – 1,85)] = 1,533

Кк₂ = ехр[-0,3*(1,35 – 1,85)] = 1,162

Кк₃ = ехр[-0,3*(3,35 – 1,85)] = 0,638

Кк₄ = ехр[-0,3*(6,75 – 1,85)] = 0,23

Кк₅ = ехр[-0,3*(10,55 – 1,85)] = 0,074

Кк₆ = ехр[-0,3*(15,0 – 1,85)] = 0,019

Кк₇ = ехр[-0,3*(20,0 – 1,85)] = 0,004

Кк₈ = ехр[-0,3*(23,95 – 1,85)] = 0,001

Кп₁ = ехр[-0,3*(2,012 – 1,85)] = 0,953

Кп₂ = ехр[-0,3*(6,037 – 1,85)] = 0,258

Кп₃ = ехр[-0,3*(9,925– 1,85)] = 0,089

Кп₄ = ехр[-0,3*(13,675 – 1,85)] = 0,029

Кп₅ = ехр[-0,3*(16,975 – 1,85)] = 0,011

Кп₆ = ехр[-0,3*(19,825 – 1,85)] = 0,005

5. Прочности кровли R_кр и почвы R_п выработки.

R_кр_(п₎ = R_im_ik_i +... + R_nm_nr_n,

m_ik_i +... + m_nk_n

где R₁, R₂, … R_i – прочность отдельных слоёв пород.

m₁, m₂, … m_i – мощность слоёв пород, м.

R_кр = 98*0,85*1,533+18*1,0*1,162+117*3,0*0,638+45*3,8*0,23+45*3,8*0,074 +

0,85*1,533+1,0*1,162+3,0*0,638+3,8*0,23+3,8*0,074

+ 57*5,0*0,0119+57*5,0*0,004+57*2,9*0,001 = 73,67 МПа

5,0*0,019+5,0*0,04+2,9*0,001

R_п = 98*4,025*0,953+98*4,025*0,285+62*3,75*0,089+62*3,75*0,029 +

4,025*0,953+4,025*0,285+3,75*0,089+3,75*0,029+2,85*0,011

+ 45*2,85*0,011+45*2,85*0,05 = 93,48 МПа

2,85*0,05

6. Средняя прочность пород.

R = R_п + R_кр, МПа

R = 73,67 + 93,49 = 83,58МПа

7. Коэффициент устойчивости пород.

К_у = 1,64 – 0,016R;

К_у = 1,64 – 0,016 * 83,58 = 0,3

8. Суммарное смещение пород

U = 1,7HmK_sK_yK₀, мм

где Н – глубина разработки, равная 1058 м;

m – мощность пласта, равная 1,0 м.

К_S – коэффициент влияния геометрических размеров выработки;

К₀ = 1,0 – коэффициент влияния способов охраны подготовительной выработки (см. табл. 5.2).

U = 1,7 * 1058 * 1,0 * 1,08 * 0,3 * 1 = 582,7мм

9. Коэффициент влияния глубины разработки.

К_н= 1,48 – 0,00031Н;

К_н = 1,48 – 0,00031*1058 = 1,15

10. Коэффициент, характеризующий часть смещения кровли от общих смещений кровли и почвы.

К_кр = R_nK_н

R_п + R_кр

К_кр = 93,49*1,15 = 0,643

73,67 + 93,49

11. Смещение пород кровли.

U_кр = U К_кр, мм

U_кр = 582,7 * 0,643 = 374м = 0,374м

12. Высота свода пород, что расслоились.

h_с = U_кр, м

h_с = 0,374 = 1,2м

0,3

13. Вес пород, что формируют нагрузку на 1 м крепления.

Р = 2/3 * (Впр * γ * h_с),

где γ – объемный вес породы, кН/м³

Р = 2/3 * (6,43 * 24 * 1,2) = 123,45кН/м

С учетом динамического проявления горного давления, в соответствии с табл. 4.2.

Р = Р * К_д, кН/м

где К_д – коэффициент динамичности, равный 2,0.

Р = 123,45 * 2,0 = 246,9кН/м

14. Количество рам на 1 м выработки.

n = Р,

Р_кр

где Р_кр – рабочее сопротивление крепи, равное 200 кН (таб. Г1, дополнения Г).

n = 246,9 = 1,23рам/м

200

Принимаем ближайшее значение, а именно 1,25 рамы на 1 метр.

В связи с тем, что конвейерный штрек будет повторно использоваться при отработке 2 восточной лавы пл. К₈, принимаем плотность установки крепи 2,0 рам/м.

Для крепления конвейерного штрека применяем крепь КМП – А3 с податливостью 300 мм, с плотностью установки 2,0 рам/м.

1 восточный вентиляционный штрек.

Выработка проводится за очистным забоем по границе массива.

1. Ширина выработки в проходке

В_пр = 1,1В + В_д;

где В – ширина выработки в свету, равная 4,2 м;

В_д – дополнительная ширина, равная 1,2 м.

