Водосборник в шахте

Содержание 

       Введение…………………………………………………………………………………………………………….... 2 

1. Выбор и обоснование  формы, и расчет размеров поперечного сечения камеры водосборника…………………………………………………………………………………………3
2. Расчет устойчивости пород и нагрузок на крепь……………………………………5
3. Выбор и расчет крепи……………………………………………………………………………………...8
4. Выбор и обоснование способа проведения выработки……………………………..11
5. Выбор горнопроходческого оборудования……………………………………………………12
6. Буровзрывные работы: составление паспорта БВР………………………………….14
7. Проветривание выработки………………………………………………………………………………17
8. Погрузка и транспортирование породы………………………………………………………18
9. Водоотлив при проведении выработки……………………………………………………….19
10. Вспомогательные работы……………………………………………………………………………….23
11. Организация труда………………………………………………………………………………………….24
12. Технико-экономические показатели……………………………………………………………26
13. Мероприятия по технике безопасности…………………………………………………….29
14. Мероприятия по охране окружающей среды……………………………………………..32

   Список  используемой литературы……………………………………………………………….36

 
 
 
 
 
 
 
 
 

       

       

       Введение

     Комплекс  мероприятий, осуществляемый на руднике  для предупреждения затопления горных выработок подземными или поверхностными водами путем откачки шахтных  вод, называется рудничным водоотливом.

     Устройства  для водоотлива располагаются в  районе околоствольного двора и  состоят из двух основных частей: водосборников  и насосных камер.

     Вода  из горных выработок шахты поступает  в водосборник.

     Водосборник является резервуаром, где вода теряет приносимые мелкие частицы пород  и поступает осветленной к  насосным установкам.

     Водосборник состоит из двух выработок. Нормально  в работе находятся обе части, а во время чистки – одна часть.

     Каждая  ветвь водосборника имеет сообщение  с выработками околоствольного  двора и колодцем насосной камеры.

     Вода  в водосборнике должна иметь небольшую  скорость движения, обеспечивающую выпадение  из нее взвешенных частиц.

     Вместимость водосборника рассчитывают на нормальный приток воды в шахте в течение 4 часов.

     Сечение водосборника принимается как площадь  сечения однопутевой выработки, но не менее 4.5 м² с бетонным креплением. И располагают на 2.5-3 м ниже отметки пола насосной камеры. По направлению к насосной камере водосборник проходит с небольшим подъемом для осветления воды.

     Очистку воды от шлама производят не реже двух раз в год. 
 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      
 

1. Выбор и обоснование формы и расчет размеров

поперечного сечения водосборника

             В процессе эксплуатации горных выработок необходимо, чтобы  они соответствовали безопасно-допустимым зазорам и габаритам используемого  оборудования для исключения аварий, простоев и т.д. Для этого необходимо осуществить правильный выбор площади  поперечного сечения выработки  и её формы.

      Основными факторами, от которых зависят формы и размеры поперечного сечения выработки являются: физико-механические свойства горных пород, назначение выработки и срок её службы; вид и конструкция крепи; число рельсовых путей; величина и направление горного давления; размеры и габариты применяемого оборудования; глубина заложения и величина бокового распора. Форма горизонтальной выработки (квершлаг, штрек, штольня, орт) может быть прямоугольной, трапециевидной, прямоугольно-сводчатой, арочной, угол наклона зависит от применяемого транспорта, при электровозном транспорте i=0.003-0. Выбор формы определяется интенсивностью горного давления и, как следствие, принятым видом крепи.

      Сводчатая форма более благоприятна с точки  зрения её устойчивости, рационального  использования крепи, её несущей  способности и перераспределения  воспринимающих его нагрузок.

      В соответствии с данными условиями (срок службы выработки - 20 лет; коэффициент крепости пород f=14) форма поперечного сечения водосборника принимается сводчатая с коробовым сводом, что обеспечит необходимую устойчивость в случае проявления горного давления на весь срок ее службы.

