Проходка горных выработок (стр. 1 из 2)
Вопрос:Опишите основные физико-механические свойства пород.
Основными свойствами породы являются: плотность, твердость, вязкость, упругость, пластичность, крепость, слоистость, трещеноватость, влагоемкость, ползучесть, кливаж, разрыхляемость, угол естественного откоса, угол внутреннего трения и др.
Плотность — масса единицы объема породы со всеми содержащимися в ее порах жидкостями и газами.
Твердость — сопротивление породы внедрению в нее острого инструмента (оказывает большое влияние на процесс разрушения породы режущим инструментом).
Вязкость — сопротивляемость породы отделению от массива некоторой ее части.
Упругость — способность проявлять упругие деформации (возвращаться к Пластичность — свойство породы изменять свою форму без разрушения,прежней форме и размерам после прекращения действия сил).
Крепость — сопротивляемость механическим воздействиям (характеризуется величиной сил, при которых порода разрушается).
Слоистость — наличие в породах слоев, мало или совершенно не связанных между собой.
Трещиноватость — наличие в породе трещин, возникших при тектонических процессах или в результате ведения горных работ. По слоям и трещинам порода более легко отделяется от массива, следовательно, вынимать такие породы легче, но устойчивость их меньше и они создают большее горное давление.
Влагоемкость— свойство породы поглощать и удерживать воду.
Ползучесть — непрерывное во времени развитие деформаций в породах при постоянной нагрузке.
Кливаж — делимость породы по системе мелких субпараллельных плоскостей тектонического происхождения. Кливаж ослабляет породу, облегчает выемку ее, но усложняет управление горным давлением.
Разрыхляемость — свойство породы увеличиваться в объеме при добыче по сравнению с объемом ее в массиве.
Характеризуется разрыхляемость коэффициентом разрыхления. Кр=Vр/Vм, где VР — объем разрыхленной породы, м3; Vм— объем той же породы в массиве, м3.
Коэффициент разрыхления зависит от состава, строения, крепости, кусковатости породы, он равен 1,1—2,2.
Угол естественного откоса — наибольший угол, который может быть образован откосом свободно насыпанной горной массы в состоянии равновесия с горизонтальной плоскостью. Он зависит от кусковатости и форм частиц породы, шероховатости их поверхности, а также от плотности и влажности породы. Величина угла естественного откоса равна 10—12° для торфа, песка и 40—50° для мокрого суглинка, глины, угля.
Угол внутреннего трения — угол, тангенс которого равен коэффициенту внутреннего трения сыпучей породы или коэффициенту крепости породы в массиве по шкале проф. М. М. Протодьяконова.
Вопрос:Что такое горная крепь, и какие требования к ней предъявляются?
Горная крепь — искусственные сооружения, возводимые в горных выработках для предотвращения обрушения и пучения окружающих пород, сохранения необходимых размеров и рабочего состояния выработок.
Крепь горных выработок должна удовлетворять следующим основным техническим и экономическим требованиям:
быть достаточно прочной, надежной и долговечной в работе (поддерживать выработку в рабочем и безопасном состоянии в течение всего срока службы), не загромождать выработку;
по площади должна занимать в выработке как можно меньше места, не мешать выполнению производственных процессов, оказывать минимальное сопротивление движению воздуха;
обеспечивать возможность механизации возведения крепи и изготовления ее элементов;
быть транспортабельной, нетрудоемкой при возведении и ремонте, предусматривать возможность ее максимального извлечения из погашаемых выработок и дальнейшего повторного использования;
конструкция и материал должны соответствовать сроку службы выработки, а сумма материальных я трудовых затрат на изготовление, возведение, эксплуатацию и ремонт в течение срока службы выработки должны быть минимальными.
В отдельных случаях крепь должна быть огнестойкой, морозостойкой, водо- или газонепроницаемой, сейсмостойкой.
Всем этим требованиям одновременно не удовлетворяет ни одна конструкция горной крепи, поэтому при выборе ее необходимо учитывать конкретные горно-геологические условия.
Горную крепь классифицируют по следующим признакам:
По расположению выработок в пространстве—на крепь горизонтальных, наклонных и вертикальных выработок;
по роду выработок — на крепь капитальных, подготовительных и очистных выработок;
по основному материалу — на деревянную, металлическую, каменную, бетонную, железобетонную и смешанную;
по сроку службы — на временную и постоянную;
по конструкции — на рамную, сплошную, штанговую и комбинированную;
по типу или характеру взаимодействия с боковыми породами — на жесткую, шарнирную, податливую;
по форме поперечного сечения выработок — на прямоугольную, трапециевидную, полигональную, сводчатую, арочную, кольцевую, эллиптическую и др.;
по местоположению на трассе выработки — на крепь протяженных участков, выходов на поверхность (устьев стволов и штолен), сопряжений и пересечений;
по условиям работы — наобычную и специальную.