В_пр = 1,1 * 4,2 + 1,2 = 5,82м

2. Коэффициент влияния геометрических размеров подготовительной выработки.

К_s = 0,2(В_пр - 1);

К_s = 0,2(5,82 - 1) = 0,96

3. Эмпирический коэффициент.

α = 0,3 (см. табл. 4.1)

4. Коэффициент влияния слоев породы на определяемую прочность пород.

К_і = ехр[-α(l₁ – h/2)], где

l₁ – расстояние от середины выработки до середины слоя пород, м;

h – высота выработки в проходке, равная 3,4 м.

Кк₁ = ехр[-0,3*(1,4 – 1,7)] = 1,094

Кк₂ = ехр[-0,3*(4,7 – 1,7)] = 0,407

Кк₃ = ехр[-0,3*(8,5 – 1,7)] = 0,13

Кк₄ = ехр[-0,3*(12,9 – 1,7)] = 0,035

Кк₅ = ехр[-0,3*(17,9 – 1,7)] = 0,008

Кк₆ = ехр[-0,3*(21,85 – 1,7)] = 0,023

Кп₁ = ехр[-0,3*(0,1 – 1,7)] = 1,616

Кп₂ = ехр[-0,3*(0,6 – 1,7)] = 1,391

Кп₃ = ехр[-0,3*(3,33– 1,7)] = 0,613

Кп₄ = ехр[-0,3*(7,78 – 1,7)] = 0,161

Кп₅ = ехр[-0,3*(11,88 – 1,7)] = 0,047

Кп₆ = ехр[-0,3*(15,53 – 1,7)] = 0,016

Кп₇ = ехр[-0,3*(20,35 – 1,7)] = 0,004

5. Прочности кровли R_кр и почвы R_п выработки.

R_кр_(п₎ = R_im_ik_i +... + R_nm_nr_n

m_ik_i +... + m_nk_n

R_кр = 117*2,8*1,094+45*3,8*0,407+45*3,8*0,13+57*5*0,035+57*5*0,008 +

2,8*1,094+3,8*0,407+3,8*0,13+5*0,035+5*0,008

+ 57*2,9*0,0023 = 86,84 МПа

2,9*0,0023

R_п = 117*0,2*1,616+18*1,0*1,391+98*4,45*0,613+98*4,45*0,161+62*3,25*0,047 +

0,2*1,616+1,0*1,391+4,45*0,613+4,45*0,161+3,75*0,047

+ 62*3,75*0,016+45*5,7*0,004 = 76,7 МПа

3,75*0,016+5,7*0,004

6. Средняя прочность пород.

R = R_п + R_кр, МПа

R = 86,84 + 76,7 = 81,77МПа

7. Коэффициент устойчивости пород.

К_у = 1,64 – 0,016R;

К_у = 1,64 – 0,016 * 81,77 = 0,33

8. Суммарное смещение пород

U = 1,7HmK_sK_yK₀= 919,71мм,

где Н – глубина разработки, равная 1010 м;

m – мощность пласта, равная 1,0 м.

К_S – коэффициент влияния геометрических размеров выработки;

К₀ = 1,0 – коэффициент влияния способов охраны подготовительной выработки (см. табл. 5.2).

U = 1,7 * 1010 * 1,0 * 0,98 * 0,33 * 1 = 543,95мм

9. Коэффициент влияния глубины разработки.

К_н= 1,48 – 0,00031Н;

К_н = 1,48 – 0,00031*1010 = 1,167

10. Коэффициент, характеризующий часть смещения кровли от общих смещений кровли и почвы.

К_кр = R_nK_н

R_п + R_кр

К_кр = 76,7*1,167 = 0,547

86,84 + 76,7

11. Смещение пород кровли.

U_кр = U К_кр, мм

U_кр = 543,95 * 0,547 = 298мм = 0,298м

12. Высота свода пород, что расслоились.

h_с = U_кр, м

h_с = 0,298 = 0,99 м

0,3

13. Вес пород, что формируют нагрузку на 1 м крепления.

Р = 2/3 * (Впр * γ * h_с),

где γ – объемный вес породы, кН/м³

Р = 2/3 * (5,82 * 24 * 0,99) = 92,2кН/м

С учетом динамического проявления горного давления, в соответствии с табл. 4.2.

Р = 92,2 * К_д, кН/м

где К_д – коэффициент динамичности, равный 2,2.

Р = 92,2 * 2,2 = 202,84 кН/м

14. Количество рам на 1 м выработки.

n = Р,

Р_кр

где Р_кр – рабочее сопротивление крепи, равное 180 кН (таб. Г1, дополнения Г).

n = 202,84 = 1,13рам/м

180

Принимаем ближайшее значение, а именно 1,25 рамы на 1 метр.

Для крепления вентиляционного штрека применяем крепь КМП – А3 с податливостью 300 мм, с плотностью установки 1,25 рам/м.

Дата добавления: 2015-12-20; просмотров: 24; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!