лабор работы по РГП 2013
.pdfМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ
ГВУЗ «ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выполнению лабораторных работ по дисциплине
«РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД ВЗРЫВОМ»
Рассмотрено на заседании кафедры
«Технология и техника геологоразведочных работ»
Протокол №4 от 20.12.2012 г.
Утверждено на заседании учебно-издательского совета ДонНТУ
2013 г.
1
УДК 622: 235 (09)
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Разрушение горных пород взрывом» для студентов специальности „Бурение” /Сост. В.И. Пилипец. - Донецк: ДонНТУ, 2013. – 55с.
Содержатся теоретические сведения, необходимые для выполнения лабораторных работ. Даны рекомендации к выполнению лабораторных работ по разрушению горных пород. Приведены конкретные требования к содержанию работ, контрольные вопросы для самостоятельной подготовки к работе, справочные материалы. Приведен список рекомендуемой справочной литературы.
Составитель В.И.Пилипец, проф.
Отв. за выпуск |
А.А.Каракозов, зав кафедрой. |
Рецензент А.Н.Рязанов, доцент.
2
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Лабораторные работы по курсу "Разрушение горных пород взрывом " выполняются с целью закрепления теоретических знаний, приобретения практических навыков выполнения работ лабораторного характера, освоения методов работы со взрывчатыми веществами.
Во время самостоятельной подготовки студент обязан проработать материал учебника, дополнительной литературы и лекций по соответствующей теме, изучить методику и порядок выполнения работы по методическим указаниям, подготовить ответы, поставленные в указаниях к каждой работе.
При выполнении лабораторных работ следует помнить, что специфические особенности взрывчатых материалов (ВМ) требуют особенно аккуратного обращения со взрывчатыми веществами (ВВ) и со средствами взрывания (СВ).
В лаборатории нужно работать с большой тщательностью и вниманием, точно соблюдать Единые правила безопасности при взрывных работах (ЕПБ) и требования данных методических указаний.
Перед началом лабораторной работы преподаватель проверяет готовность к ней студентов путем выборочного опроса.
Студенты, не подготовленные к самостоятельному выполнению работ, к занятиям не допускаются.
Студенты, допущенные к самостоятельному выполнению лабораторных работ со взрывчатыми материалами, должны предварительно познакомиться с основными правилами безопасности и поставить свою подпись в контрольном листе.
Большинство работ рассчитано на их выполнение и оформление непосредственно на занятии. Если работа не закончена, она с разрешения преподавателя может быть дооформлена и сдана к следующему занятию.
Текст работ и расчеты выполняются пастой или чернилами, графический материал может выполняться карандашом.
При защите лабораторной работы необходимо знать ответы, на вопросы, поставленные в указаниях к лабораторной работе.
3
Лабораторная работа № 1 (2 часа)
Тема: ИЗУЧЕНИЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК, ОСВОЕНИЕ
МЕТОДИКИ ПОСТРОЕНИЯ СЕЧЕНИЙ
Цель работы: Изучение горных выработок, проводимых подземным способом и сечений выработок.
Порядок выполнения работы
А. Во время самостоятельной подготовки:
1.Изучить раздел "Горные предприятия и выработки" по учебнику, лекциям и настоящим методуказаниям.
2.Подготовить ответы на контрольные вопросы:
-почему штрек называется полевым?
-в каком направлении проводятся квершлаг, штрек, уклон, бремсберг?
-в каком направлении транспортируется горная масса по уклону, бремсбергу, квершлагу?
Б. Во время лабораторной работы
1. Вычертить схему подземных выработок шахты по рисунку 1 и изучить названия и назначение выработок, обозначить недостающие названия.
Ствол – это вертикальная или наклонная горная выработка, имеющая непосредственный выход на поверхность и предназначенная для обслуживания подземных работ в пределах шахтного поля или его части.
Разведочные шахты обычно имеют один вертикальный шахтный ствол, оборудованный одной или двумя клетями.
Угольные шахты имеют два ствола: главный для подъема угля и вспомогательный для спуска-подъема людей, материалов и оборудования.
По форме сечения шахтные стволы бывают круглыми и прямоугольными.
Круглые стволы разведочных шахт имеют диаметр в свету 4 и 4,5 м, а прямоугольные—площадь 8,9, 12,7 и 14,2 м2.
4
Слепой ствол – это шахтный ствол, который не имеет непосредственного выхода на поверхность, а проводится из капитальной подземной выработки.
