Проведение квершлага по породе

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Выбор формы и определение размеров поперечного сечения горной выработки

Размеры поперечного сечения выработки в свету определяются с учетом габаритов оборудования, размещаемого в выработке, величины регламентированных Правилами безопасности зазоров и проходов для людей, допустимой скорости движения воздуха

Учитывая большой срок службы квершлага принимаем металлическое арочное крепление типа КМП-А3У из спецпрофиля СВП.

Определяем минимальную ширину выработки в свету на уровне верхней кромки подвижного состава по формуле:

В_с = m + k*A + Р + n + а₁ + а₂; (1.1) [1] c. 61

Где: m=250 мм - зазор между подвижным составом и крепью с

неходовой стороны;

к = 1 - количество рельсовых путей;

А = 1400 мм - ширина электровоза;

Р - зазор между составами (для однопутевых выработок=0);

п = 700 мм - свободный проход для людей на высоте 1.8 м;

а₁ = 150 мм - уширение выработки в следствии кривизны стойки;

а₂ = 250 мм - уширение выработки со стороны свободного

прохода для людей, вызываемое кривизной стойки.

В_с = 250 + 1400 + 700 + 150 + 250 = 2750 мм.

По расчетному значению В_с с учетом типа крепи, оборудования и формы поперечного сечения, выбирается ближайшее типовое сечение выработки. Основные параметры принятого сечения сводятся в таблицу 1.

Таблица 1.1

Тип крепи	Ширина выработки В, мм	Высота выработки Н, мм	Площадь сечения выработки S, м2	Периметр после усадки, Р, м	Радиус дуги верхняка, R, мм
	В проходке	В свету	В проходке	В свету	В проходке	В свету
КМП-А3У-10-17	4420	4130	2870	2730	10,6	9,4/8,6	11,9	2210

Проверка сечения выработки по скорости воздушной струи

Проверяем принятую площадь поперечного сечения уклона по допустимой скорости движения воздуха согласно § 235 Правил безопасности. т.е. расчетная скорость (V_Р) воздуха должна быть больше минимально допустимой (согласно § 235 Правил безопасности V_min = 0,25 м/с), но меньше максимально допустимой (согласно § 235 Правил безопасности V_mах = 6 м/с). Расчет проводим по формуле:

V_Р = = = 2,5 м/с; (1.3) [2] c. 136

где: Q=1500 м³/мин - количество воздуха, проходящее по

выработке;

S_св = 10 м ² - принятое сечение выработки.

Так как условие V_min < V_Р < V_мах выполняется, то принятое сечение удовлетворяет требованиям § 235 ПБ.

2. Выбор материала крепи и расчет горного давления на крепь

Выбор материала крепи производится исходя из назначения срока службы выработки, величины и направления гонного давления, формы поперечного сечения горной выработки, конструкции крепи, требований правил безопасности.

Крепёжные материалы должны удовлетворять следующим основным требованиям: обладать высокой прочностью, быть устойчивым с течением времени, иметь не высокую стоимость, быть не огнеопасными и т.д.

Деревянная рамная крепь применяется при сроке службы до 2 3 лет в устойчивых и средней устойчивости породах. Металлическая рамная крепь применяется при сроке службы до 10 - 15 лет в разных горногеологических и горнотехнических условиях.

Монолитная бетонная и железобетонная крепь применяется в капитальных выработках, а сборная железобетонная и тюбинговая крепь - в капитальных и других выработках с большим сроком службы и в разных горногеологических и горнотехнических условиях.

В выработках с небольшим сроком службы (до 3 - 5 лет) в определённых условиях, с небольшой обводнённостью можно применять анкерные крепи, а также крепи из синтетических материалов.

Выбор материала и типа крепи

Учитывая назначение и условия эксплуатации выработки принимаем металлическую крепь, т. к. металл является одним из более совершенных крепежных материалов. Он обладает высокой прочностью, долговечностью, огнестойкостью, значительной деформируемостью без потери несущей способности, хорошими конструктивными возможностями.

Крепь изготовленная из металла имеет высокие эксплуатационные качества.

l_a = = 1,7 м.

Окончательное расстояние между крепежными рамами принимается согласно рекомендаций института ДонУГИ в зависимости от ширины арки и крепости пород. Согласно таблице 2.1, для проектируемой выработки, принимаем расстояние между крепежными рамами L = 1 м.

Таблица 2.1

Ширина арки по почве	Расстояние между арками (рамами) L, м
	f ? 3	f = 4-6	f = 7-9
2950-4750	0,8	1,0	1,25
4800-5200	0,5	0,8	1,0
5250-5440	0,5	0,5	0,8

Учитывая срок службы выработки принимаем стандартную железобетонную затяжку размером (1000 х 200 х 50).

3. Выбор и обоснование способа проведения выработки. Выбор средств механизации

В соответствии с горногеологическими и горнотехническими условиями выбирается способ проведения проектируемой выработки (обычный или специ-альный, узким или широким забоем, с применением буровзрывных работ или проходческих комбайнов). При крепости пород по шкале Протодьяконова f < 7 для проведения выработки рекомендуется применять комбайновый способ, но учитывая, что угол наклона выработки ?=40 ^о, принимаем к использованию буровзрывной способ.

Буровзрывной способ является универсальным. Его используют в породах различной крепости при проведении выработок с любым углом наклона. Он заключается в том, что в угле и породе бурят шпуры, в ко­торых размещают, а затем взрывают патроны взрывчатых веществ (ВВ). Взорванные породу и уголь грузят с помощью погрузочных машин в вагонетки или на конвейер для последующей транспортировки на по­верхность.