Вопрос:Формы и размеры поперечного сечения горных выработок. Привести рисунки
Форма поперечного сечения горной выработки зависит от назначения и срока службы, свойств пересекаемых ею пород, величины и направления горного давления, материала и конструкции крепи, способа ее проведения и др. В угольной промышленности горизонтальные и наклонные горные выработки проводят прямоугольной (рис. 5,а), трапециевидной (рис. 5,б), арочной (рис. 5,в, г), сводчатой (рис. 5 д, е), подковообразной с обратным сводом (рис. 5,ж} и без него (рис. 5,з), круглой и других форм. При небольшом горном давлении форму поперечного сечения выработки принимают прямоугольного очертания, при большом — криволинейного, а при всестороннем — круглого. Закругление углов приводит к уменьшению концентраций напряжений и деформаций в породах, окружающих выработку. Размеры (высота, ширина) и площадь поперечного сечения горной выработки зависят от ее назначения, габаритов размещаемого в выработке оборудования или транспортных средств (электровозы, вагонетки, конвейеры и др.), числа рельсовых путей, способа перемещения людей по выработке, зазоров, предусмотренных Правилами безопасности и допустимой скорости движения воздуха по выработке.
В выработке различают площадь сечения в свету (площадь по внутреннему контуру крепи и почве выработки), вчерне (площадь по наружному контуру крепи, включая затяжку, и почве выработки), в проходке (площадь по контуру пород, которую принимают на 3—5% больше площади вчерне), э также размеры выработки до осадки и после осадки крепи. Согласно Правилам безопасности минимальные площади поперечных сечений горных выработок в свету должны составлять; для главных выработок (квершлагов, штреков, капитальных и панельных бремсбергов, уклонов) не менее 4,5 м2 при рамной деревянной металлической, железобетонной и смешанной крепи и не менее 4 м2 при монолитной каменной, бетонной, железобетонной и тюбинговой крепи при высоте не менее 1,9 м от головки рельсов; для участковых выработок (вентиляционных, промежуточных и конвейерных штреков, людских ходков, участковых бремсбергов и уклонов) не менее 3,7 м2 при высоте не менее1,8м; для печей, просеков - не менее1,5 м2 .
Для выбора необходимого типового поперечного сечения выработки, необходимо определить ее ширину (В) на уровне верхней кромки подвижного состава по формуле:
В=m+kА+p+n
Где m- зазор между крепью и подвижным составом, k-число рельсовых путей, А –ширина подвижного состава, p –зазор между составами, n –свободный проход для людей (в метрах).
Правила безопасности предусматривают с одной стороны зазор между крепью и подвижным составом не менее 0,25 м на уровне подвижного состава при рамных конструкциях (деревянной, металлической и сборной железобетонной) крепей и не менее 0,2 м при сплошных конструкциях (бетонной, железобетонной и тюбинговой) крепей; с другой стороны для свободного прохода людей в горной выработке не менее 0,7 м на высоте не менее 1,8 м от почвы (тротуара). В двухпутных выработках зазор между составами должен быть не менее 0,2 м, при конвейерном транспорте ширина прохода для людей не менее 0,7 м, а зазор с другой стороны не менее 0,4 м. Правилами безопасности установлены и другие минимально допустимые размеры выработок по ширине и высоте. Для сохранения требуемых зазоров в течение всего срока службы выработки размеры ее сечения при проведении пластовых выработок, находящихся в зоне влияния очистных работ, рекомендуется принимать с запасом (вертикальная податливость до 50—60% мощности пласта и горизонтальная — 0,23— 0,29 м на высоте 1,8 м от почвы выработки).
Вопрос:Способы и схемы проветривания подготовительных выработок, условия их применения, достоинства и недостатки
После взрывания зарядов ВВ прнзабойная часть выработки заполняется газообразными продуктами взрыва. Поэтому для создания нормальных санитарных и безопасных условий труда проходчикам необходимо выработку проветрить, чтобы воздух в забое содержал не менее 20% кислорода по объему и не более 0,5% углекислого газа. Температура воздуха не должна превышать 26 "С при относительной влажности до 90%. Средняя скорость движения воздуха должна быть ее менее 0,25 м/с. Разжижение продуктов взрыва и удаление их из забоя должны происходить не более чем за 30 мин после взрывания зарядов ВВ.