LB 4-1

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4.1
«Выбор формы поперечного сечения (ПС) горизонтальной
и наклонной горно-разведочной выработки (ГРВ) и материала
крепи по показателям устойчивости пород кровли и боков
выработки»

1. Краткая характеристика работы

В общем комплексе по проведению горных выработок выбор формы, материала и конструкции крепи занимает особое место, т.к. от правильности этого выбора зависят: устойчивость выработки, как в период её проведения, так и во время её дальнейшей эксплуатации, а также объёмы горных работ и сроки сооружения выработок, что напрямую связано с капитальными и эксплуатационными затратами.

2. Цель работы

Целью работы является приобретение практических навыков в выборе формы горной выработки по результатам расчётов по показателям устойчивости пород кровли и боков выработки.

3. Порядок выполнения работы

3.1. Студент определяет свой вариант исходных данных по ниже приведённой таблице 1.1 (номер варианта определяется порядковым номером в групповом журнале или по шифру зачётной книжки студента).
3.2. Дать определение горной породе и привести её физико-механические свойства и занести их в табличной форме (табл. 1.2);
3.3. Студентом в соответствии с физико-механическими свойствами горных пород (табл. 1.3 и 1.4) и условиями проведения выработки производится расчёт безразмерного параметра устойчивости Пу.
3.4. По результатам расчёта производится предварительный выбор материала крепи и, соответственно, формы поперечного сечения выработки (табл. 1.5).
3.5. Произвести проверочный расчёт запаса прочности пород и действующих напряжений с пределом прочности массива для боков nб и кровли nк.
Полученные данные будут использованы при выполнении последующих лабораторных работ в соответствии с графиком их выполнения.

4. Порядок выполнения работы

4.1. Расчёта безразмерного параметра устойчивости Пу,
Предварительно выбор крепи и, соответственно, формы ПС можно произвести на основе расчёта безразмерного параметра устойчивости Пу, который используется при проектировании выработок (в типовых паспортах крепления) для рудников цветной металлургии и для угольных шахт
13 EMBED Equation.3 1415 (1.1)
или
13 EMBED Equation.3 1415 (1.2)

Где
·– средняя плотность вышележащей толщи горных пород, кг/м3;
g – ускорение свободного падения. g = 9,81 м/сІ

· – объёмный вес горных пород, Н/м3;
Н– глубина заложения горной выработки (максимальное расстояние до поверхности Земли), м.

Для районов, подверженных движениям земной коры, и для зон тектонических нарушений вместо Н принимается расчётная глубина
Нр = Кн
· Н (1.3)
где Нр – расчётная глубина заложения выработки;
Кн – коэффициент перегрузки по глубине заложения выработки:
1,0 – в массиве, не имеющем пустот, тектонических трещин и ранее пройденных выработок;
1,5 – для районов, подверженных движениям земной коры, и для зон тектонических нарушений при отсутствии соответствующих экспериментальных данных;

·сж – предел прочности на одноосное сжатие образца горных пород (определяется либо лабораторными методами, либо по известному значению коэффициента крепости горных пород
·, по которым проводится выработка), Па:

·сж=107
·f(Па) = 10
· f (Мпа)
где
· – коэффициент крепости горных пород и грунтов по шкале профессора М.М. Протодьяконова (
· = 120).
Таблица 1.1
Варианты заданий для выполнения работы

№ Варианта



Наименование
горных пород
Плотность горный пород,
·, т/м3
Коэффициент Пуассона,
·
Водоприток, м3/час
Тип горной
выработки
Длина выработки , L, м
Глубина заложения, H, м
Оборудование










Погрузочная машина или скрепер
Перегружатель
Вагонетка
Электровоз
(ручная)

Бурение шпуров


1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13


1
Аргиллиты средней плотности с прослойками угля

2,05

0,22

10,0

штольня

800

400

ППН-2
-

УВГ-1,4

5АРВ2

СБКН-2М


2
Алевролиты плотные, глинистые выветрелые
2,05
0,24
9,0
штрек
400
390
ППН-1э
-
УВО-0,8
аккумуля-торный
Рунное эл. сверло