Для бурения шпуров применяются ручные и колонковые электросверла, пневматические сверла, перфораторы и бурильные установки. В качестве ВВ используются преимущественно аммониты и углениты. Заряды ВВ взрываются с помощью электродетонаторов мгновенного и короткозамедленного действия.

В нашей выработке, учитывая крепость породы f = 6, для бурения шпуров будем применять вращательное бурение. Принимаем к использованию ручное электросверло ЭРП-18Д2М с принудительной подачей. Техническая характеристика ЭРП-18Д2М, приведена в таблице 3.1.

Таблица 3.1. Техническая характеристика ЭРП-18Д2М

Мощность двигателя, кВт	1,4
Напряжение сети, В	127
Частота вращения шпинделя, об/мин	300
Крутящий момент на шпинделе, Н·м	408
Диаметр шпуров, мм	36-43
Масса, кг	24,5
Рекомендуемая максимальная крепость породы	f=6

Для отгрузки горной массы из забоя принимаем к использованию скреперную лебедку 30ЛС-2ПМА с погрузкой на конвейер 2СР-70 и с последующей погрузкой в вагонетки ВГ - 3,3. Для откатки вагонеток принимаем лебедку ЛШВ 25У1.

Технические характеристики выбранного оборудования приведены в таблицах 3.2, 3.3, 3.4, 3.5.

Таблица 3.2. Техническая характеристика вагонетки ВГ - 3,3

Вместимость кузова, м3	3,3
Грузоподъёмность, т	6
Длина по буферам, мм	3575
Ширина кузова, мм	1350
Высота от головки рельса, мм	1400
Жёсткая база, мм	1100
Колея, мм	900
Высота оси сцепки от головки рельса, мм	365
Тяговое рабочее усилие на сцепке, кН	60
Масса, кг	1695

Таблица 3.3. Техническая характеристика 30ЛС-2ПМА

Номинальная мощность, кВт	30
Среднее тяговое усилие на рабочем барабане, Н(кгс)	28000 (2800)
Средняя скорость каната рабочего хода, м/с	1,3
Средняя скорость каната холостого хода, м/с	1,77
Наибольший диаметр рабочего каната, мм	15
Расчетная канатоемкость барабана, м	90
Длина	1540
Ширина	1220
Высота	893
Масса, кг	1450

Таблица 3.4. Техническая характеристика вагонетки ЛШВ 25У1

Тяговое усилие на последнем слое навивки, кН	25
Скорость каната средняя, м/с	0,87
Скорость каната на последнем слое навивки, м/с	1,2
Канатоемкость барабана (при каната 15 мм), м	1400
Рабочее напряжение, В	660
Двигатель привода	ВРП 180 М4
Мощность, кВт	30
Частота вращения, об./мин	1460
Привод механического тормоза	ГидротолкательЭГТ-300-250
Двигатель привода	АИУ80В2
Мощность, кВт	2,2
Частота вращения, об./мин	3000
Количество ленточных тормозов, шт. - ручной, шт. - фрикциона, шт. - автоматических, шт.	3 1 1 1
Масса лебедки без каната с башмаками, кг	2500
Габариты, мм	2325х1080х1100

Таблица 3.5. Техническая характеристика 2СР-70

Производительность, т/ч	420
мощность двигателя кВт	55
Габариты
ширина рештака, мм	700
высота с бортами, мм	410
длина рештака, м	1,5
масса рештака, кг	70
длина става, м	120

4. Определение показателей БВР

При проектировании необходимо выбрать тип взрывчатых веществ (ВВ) и средств инициирования (СИ). В зависимости от условий ведения взрывных работ, в соответствии с пылегазовым режимом шахты, требованиями «Единых правил безопасности при взрывных работах».

Выбор типа ВВ и СИ производится согласно «Единых правил безопасности при взрывных работах» [6] c. 59-65, 173 и Нормативных документов по безопасности работ в угольных шахтах, Сборник №2 [7] c. 124.

Для инициирования зарядов ВВ в шпурах в шахтах опасных по газу и пыли, разрешается электрический способ с применением предохранительных электродетонаторов мгновенного и короткозамедленного действия. Приборы взрывания и контроля должны быть во взрывобезопасном и искробезопасном исполнении. [6] c. 55. Магистральные и соеденительные проводники должны иметь медные жилы с полиэтиленовой изоляцией [6] c. 22. Длина магистральных проводов должна соответствовать требованиям ЕПБ [6] c. 63

Выбор типа ВВ

Тип промышленного ВВ выбирается в зависимости от крепости породы, обводнённости забоя, категории шахты по газу, а также согласно ассортимента ВВ, допущенных к применению в шахтах, опасных по газу и пыли, принимаем для взрывания по углю и породе аммонит АП - 5ЖВ. Характеристику выбранного ВВ приводим в таблице 4.1

Таблица 4.1. Характеристика АП - 5ЖВ

Работоспособность, см3	286-320
Плотность патронирования, г/см3	1,0-1,15
Коэффициент работоспособности	1,25
Диаметр патрона, мм	36-37
Длина патрона, мм	250
Вес патрона, кг	0,25-0,3

Выбор типа СИ

При проведение горизонтальных и наклонных выработок в условиях, опасных по газу и пыли, разрешается применение только предохранительных электродетонаторов мгновенного и короткозамедленного действия типа ЭДКЗ-ПК со ступенями замедления ЭДКЗ-1ПК, ЭДКЗ-2ПК, ЭДКЗ-3ПК и т.д. Технические характеристики СИ приведены в таблицах 4.2, и 4.3.