      Размеры водосборника принимаем исходя из данных типовых проектов. Ширину водосборника в свету принимаем 4000 мм, высоту выработки до пяты свода 1820 мм, длину выработки – прямая часть – 44,0 м, наклонная часть – 9,5 м.

      Определим площадь поперечного сечения выработки:

1. В свету:                

     

     где: В₁ – ширина выработки в свету,

          h₁ – высота выработки от почвы до пяты свода,  

2. Вчерне( с учетом крепи):

                   

                 где: В₁ – ширина выработки вчерне,

          h₁ – высота выработки от почвы до пяты свода,  

3. Скорость движения воздуха в выработке:

                                                      
где: – максимальное количество воздуха в выработке, м³

4. Радиусы осевой и боковой дуг в проходке:

     R=0.695•B₁ = 0.695•4100=2850 мм    

     r=0.262•B₁  =0.262•4100=1075 мм    

     Радиусы осевой и боковой дуг в свету:

      R=0.695•B = 0.695•4000=2560 мм    

     r=0.262•B =   0.262•4000=970 мм   

5. Высота выработки в проходке:

      _H0=h₁+h₀=1820+1330=3150      

     где:  – высота свода, мм;

            – высота стенки выработки от почвы, мм.

     H₀=B/3=4000/3=1330 мм

6. Определим периметр выработки вчерне:

       Р = 2h₁+2.33B₁=2•1820+2.33•4100=13493 м         

7. Определим периметр выработки в свету:

     Р = 2h+2.33B=2•1820+2.33•4000=12960 м           

       2. Расчет устойчивости пород и  нагрузок на крепь

      В земной коре вышележащие слои пород  своей массой давят на нижележащие, а последние сопротивляются этому давлению. Таким образом, в нетронутом горными работами массиве эти силы находятся в равновесии, а породы в напряженном состоянии.

             Напряженное состояние  нетронутого массива, созданное  гравитационными силами, является исходным силовым полем, в значительной степени  предопределяющим поведение пород  в обнажении при проведении горных выработок.

       

             При проведении горных выработок естественное равновесное  состояние массива нарушается, происходит перераспределение напряжений вокруг горной выработки. Последние могут  превзойти предел прочности пород, произойдут их разрушение и смещение. Смещения могут быть настолько велики, что плотность пород будет нарушена, появятся расслоения, трещины, а в дальнейшем и обрушения.

             Горным давлением  называются напряжения, возникающие  в массиве горных пород вокруг обнажения, под действием гравитационных и тектонических сил, вызывая  деформацию горных пород и их разрушение.

       

             Горное давление вокруг выработки связано с перераспределением напряжений при её проведении и зависит  от целого ряда естественных и горнотехнических факторов. К естественным факторам относятся глубина разработки, структура и физико-механические свойства горных пород, угол падения и мощность залежей полезного ископаемого. К горнотехническим факторам относятся форма, размеры и расположение горных выработок, механическая характеристика крепи, скорость продвигания и время поддержания выработки.

             Горное давление может  сопровождаться горными ударами, выбросами, стрелянием горных пород и микроударами. Эти явления характерны для крепких пород, обладающих свойством накапливать в себе большой запас потенциальной энергии, и разрушается мгновенно, подобно взрывам.

       

             Для зоны разрушения пород  характерны постепенное уменьшение степени их разрешения и увеличение напряжений в направлении от контура  выработки вглубь массива. Эту зону принято называть областью пониженных напряжений, или областью неупругих  деформаций. Вследствие образования  области неупругих деформаций на её границе происходит новое перераспределение  напряжений. За её пределами возникает  область повышенных напряжений, или  область опорного давления, которое  дальше вверх постепенно переходит  в область, в которой напряжения соответствуют первоначальным напряжениям. Горные породы лучше всего сопротивляются сжатию. Поэтому, если кровле выработки придать сводчатую форму, при которой породы в основном работают на сжатие, то этим будет обеспечена большая её устойчивость.

      1. Предел прочности массива на длительное сжатие:

            R_сж=G_сж×k_с×x, МПа        (3)  где: G_сж - предел прочности пород на одноосное сжатие, МПа