Рисунок 1 - Подземные горные выработки:
1 – главный ствол; 2 – вспомогательный ствол; 3- бремсберг; 4 – ходок бремсберга; 5 – околоствольный двор; 6 – слепой ствол; 7 - уклон; 8– ходок уклона; 10 – откаточный штрек; 11 – вентиляционный штрек; 12 - лава
Околоствольный двор представляет собой совокупность выработок, служащих для соединения шахтного ствола или стволов (главного и вспомогательного) со всеми остальными подземными выработками.
Околоствольный двор является главной подземной станцией, пропускающей весь груз, выдаваемый из шахты на поверхность, а также поступающие с поверхности порожние вагонетки, крепежные материалы для возведения крепи, рудничные рельсы и шахтное оборудование.
Квершлаг — это горизонтальная подземная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность, прой-
5
денная по вмещающим породам вкрест простирания месторождения и используемая для транспорта, вентиляции, передвижения людей, водоотлива, для прокладки кабелей, труб и линий связи.
Штрек — это горизонтальная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность, пройденная по простиранию наклонно залегающего месторождения или в любом направлении при горизонтальном его залегании.
Обычно от квершлага проходят два штрека: откаточный, где располагаются вагонетки или конвейер и вентиляционный.
Между вентиляционным и откаточным штреками располагается лава, где ведется добыча угля.
Иногда штреки проводятся по пустым породам параллельно линии простирания месторождения. Такие штреки называют по-
левыми.
Бремсберг—это наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность, пройденная снизу вверх, как правило, по направлению восстания пласта или залежи полезного ископаемого и предназначенная для спуска руды или угля на откаточный горизонт шахты.
Уклон- это наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность, пройденная сверху вниз, как правило, по направлению падения пласта или залежи полезного ископаемого и предназначенная для подъема полезного ископаемого.
Уклон оснащается так же, как и бремсберг, и проходится, как правило, на угольных шахтах.
Шурф — вертикальная неглубокая (до 40 м) горная выработка круглой или прямоугольной формы сечения, пройденная с поверхности.
Площади сечения шурфов от 1 до 4 м2. Дудка – это шурф круглой формы.
Восстающий—это вертикальная или наклонная горная выработка, проводимая по восстанию залежи (пласта) и служащая для проветривания, передвижения людей, спуска полезного ископаемого или породы, доставки материалов и оборудования, подачи энергии и воды, а также для разведочных целей.
Разведочные восстающие проходятся длиной до 100 м, имеют от одного до трех отделений и площадь поперечного сечения прямоугольной формы до 5 м2.
6
Восстающие, пройденные способом бурения, имеют сечение круглой формы диаметром до 0,8—1,5 м.
2. Изучить элементы горной выработки.
Начало горной выработки, т.е. место примыкания подземной выработки к поверхности Земли или к другой выработке называется устьем выработки.
Постоянно перемещающийся в процессе ведения горных работ конец выработки, где непосредственно осуществляется выемка породы, называется забоем.
Бока выработки (стенка)—это поверхность, ограничивающая выработку с боков.
Поверхность, ограничивающая горную выработку сверху, называется кровлей.
Поверхность, ограничивающая горную выработку снизу, называется почвой (подошвой).
Призабойное пространство —это пространство длиной не-
сколько десятков метров внутри выработки, которое примыкает непосредственно к забою, где располагается забойное горнопроходческое оборудование и находится обслуживающий его персонал.
Если выработки пересекаются, то место соединения одной выработки с другой называется сопряжением.
3. Изучить формы сечения выработок.
Сечение выработки, перпендикулярное ее длинной оси на-
зывается поперечным сечением.
Различаются три вида поперечных сечений выработок: вчерне, в свету, в проходке.
Сечение вчерне –это площадь поперечного сечения, ограниченная проектным контуром выработки.
Сечение в свету –это площадь поперечного сечения, ограниченная внутренним контуром крепи.
Сечение в проходке –это площадь поперечного сечения, ограниченная фактическим контуром выработки.
Форма сечения горизонтальной горно-разведочной выработки зависит от вида применяемой крепи, предназначенной для сохранения необходимой площади поперечного сечения.
7
По существующему стандарту для горно-разведочных выра-
боток установлены прямоугольно-сводчатая форма сечения (при креплении выработки бетоном или комбинированной крепи: набрызгбетонной в сочетании с анкерной) и трапециевидная форма (в основном при креплении выработки деревом).