Таблица 4.2. Техническая характеристика СИ

Наименование СИ	ЭДКЗ-ПК
Электрическое сопротивление, Ом	1,8-4,2
Безопасный постоянный ток, А	не<0,8
Импульс воспламенения, А2 мс	не<12
Гарантийный ток, А	не<3

Определение рациональной глубины шпуров.

Средняя глубина комплекта шпуров определяется по формуле:

l_шп = ; [2] c. 45

Где: v - месячная скорость проведения выработки, v = 100 м;

n - число рабочих суток в месяц, n = 25;

n_с - число циклов (заходок) в сутки, n_с = 3;

? - КИШ (коэффициент использования шпура), ? =0,85 [2] c. 45

l_шп = 1,6 м.

Далее определяем длину заходки по формуле:

l_зах = l_шп * ?

l_зах = 1,36 м.

Среднюю глубину шпура принимаем для вспомогательных и оконтуривающих:

l_шп = l_всп = l_ок = 1,6 м

Длину врубовых шпуров принимаем на 0,2 м больше средней длины шпура:

l_вр = l_шп + 0,2 = 1,8 м.

Определение количества шпуров по формуле Н.М. Покровского.

N = + шт.; [2] c. 45

Где: q - удельный расход ВВ при взрывных работах для проектируемой выработки 1,8 кг/м ³

К_з - коэффициент заполнения шпуров, (К_з = 0,5); [1] c. 105, [2] с. 28

d - диаметр патрона ВВ, см;

? - плотность ВВ в патроне, г/см ³;

К - коэффициент, учитывающий уплотнение ВВ в шпуре (К = 1).

N = + = 38 шт.

Полученное расчетное число шпуров необходимо сравнить с практическим в аналогичных условиях. Принятое число шпуров N, следует разделить на N_вр,N_в, N_ок, пользуясь соотношениями между видами шпуров по таблице 4.3.

Таблица 4.3.

Характеристика пород и площади поперечного сечения забоя, м	Соотношения между видами шпуров
	Врубовые	Вспомогательные	Оконтуривающие
Крепкие породы, S ? 9-16 м 2	0,6	1	1,6
Крепкие породы, S ? 16-20 м 2	1	1,3	1,5
Уголь и слабые породы	0,5	1	2

Для уточнения количества шпуров, полученных расчетным путем (т. к. окончательное количество шпуров в каждом конкретном случае устанавливается в результате серии испытательных взрываний), составляем схему расположения шпуров в масштабе М 1:50. Схему приводим на рис. 2. Окончательное количество шпуров к дальнейшему расчету принимаем согласно этой схемы N = 40.

Распределение шпуров между врубовыми, вспомогательными и оконтуривающими производится пользуясь соотношениями между видами шпуров. Вруб принимаем вертикальный призматический.

Минимально допустимые расстояния от заряда ВВ до ближайшей поверхности обнажения (ЛНС) и между смежными шпуровыми зарядами определены требованиями ПБ, смотри ЕПБВР § 242, 243.

Минимальное расстояние до ближайшей обнаженной поверхности должно быть не менее 0,5 м по углю и 0,3 м по породе.

Общее количество шпуров, принятое по схеме распределяем в соотношении согласно таблице 4.3.

N_вр = N_в = N_ок = 1: 0,5: 2

Отсюда число шпуров для забоя по слабой породе составит:

- врубовых N_вр = (N/0,5 + 1 + 2) * 0,5 = 6 шп;

- вспомогательных N_в = (N/0,5 + 1 + 2) * 1 = 11 шп;

- оконтуривающих N_о = (N/0,5 + 1 + 2) * 2 = 23 шп.

Определение расхода ВВ на заходку.

Расход ВВ на заходку определяем по формуле:

Q = V * q;

Где: V = S * l * ?;

Отсюда: Q = 10,6 * 1,6 * 0,85 * 1,8 = 26 кг.

Средняя величина заряда на один шпур:

q_шп= = 0,65 кг;

q_вр = 1,1 * q_шп = 0,78 кг;

q_о = 0,9 * q_шп = 0,585 кг;

q_в = q_шп = 0,65 кг.

Массу шпурового заряда обычно устанавливают опытным путем. В нашем проекте массу шпурового заряда принимаем округлив до числа кратного массе патрона ВВ, из условия размещения в шпурах целого числа патронов. Принимаем q_вр = 0,9 м, q_вс = q_ок = 0,6 м.

n₁ = n_п.вр = q _вр / q_п = 3;

n₂ = n_п.вс = q_вс / q_п = 2;

n₃ = n_п.ок = q_ок / q_п = 2.

Где: n_п.вр, n_п.вс, n_ок - число патронов ВВ соответственно во врубовых, вспомогательных и оконтуривающих шпурах.

Фактический расход ВВ на заходку:

Q_факт = n_вр * n_п.вр * q_п + n_вс * n_п.вс * q_п + n_ок * n_п.ок * q_п, кг;

Q_факт = 6 * 3 * 0,3 + 11 * 2 * 0,3 + 23 * 2 * 0,3 = 25,8 кг.

Расход ВВ на 1 м выработки

Q_м = = 25,8/1,36 * 0,85 = 22,3 кг;

Удельный расход ВВ на 1 м ³породы:

Q_м = = 25,8/10,6 * 1,36 * 0,85 = 2,1 кг.

