Подп. и дата
Инв. № дубл.
Взам. инв. №
Подп. и дата
Инв. № подл.

Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования «Тульский государственный университет»

Кафедра: «Геотехнологий и строительства подземных сооружений»

Курсовой проект

по дисциплине «Шахтное и подземное строительство»

на тему: «Проект сооружение вертикального ствола»

Расчетно-пояснительная записка

Выполнил:	студент группы 320281
Проверил:	доц. каф. СПС Каверин И.М.

Тула 2012

Содержание

Введение………………………………………………………………………………………….3

1. Определение размеров поперечного сечения ствола в свету…………………………4

1.1. Расчет емкости подъемных сосудов……………………………………………………4

0. 1.2. Проверка площади поперечного сечения ствола на допустимую скорость движения воздушной струи ………………………………………………………………………………....7

1. 1.3. Выбор материала крепи………………………………………………………………….8

2. 1.4. Расчет величины горного давления и толщины постоянной крепи ствола…………..9

1. Определение размеров устья ствола……………………………………………………11

   0. 2.1. Выбор конструкции устья, опорного венца и материала крепи……………………..11

2.2. Расчет заглубления оснований устья. Расчет высоты опорных

венцов…………………………………………………………………………………………….13

0. 2.3. Подсчет объемов работ по выемки грунта при сооружении устья ствола……………………………………………………………………………………………..14

1. 2.4. Подсчет объемов работ по бетонированию при сооружении устья ствола……………………………………………………………………………………………..14

1. Выбор комплекса оборудования для проходки устья и технологического отхода……………………………………………………………………………………..16

2. Выбор проходческого комплекса для строительства ствола………………………….17

3. Выбор способа разрушения пород и технология проведения ствола………………...18

   0. 5.1. Выбор типа взрывчатого вещества и средств взрывания…………………………….18

   1. 5.2. Определение удельного расхода взрывчатого вещества,

   2. конструкции заряда, диаметра патронов и шпуров………………………………………..18

   3. 5.3. Расчет параметров БВР………………………………………………………………….21

   4. 5.4. Расчет продолжительности операций БВР…………………………………………….27

4. Проветривания и приведение забоя в безопасное расстояние………………………...30

   0. 6.1. Выбор схемы проветривания…………………………………………………………...30

   1. 6.2. Расчет параметров проветривания……………………………………………………..31

   2. 6.3. Выбор оборудования…………………………………………………………………….34

   3. 6.4. Приведение забоя в безопасное состояние…………………………………………….34

5. Погрузка породы………………………………………………………………………….35

   0. 7.1. Выбор типа погрузочной машины………………………………………………………35

   1. 7.2. Подсчет объемов отбитой породы………………………………………………………37

   2. 7.3. Расчет эксплуатационной производительности погрузочной машины……………………………………………………………………………………………37

   3. 7.4. Расчет продолжительности погрузки отбитой породы………………………………..39

8. Оборудование проходческого подъёмного комплекса………………………………….40

8.1. Выбор проходческой бадьи и прицепного устройства………………………………..40

0. 8.2. Выбор проходческого копра…………………………………………………………….43

1. 8.3. Выбор и расчет канатов…………………………………………………………………45

2. 8.4. Выбор места расположения и типа подъемной машины……………………………...45

9. Водоотлив…………………………………………………………………………………46

10. Связь и сигнализация……………………………………………………………………..46

Список литературы………………………………………………………………………………..47

Введение

Вскрытие месторождений во многих случаях осуществляют вертикальными стволами. Они открывают доступ к рабочим горизонтам по кратчайшему пути, спуск и подъем грузов по ним наиболее удобен, и затраты на эти операции наименьшие. При большой глубине разработки вскрытие вертикальными стволами может быть единственно возможным. Примерно

95 % вертикальных стволов в крепких породах закреплены бетоном и имеют круглое поперечное сечение диаметром от 3 до 9 метров.

Вертикальные стволы являются уникальными инженерными сооружениями по масштабу и сложности решаемых технических задач в период строительства и эксплуатации шахт. При строительстве и реконструкции горных предприятий выполняются значительные объемы строительно-монтажных работ на поверхности шахты и по сооружению капитальных горных выработок. Сокращение сроков строительства шахт зависит от продолжительности оснащения и проходки ствола. Успешному решению этой инженерной задачи способствует научно обоснованный выбор схем оснащения стволов, выбор проходческого оборудования, определение организационных параметров, позволяющих эффективно использовать их на всех стадиях строительства.