Определение размеров поперечного сечения подземной выработки выполняется после выбора вида крепи и формы поперечного сечения, которые зависят от предполагаемой величины горного давления, схемы расположения выработки в шахте, схемы механизации производственных процессов, принятого оборудования. Размер выработки должен обеспечить условия эффективного проветривания проходческих забоев, а также возможность работы погрузочных машин и других механизмов с учетом рекомендованных Правилами безопасности зазоров между механизмами и крепью.
На рисунках 2 и 3 приведены сечения выработок.
Рисунок 2 - Сечение выработки трапециевидной формы с деревянной крепью и однопутной рельсовой колеей
8
Рисунок 3 - Сечение выработки прямоугольносводчатой формы с на- брызг-бетонной крепью и однопутной рельсовой колеей
Примечание: hкп - высота подвески контактного провода от головки рельсов; R - радиус осевой дуги коробового свода; r - радиус боковой дуги коробового свода.
Обозначения, принятые на рисунках: В-ширина выработки на уровне подвижного состава;
m - размер зазора между подвижным составом и крепью; А- ширина электровоза (вагонетки);
n- размер прохода на высоте 1800 мм от балластного слоя; hэ- высота электровоза (вагонетки) от головки рельсов; hа- высота от балластного слоя до головки рельсов;
ha = 1/3 hш + hр;
Р - зазор между подвижными составами в двухпутной выработке; hш – высота шпалы;
hр –высота рельса;
- угол наклона стоек крепи;
h1 - высота выработки от головки рельсов до верхняка в случае применения контактных электровозов;
h0 - высота коробового свода. Высота коробового свода при f ≤ 12 принимается как h0 = B/3, а при f ≥ 12 - h0 = B/4;
hб – толщина балластного слоя; В1 –ширина выработки вчерне (с учетом толщины бетона);
h3 - высота стенки выработки прямоугольно-сводчатого сечения от почвы до пяты свода.
По существующему стандарту (ГОСТ 22940-85) для горизонтальных и наклонных горно-разведочных выработок установлены нормативные значения только сечений в свету, поскольку именно это сечение позволяет разместить принятое оборудование
9
и рассчитать необходимое количество воздуха для проветривания выработки.
Размеры типовых сечений горно-разведочных выработок в свету приведены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1 - Типовые сечения выработок трапециевидной формы (ТР) в свету
Площадь се- |
Высота выра- |
Ширина выработки, м |
|||||
чения, м2 |
|
ботки, м |
по почве |
|
по кровле |
||
2,0 |
|
|
1,8 |
1,31 |
|
|
0,87 |
2,8 |
|
|
1,8 |
1,57 |
|
|
1,13 |
3,7 |
|
|
2,14 |
1,97 |
|
|
1,44 |
4,4 |
|
|
2,31 |
2,27 |
|
|
1,7 |
5,0 |
|
|
2,5 |
2,38 |
|
|
1,76 |
8,3 |
|
|
2,4 |
3,86 |
|
|
3,27 |
9,2 |
|
|
2,55 |
4,08 |
|
|
3,48 |
Таблица 2 - Типовые сечения выработок прямоугольно- |
|||||||
сводчатой формы (ПС) в свету |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
Площадь |
Высота |
Ширина |
Большой |
Малый |
Высота |
||
сечения, |
выра- |
выра- |
радиус |
радиус |
свода, |
||
м2 |
ботки, м |
ботки, м |
свода (R),м свода (r), м |
м |
|||
2,0 |
1,85 |
1,1 |
0,77 |
0,29 |
0,37 |
||
2,7 |
1,84 |
1,56 |
1,07 |
0,41 |
0,52 |
||
3,5 |
2,32 |
1,57 |
1,09 |
0,41 |
0,52 |
||
4,2 |
2,49 |
1,85 |
1,28 |
0,49 |
0,62 |
||
5,4 |
2,8 |
2,07 |
1,43 |
0,54 |
0,69 |
||
8,2 |
2,72 |
3,4 |
3,08 |
- |
0,85 |
||
8,8 |
2,7 |
3,6 |
3,26 |
0,62 |
0,9 |
Размеры выработки вчерне определяются по размерам в свету с учетом толщины стоек, затяжек, клиньев, толщины бетона.
4. По заданию преподавателя выбрать типовое сечение выработки трапециевидной или прямоугольно сводчатой формы и вычертить его в масштабе.
10