Проверяем длину забойки в шпурах на соответствие ЕПБ.

l _заб = l_ш - n_п * l _п, м;

- врубовых l _заб = l_вр - n₁ * l _п = 1,8 - 0,9 = 0,9 м;

- вспомогательных l _заб = l_вс - n₂ * l _п = 1,6 - 0,6 = 1,0 м;

- оконтуривающих l _заб = l_ок - n₃ * l _п = 1,6 - 0,6 = 1,0 м.

К_з = l _заб / l _шп = 0,9/1,8 = 0,5.

Таким образом, коэффициент заполнения шпуров для породнего забоя с крепостью породы f = 6 составляет 0,5, что удовлетворяет требованиям ЕПБ.

Заполняем таблицу очередности взрывания шпуров.

Таблица 4.4.

Взрываие за 1 прием	Приемы взрывания	Электродетонаторы	Номера шпуров	Длина шпура, м	Заряд на шпур, кг	Величина забойки
		Тип эл-ра	Замедление, мс	Кол-во				Глина, м	гидроампул, шт
	I серия	ЭДКЗ0П	0	6	1-6	1,8	0,9	0,5	2
	II серия	ЭДКЗ-1ПК	20	11	7-17	1,6	0,6	0,5	2
	III серия	ЭДКЗ-2ПК	40	23	18-40	1,6	0,6	0,5	2

Расчет электровзрывной сети.

Соединение электродетонаторов принимаем последовательное, как наиболее простое. В качестве источника тока принимаем взрывную машинку КВП-1/100.

Таблица 4.5. Техническая характеристика КВП-1/100

Показатели	Значения
Напряжение импульса, В	600
Предельное количество последовательно соединенных зарядов, шт	100
Сопротивление взрывной сети, Ом	320
Масса прибора, кг	2,7

Сила тока в цепи и в электродетонаторе рассчитывается по формуле

I = i = , A [8] c 117

Где: U = 600 В-напряжение вспомогательного импульса машинки;

п - максимальное количество одновременно взрываемых элек-

тродетонаторов;

r = 3 Ом - сопротивление электродетонатора;

R - сопротивление проводников, Ом;

R == = 4,6 Ом;

Где: р = 0,0175 Ом мм ²/м - удельное сопротивление материала

провода;

l = 200 м - максимальная длина магистральных соединительных

проводов;

S = 0,75 мм ² - сечение магистрального провода

i = = 1,97 А.

Так как i > 1 А, то принятое соединение электродетонаторов допустимо, соблюдено требование ЕПБ при взрывных работах.

Расчет основных показателей паспорта буровзрывных работ.

Подвигание забоя за цикл:

l _зах = l_ц = l _шп * ? = 1,36 м.

Расход ВВ на 1 м проведения выработки:

Q_м = Q_общ/l_зах = 18,97 кг.

Расход электродетонаторов на 1 м проведения выработки:

N_м = N_ц / l_зах = 30,77 шт.

Количество шпурометров на цикл:

L_шп = N_вр * l_вр + N_вс * l_вс + N_ок * l_ок = 65,2 м.

Удельный расход ВВ на 1 м ³ взорванной породы

Q_у = Q_общ/(S_прох* l_зах* ?) = 2,1 кг.

Расход электродетонаторов на цикл:

N_ц = N_вр + N_вс + N_ок + N_{вод.кан} + N_{водозавеса}

Так как для квершлага проводимого по породе применение водораспылительной завесы не предусматривается, а так же учитывая условия проведения выработки отсутствует водоотливная канавка, то формула расчета электродетонаторов на цикл примет вид:

N_ц = N_вр + N_вс + N_ок= 6 + 11 + 23 = 40 шт.

Противопылевые мероприятия

В шахтах опасных по взрыву метана, взрывные работы допускаются в забоях, непрерывно проветриваемых свежей струей воздуха, количество и скорость его движения должны соответствовать требованиям ПБ; только патронированными предохранительными ВВ определенного класса; только при электрическом способе взрывания с применением предохранительных электродетонаторов с ограничением максимального времени их срабатывания и пропуска серии замедления.

5. Проветривание

Проветривание при проведении выработки должно обеспечить удаление из нее ядовитых и взрывоопасных газов, исходящих из пласта угля или вмещающих боковых пород при разрушении их при БВР или исполнительным органом комбайна.

При проведении квершлага проветривание осуществляется вентилятором местного проветривания - ВМП.

Применение ВМП наиболее рационально следует осуществлять по нагнетательной схеме проветривания. В то же время схема является наиболее распространенной, так как струя воздуха выходящая из трубопровода с относительно большой скоростью интенсивно выносит газы и пыль из призабойного пространства подготовительного забоя.

Расчет количества воздуха

Количество воздуха, необходимого для проветривания подготовительной выработки при проходке, рассчитывается по числу людей (наибольшему) одновременно занятому в забое выработки, по выделению газа метана или углекислого газа, по пылевому фактору и по газам образующимся при взрывных работах.

Окончательно принимается наибольший результат полученный при расчете по всем указанным факторам.

Расчет по максимальному числу людей находящихся в забое:

Q_л = 6 * п, м ³ /мин; [1] с. 356

Где: 6 - норма подачи воздуха на одного человека, м ³/мин;

п - число людей одновременно работающих в забое (по расстановке).

Q_л = 24 м ³/мин.