В курсовом проекте для строительства вертикальной горной выработки целесообразно использовать круглую форму поперечного сечения шахтного ствола. Она более удобна для организации и механизации проходческих работ, обеспечивает наибольшую устойчивость породного массива, лучше противостоит давлению горных пород и хорошо герметизируются.

1. Определение размеров поперечного сечения ствола в свету.

1. Расчет емкости подъемных сосудов и определение площади поперечного сечения ствола в свету.

Для определения типа и числа скипов необходимо определить величину груза, поднимаемого по стволу за один подъем. Оптимальную грузоподъемность подъемных сосудов, при которой суммарные годовые расходы на амортизацию и эксплуатацию являются минимальными, определяют по формуле Г.М. Еланчика:

Оптимальную грузоподъемность для однососудного подъема для угля определяем по формуле:

, (т)

где - годовая производственная мощность шахты по горной массе,

= 1100000 т/год;

- коэффициент неравномерности поступления горной массы к стволу, равен 1,1-1,3;

- высота подъема, =360 м;

Т - пауза между двумя подъемами, равная для клетевого 15-20 с, скипового подъема - 30 с;

- число рабочих дней в году, равное 300 - при шестидневной рабочей неделе; 350 – без выходных дней;

- число часов работы подъема в сутки по выдаче горной массы, равное 14-15 час.

Типовое сечение армировки ствола для моего курсового проекта – №2; В данной армировке под уголь используются два однососудных подъёма, поэтому в следующую формулу подставляем производственную мощность шахты по углю делённую попалам. Т.е. А_г=1100000/2 = 550000 т в год.

т.

Объем скипа для угля определяется по формуле:

, (м³)

где – грузоподъемность подъемных сосудов, т;

– коэффициент разрыхления грунта.

По табл. 1 определяем коэффициент разрыхления грунта. Т.к. коэффициент крепости по шкале проф. Протодъяконова, f =5, то =2.

м³.

По табл.4. Мет. ук. к практическим занятия по ШиПС выбираем стандартный скип с неподвижным кузовом 2СН5-1 вместимостью 5 м³, размеры которого в плане - 1540 ×1850 мм. Принимаем размеры армировки ствола: расстрелы из двутавра №27 с шириной полки 125 мм, проводники из железнодорожных рельсов Р38 высотой 135 мм;

Оптимальная грузоподъемность для однососудного подъема для породы определяется по формуле:

, (т)

т.

Объем скипа для породы определяется по формуле:

По табл.1. Мет. ук. к практическим занятия по ШиПС определяем коэффициент разрыхления грунта. Т.к. коэффициент крепости по шкале проф. Протодъяконова, f =5, то =2.

, (м³)

м³.

По табл.4. Мет. ук. к практическим занятия по ШиПС выбираем стандартный скип с неподвижным кузовом 2СН4-1 вместимостью 4 м³, размеры которого в плане – 1350 ×1700 мм. Принимаем размеры армировки ствола: расстрелы из двутавра №27 с шириной полки 125 мм, проводники из железнодорожных рельсов Р38 высотой 135 мм; глубина врубки в полке двутавра под проводник 5 мм. Для монтажа водоотливных труб и кабелей в сечении ствола выделяем площадь сегмента высотой в свету 1,5 м.

Зазор между выступающими частями скипов и крепью 150 мм, зазор между скипами и расстрелами, не несущими проводники, 150 мм. Наносим на лист бумаги в масштабе 1:50 на план сетку расстрелов и размещаем скипы с соблюдением выше указанных зазоров.

М 1:50

Рис.1 . – Графическое определение сечения ствола в свету

Находим три точки под углом в 45° на расстоянии 150 мм от углов скипов. Описываем окружность вокруг найденных трех точек. Измеряем согласно принятому масштабу диаметр ствола в свету. В данном примере он равен = 6,55 м. Принимаем типовое сечение ствола диаметром в свету

= 6,5 м.

Определяем площадь поперечного сечения ствола в свету

м².