Расчет по фактору метановыделения при проведении выработки.

Так как квершлаг проходится по одной породе, то метановыделение будет равно нулю.

Расчет по фактору минимально допустимой скорости движения воздуха:

Q_с =60*V_тin*S_{C +} м ³/мин; [1] с. 356

Где: V_тin - минимально допустимая скорость воздуха (согласно ПБ

§ 235, V_тin = 0,25 м/с);

S_C = 8,6 м ² - площадь поперечного сечения выработки в свету,

Q_с = 129 м ³/мин.

Расчет по фактору разбавления газов, образующихся после ВР.

Q_В =, м³/мин; [5] c. 113

Где: t - время проветривания забоя, мин t = 20 мин [3] с. 73;

V - объем токсичных газов от взрыва ВВ, л;

V = 100В_У + 40В_П, л [5] c. 113

Где: В_У, В_П - расход ВВ соответственно на отбойку угля и породы, кг;

S _c - площадь поперечного сечения выработки в свету, м ²;

l_Т - длина тупиковой части выработки (исходные данные);

К_об - коэффициент обводненности выработки, К_об = 0,8;

К_ут - коэффициент утечки воздуха, К_ут = 1,16.

Q_В = 180 м ³/мин;

Выбор средств проветривания

Окончательно к расчету принимается большее из значений Q определенное по одному из факторов его обозначают Q_прин.

Q_прин.= 180 м ³/мин = 3 м ³/с

Принимаем к использованию ближайший больший диаметр вентиляционных труб рывный 0,6 м.

Для выбора ВМП необходимо определить его производительность (подачу) и напор.

Производительность ВМП определяется по формуле:

Q_В = K_ут * Q_прин, м ³/мин; [1] с. 356

Q_В = 208,8 м ³/мин

Напор ВМП определяется по формуле:

h_B = R * (Q_В /60), ДПа; [5] с. 167

Где: R - аэродинамическое сопротивление вентиляционного трубопро-

вода (определяется по таблице 2 раздела 5 методических указаний)

h_B = 10 * (208,8/60) = 34,8 ДПа.

Исходя из расчетных значений производительности и напора подбирается ВМП в соответствии с рекомендациями таблицы 14 методических указаний. По техническим характеристикам выбираем вентилятор ВМ-6М. Техническую характеристику ВМ-6М приводим в таблице 5.1.

Таблица 5.1. Техническая характеристика ВМ-6М

Показатели	Значения
Подача, м3/мин: в оптимальном режиме в рабочем режиме	340 240 - 780
Давление, Па в оптимальном режиме в рабочем режиме	2600 3400-750
Потребляемая мощность, кВт	10-24

6. Временная и постоянная крепь, вспомогательные работы

Временная крепь

Согласно ПБ призабойная часть выработки (пространство между постоянной крепью и забоем) должна быть закреплена временной предохранительной крепью предназначенной для обеспечения безопасности работ. [2] с. 112-114

Выбираем и принимаем консольную выдвижную временную крепь. Она состоит из двух металлических прогонов спецпрофиля СВП-17 длинной 6-8 метров, подвешиваемых к верхнякам рам или арок с помощью хомутов или скоб, на выдвижные консоли укладывают настил из верхняков и затяжки, перекрывающий призабойное пространство выработки. По мере подвигания выработки скобы переносят ближе к забою и крепь передвигают. Работы по возведению консольной крепи выполняют в ручную после взрывания, проветривания и осмотра забоя, оборки кровли от нависших кусков горной массы.

Постоянная крепь

Постоянная крепь выбирается из горно-геологических условий и назначения выработки. Для проектируемого квершлага выбрана металлическая арочная трехзвенная податливая крепь.

Она состоит из двух криволинейных стоек и верхняка, соединенных в узлах податливости. Эти крепи применяются как вне зоны, так и в зоне влияния очистных работ.

Максимальная податливость крепи равна 300 мм.

Организация работ по возведению крепи

Безопасная установка податливой арочной крепи и наиболее эффективная эксплуатация её достигается соблюдением установленной последовательности монтажа её элементов. В начале устанавливают стойки и крепят их стяжками к ранее установленной раме. Затем накладывают верхний сегмент и хомутами соединяют со стойками. На каждом соединении устанавливают по два хомута на расстоянии 100 мм от концов сегментов. После этого укладывается затяжка, и пустоты за крепью забучиваются породой.

Не допускается отставание постоянной крепи от забоя подготовительной выработки более чем на 3 метра.

Настилка рельсового пути

Настилка временного рельсового пути

Временные рельсовые пути служат для работы с них погрузочных машин, по мере подвигания забоя их заменяют постоянными на длину 6-8 м.

Так как в нашей выработке погрузка ведется с применением скрепера, то настилка временного рельсового пути не требуется.

Настилка постоянного рельсового пути

Постоянные рельсовые пути служат для обеспечения работы подземного транспорта в период эксплуатации, они имеют уклон к стволу 0,003-0,005.

Рельсовый путь состоит из основания - почвы выработки и верхнего строения пути - балластного слоя, шпал, рельсов и скреплений. Ширина колеи 600, 900 мм.

Балласт - щебень, гравий или не размывающая порода с крепостью f-5 и размерами 20-40 мм. При сроке службы выработки до 2 лет балласта может не быть. Толщина балластного слоя 200 мм под шпалой 100-150 мм. Шпалы укладывают на две трети их высоты. Расстояние между шпалами, их осями 0,7 м. В двухпутевых выработках их укладывают в шахматном порядке. Длина шпал для колеи 600 мм -1200 мм, а для 900 мм - 1700 мм

Рельсы после раскладки шпал на них укладывают подкладки и рельсы, которые крепят к шпалам костылями. Стыки рельсов соединяют с помощью 2 накладок и 4 болтов. При откатке в вагонетках вместимостью до 2м³ применяют рельсы Р-24, а при большей Р-33 или Р-48.

Особенности настилки рельсового пути в наклонных выработках

В общий состав работ входят: выравнивание и расчистка полотна пути, укладка шпал и рельсов, скрепление рельсов, рихтовка пути, проверка правильности укладки пути. При укладке постоянных путей на деревянных и ж/б шпалах в состав работ входят долбление лунок под шпалы, подкатка, разгрузка, подсыпка балласта, пришивка рельсов костылями к шпалам деревянными или прибалчивание их к ж/б, подъём пути на балласт и подбивка балласта. Состав звена 3-5 человек.

Наращивание скребкового конвейера

В горизонтальных и наклонных горных выработках горную массу от забоя транспортируют скребковыми конвейерами, которые наращивают по мере подвигания забоя. В забоях подготовительных выработок применяют переносные разборные скребковые крнвейеры типа СР, оборудованные двухцепным тяговым органом с кольцевыми цепями. Рештачный став скребковых конвейеров собирают из штампованных рештаков, которые соединяют с помощью быстроразъемных крючковых соединений.

Состав работ по наращиванию секций скребкового конвейера: очистка места для натяжной головки и секции, ослабление скребковой цепи и её разъединение, отсоединение натяжной головки от конвейерной линии и перемещение натяжной головки в сторону забоя, наращивание рештачного става, наращивание скребковой цепи и её натяжение, установка и закрепление натяжной головки, опробование конвейера, подноска рештаков и цепи на расстояние до 20 м.

Состав звена 3-4 проходчика.

Навеска вентиляционных труб

Вентиляционные прорезиненные трубы подвешивают крючьями в верхней части выработки к тросу диаметром 5-6 мм. Трос и трубы заземляют. Наращивают вентиляционные трубы последовательно: в начале 5 метровое звено, по мере подвигания его заменяют 10 метровым, потом опять 5-и метровое, а потом оба звена заменяют 20-и метровым. Далее все работы повторяются. Состав звена 1-2 человека.

Прокладка кабелей и трубопроводов

Для обеспечения проходческих забоев воздухом, водой и энергией применяют трубы и кабели, которые прокладывают в выработке так, чтобы они не мешали передвижению людей и не могли быть повреждены при работе транспорта.

В зависимости от материала постоянной крепи трубы сжатого воздуха, дегазационные, водопроводные подвешивают с помощью хомутов, крючьев подвесок и металлических штырей, заделываемых в крепь.

Силовые кабели подвешивают по одной стороне выработки, а осветительные, сигнализационные и телефонные по другой. В выработках, закреплённых рамными крепями, кабели подвешивают на брезентовых подвесах. Расстояние между подвесками должно быть не более 3 метров. Жёсткое закрепление кабеля допускается в выработках, закреплённых монолитной бетонной и железобетонной крепью. Подвеской, подключением к электрооборудованию и ремонтом занимается электрослесарь.

Освещение забоя и выработки

Кроме переносного, индивидуального, местного на проходческом оборудовании, для освещения призабойной части выработки на длине до 100 м применяют стационарные переносные светильники РП-100 и РП-200, подвешиваемые через 4-8 м вдоль выработки.

Откачка воды

Так как приток воды в проектируемой нами выработке не является обильным (по заданию 2 м ³/час), то откачку воды будем производить непосредственно в вагоны с грузом. Для откачки воды принимаем винтовой насос ВНМ18-80. Технические характеристики насоса приводим в таблице 6.1.

Таблица 6.1. Техническая характеристика насоса ВНМ18-80

Показатели	Значения
Подача, м3/час:	18
Напор, м	80

7. Правила безопасности при проведении горных выработок

Правила безопасности при БВР.

Перед взрыванием шпуров проходчик должен ознакомиться с паспортом БВР проводимой выработки.

Запрещается бурение шпуров, если крепь выработки не соответствует паспорту крепления.

Бурение электросвёрлами проводить в исправных резиновых перчатках.

Запрещается бурение в расстёгнутой спецодежде, направлять бур руками.

Все пробуренные шпуры необходимо очистить от мелочи. Запрещается производить ликвидацию отказавшего заряда выбуривание, а так же углубляя стаканы.

Бурение шпуров для ликвидации отказавших зарядов производить в присутствии мастера взрывника.

Крепь, выбитую при взрыве, необходимо немедленно восстановить.

Бурить шпуры следующего цикла разрешается только после закрепления забоя постоянной крепью и очищения его от горной массы.

Заряжание и монтаж взрывной сети должен производить только мастер взрывник, проходчик может оказать помощь мастеру взрывнику в заряжании шпуров при условии, что он будет предварительно проинструктирован.

Мастер взрывник должен замерять СН₄ перед заряжанием, перед взрыванием и вмести укрытия.

Подавать звуковые сигналы.

Осмотреть забой и разрешить допуск проходчиков в забой.

Правила безопасности при погрузке породы

Перед началом погрузки отбитой горной массы необходимо: осмотреть забой и обобрать нависшие куски породы, установить временную крепь и привести забой в безопасное состояние.

К работе на погрузочной машине допускаются проходчики, имеющие право на управление этой машиной. О начале работы проходчик должен предупредить окружающих сигналом: «Берегись, включаю».

Запрещается работа машиной без орошения отбитой горной массы.

Запрещается устранение неполадок в машине, находящейся под напряжением.

Проходчик, управляющий машиной, обязан следить за состоянием крепи, а так же за проходчиками, работающими в зоне погрузки.

Проходчик должен следить за погружаемой горной массой на предмет обнаружения подорванных зарядов.

Контроль направления

Контроль за направлением проведения выработки осуществляется на основании маркшейдерских направлений и строго придерживаться принятых направлений путём замера данных репера и скобы.

Правила безопасности при возведении крепи

Соблюдение паспорта проведения выработки, инструкции по Безопасности методом работ - важнейшее условие безаварийной высокопроизводительной работы по проведению выработки.

Для установки очередного комплекта рамы крепи приводится в безопасное состояние её место установки. Выполняя эту операцию, проходчик должен находится под защитой временной крепи и пользоваться инструментом с удлиненной ручкой.

В начале устанавливают боковые стойки крепи, затем укладывают верхняк и хомутами соединяют со стойками. На каждом соединении устанавливают по два хомута на расстоянии 100 мм от концов сегмента. После этого укладывают затяжки, и пустоты за крепью забучивается породой.

Не допускается отставание постоянной крепи от забоя подготовительной выработки более чем на 3 м.

8. Организация работ при проведении горных выработок на БВР

Принимаем следующую организацию работ в подготовительном забое с целью увеличения темпов проведения выработки: три рабочие смены в сутки с выполнением цикла проходческих работ в смену и 25 рабочих дней в месяц.

Определяем объемы работ по процессам, устанавливаем норму времени на их выполнение, рассчитываем трудоемкость процессов проходческого цикла и результаты расчета сводим в таблицу.

Определяем объем работ на цикл по процессам:

- бурение шпуров:

V_бур = N_ш * l_зах = 40 * 1,36 = 54,4 м;

- погрузка породы:

V_погр = S_пр * l_зах = 10,6 * 1,36 = 14,4 м ³;

- крепление:

V_кр = l_зах /l_р = 1,36/1 = 1,36 рам;

- наращивание скребкового конвейера:

V_н.с.к. = l _зах /l _решт. = 1,36/1,5 = 0,9 секций;

- навеска вентиляционных труб:

V_в.тр. = l_зах = 1,36 м.

Определение трудоемкости работ по процессам проходческого цикла.

Перед расчетом попроцессных трудозатрат заполняем столбцы 2, 3, 4 таблицы 8.1 и определяем Н_вр.у.

Таблица 8.1. Трудоемкость процессов проходческого цикла

Наименование производственных роцесссов	Объем работ за цикл	Норма времени	Трудоемкость по процессам, чел.-см
		По сборнику ЕниР	Поправочный коэффициент	Установленная норма времени
1. Бурение шпуров, м	54,4	0,2	1,05	0,21	1,9
2. Уборка горной массы скрепером, м 3	14,4	0,7	1,11	0,78	1,9
3. Крепление забоя, рам	1,36	4,6	1,3	5,98	1,3
4. Наращивание скребкового конвейера, секц.	0,9	3,8	1,3	4,94	0,7
5. Навеска вентиляционных труб, м	1,36	0,073	1,3	0,095	0,02
ИТОГО					5,82

- бурение шпуров:

N_б = = 1,9 чел./см;

- погрузка породы:

N_погр = = 1,9 чел./см;

- крепление:

N_кр = = 1,3 чел./см;

- наращивание скребкового конвейера:

N_н.с.к. = = 0,7 чел./см;

- навеска вентиляционных труб:

N_в.тр. = = 0,02 чел./см.

На основании расчетов определяется суммарная трудоемкость проходческого цикла:

?N_ц = N_б + N_погр + N_кр + N_н.с.к. + N_в.тр. = 5,82 чел./см.

Путем округления ?N_ц до целого числа в меньшую сторону принимаем явочный состав проходческого звена: n_яв = 5.

Исходя из установленного суточного режима работы участка (3 смены рабочих + 1 ремонтно-подготовительная) определяется явочный состав комплексной бригады и с учетом рабочих по обслуживанию машин и электрооборудования:

п_яв.бр.= п_яв.зв.* п_р.с.+ п_с.э. + п_р, чел.;

где: п_яв.зв. - явочная численность звена, чел.;

п_р.с. - число смен по проведению горной выработки;

п_с.э. - численность дежурных слесарей-электриков, исходя из нор-

матива 1 человек в смену, чел.;

п_р. = 5-6 чел. - численность ремонтных рабочих в подготовитель

ную смену, чел.

п_яв.бр.= 5 * 3 + 3 + 6 = 24 чел.

Расчет комплексной нормы выработки

Комплексная норма выработки - это установленное количество готовой строительной продукции в расчете на одну чел./см, определяется по формуле:

Н_компл.= l_зах / ?N_ц, м/чел.*см;

Н_компл.= 0,23 м/чел.*см.

Производительность труда проходчика на выход рассчитывается по формуле:

Р_компл.= l_зах / п_яв, м;

Р_компл.= 0,272 м.

Комплексная расценка (стоимость проведения 1 м выработки по зарплате):

Р_компл.= ?С_ц / l_зах, руб.;

Р_компл.=

Расчет и построение графика организации работ

Для расчета и построения графика организации работ, необходимо рассчитать продолжительность отдельных рабочих процессов по времени. Расчет проводим по формуле:

t_i = , час;

где: N_i - попроцессные трудозатраты, чел./см;

К_п.з.о. - коэффициент, учитывающий время подготовительно-

заключительных операций (0,8-0,9);

п_з - численность рабочих, выполняющих данный процесс, чел.;

К_п.н. - коэффициент перевыполнения норм.

К_п.н. = ?N_ц /п_яв = 1,16

Подставляя в формулу соответствующие значения трудоемкости и численность рабочих на процессе, определяется продолжительность каждого рабочего процесса. Соответственно:

- бурение шпуров:

t_б = (6 * 1,9 * 0,8)/(5 * 1,16) = 1,57 час;

- заряжание шпуров:

t_з = (п_зар* t_шт)/(п _шт* 60), час;

где: п_шт = 5 - количество шпуров заряжаемых одновременно, шт.;

t_шт = 3 мин. - время заряжания одного шпура.

t_шп = (40 * 3)/(2 * 60) = 1 час;

- взрывание и проветривание:

t_взр.пр. = 0,3 час;

- погрузка породы:

t_погр = (6 * 1,9 * 0,8)/(5 * 1,16) = 1,57 час;

- крепление:

t_кр = (6 * 1,3 * 0,8)/(5 * 1,16) = 1,07 час;

- наращивание скребкового конвейера:

t_н.с.к. = (6 * 0,7 * 0,8)/(3 * 1,16) = 0,9 час;

- навеска вентиляционных труб:

t_в.тр. = (6 * 0,02 * 0,8)/(2 * 1,16) = 0,04 час.

Результаты сводим в таблицу 8.2.

Таблица 8.2.

Наименование рабочих процессов	Трудоемкость процесса, чел./см	Число проходчиков на процессе, чел	Продолжительность процесса, час
1. Бурение шпуров	1,9	5	1,57
2. Уборка груза	1,9	5	1,57
3. Крепление	1,3	5	1,07
4. Наращивание конвейера	0,7	3	0,96
5. Навеска вент. труб	0,02	2	0,04
6. Заряжание шпуров			0,89
7. Взрывание и проветривание			0,3
Общая продолжительность проходческого цикла			5,98

При проектировании графика организации рабочих процессов необходимо максимально совмещать, с целью экономии рабочего времени, интенсификации цикла, но с учетом ПБ.

Проведение выработок по графикам циклической организации работ обеспечивает четкость и организованность в выполнении рабочих процессов, способствует лучшему использованию техники, увеличивает скорость проведения, повышает культуру и производительность труда, снижает скорость проведения 1 м выработок, обеспечивает рост заработной платы проходчиков.

Таблица 8.2. График организации работ

Процессы	Объем работ на цикл	Число прох., чел	Продолжит., час	Часы смены
				1	2	3	4	5	6
Бурение шпуров	54,4 м	5	1,57
Заряжание шпуров	40 шт	2	1
Наращивание конвейера	0,9 секций	3	0,9
Взрывание и проветривание	40 шт	5	0,3
Уборка груза	14,4 м 3	5	1,57
Крепление	1,36 рам	5	1,07
Навеска вент. труб	1,36 м	2	0,04
Вспомогательные

Вывод по проекту

Курсовой проект разработан для квершлага длиной 300 м, проводимого по породе крепостью f = 6 по шкале проф. М.М. Протодьяконова. Срок службы проектируемого штрека 8 лет. На основании этого фактора следуя рекомендациям методических указаний принят буровзрывной способ проведения выработки.

Для бурения шпуров выбрано ручное электросверло ЭРП-18Д2М. Для уборки погрузки горной массы из забоя принят скреперный метод с использованием скреперной лебедки 30ЛС-2ПМА. Для погрузки горной массы принят скребковый конвейер 2СР-70. Для загрузки горной массы выбрана вагонетка ВГ - 3,3, для откатки вагонеток с грузом выбираем лебедку ЛШВ 25У1. Здесь необходимо отметить, что применение рельсового транспорта для отгрузки горной массы из забоя, увеличивает длительность проведения погрузочных работ на 10-15%, что является неблагоприятным фактором.

Учитывая данные проветривания выработки и необходимое количество воздуха принят к использованию вентилятор ВМ-6М и воздухопроводящий став диаметром 0,6 м.

Данный проект разработан с использованием технической литературы, сборников ЕНиР и СНиП, согласно требованиям ГОСТа, ПБ и ТБ.

Список использованной литературы

крепь горный поперечный сечение

1. Ю.Ф. Васючков «Горное дело», Москва, Недра, 1990 г.

2. Г.А. Заплавский. В.А. Лесных «Технология подготовительных и очистных

работ», Москва, Недра, 1989 г.

3. «Правила безопасности в угольных шахтах», Москва, ГГТН, НТЦ, 2003 г.

4. Н.И. Мельников «Проведение и крепление горных выработок», Москва,

Недра, 1988 г.

5. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт, Макеевка,

1989 г.

6. ЕНиР, сборник Е36, выпуск 1. Москва, Стройиздат.1988 г.

7. Нормативные документы по безопасности взрывных работ в угольных шахтах. Сборник №1. Сборник №2, Кемерово, ВостНИИ, 1986 г.

8. Н.Л. Росинский, М.А. Магойченков «Мастер-взрывник», Москва, Недра, 1988 г.

Размещено на Allbest.ru