3
Медный колчедан с локальным включением глин

2,55

0,24

8,0

рассечка

150

380

ППН-1н

-

УВО-0,5

ручная
ПП на пневмо-
поддержке

4
Известняки мергелистые средней крепости с тонкими прослойками углей

2,25

0,21

7,0

квершлаг

200

370

ПД

-

-

-

Буровая
каретка

5
Песчаники с глинистым цементом с прослойками глины

2,25

0,24

9,5

рассечка

50

360

скрепер

-

-

-
Колонковое электро-сверло

Продолжение табл. 1.1

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

6
Бокситы
слабоуплотнённые в значительной степени раздробленные

2,35

0,24

8,5

квершлаг

250

350

ППН-1с

-

УВО-0,8
аккумуля-торный
ПП на
распорной колонке

7
Туфопесчаники с прослойками глины
2,55
0,26
7,5
штольня
1000
340
ППН-3
ПСК-1
УВГ-1,6
7КР-1
БКГ

8
Лимониты с тонкими прослойками углей
2,15
0,24
6,5
рассечка
80
330
скрепер
-
-
-
Рунное эл. сверло

9
Туфобрекчии альбитофировые с локальным включением глин

2,65

0,26

11,0

штольня

750

320

ППН-1с

-
УВО-1,0
аккумуля-торный

СБКН-2М

10
Конгломераты
осадочных пород с
извесково-глинистым цементом с прослойками из каменной соли

2,05

0,24

10,5

штрек

350

310

ЭПМ-2

-

УВГ-1,0
аккумуля-торный

Рунное эл. сверло

11

Дуниты выветрелые

2,35

0,21

9,0

квершлаг

400

300

ППН-1с

-

УВГ-1,2
аккумуля-торный

УБШ-207

12
Липариты крупнозер-нистые выветрелые

2,55
0,24
12,0
штольня
600
290
ППН-1э
-
УВГ-1,4
4КР-1
УБШ-211Г

13
Песчаники кремнистые с локальным включением рудных минералов

2,65

0,26

11,5

штольня

800

260

ППН-2

-

УВГ-1,6

7КР-1

СБКН-2М

Продолжение табл. 1.1

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

14

Змеевики выветрелые

2,35

0,24

5,0

рассечка

200

270

ПДМ

-

-

-
ПП на
распорной колонке УПБ-1

15
Песчаники оркозовые медистые с тонкими прослойками сульфидов

2,45

0,25

6,0

рассечка

60

260

скрепер

-

-

-
ПП на
распорной колонке ЛКР-У

16
Песчаники медистые мелкозернистые с известково-кремнистым цементом с кливажны-ми отдельностями


2,55


0,25


7,0


квершлаг


180


250


ПДМ


-


-


-


УБШ

17
Известняки мергелистые выветрелые

2,15

0,21

8,0

квершлаг

250

240

ППН-1н

-

УВО-0,8
аккумуля-торный
ПП на пневмопод-держке

18
Андезиты среднезернистые выветрелые

2,55

0,21

6,5

рассечка

120

230

ПДМ

-

-

-
Колонковое эл.сверло

19
Алевролиты песчано-глинистые с зеркалами скольжения

2,15

0,24

7,5

штрек

400

220

ППН-1с

-

УВО-0,8
аккумуля-торный
ПП на пневмопод-держке

20
Аргиллиты плотные с прослойками углистых сланцев

2,35

0,25

9,5

штрек

450

210

ППН-1с

-

УВГ-1,2

5АРВ2
ПП на
распорной колонке УПБ-1

21
Конгломераты с глинистым цементом с локальными скоплениями углистых сланцев

2,25

0,24

5,5

рассечка

40

200

скрепер

-

-

-

Колонковое эл. сверло

Окончание табл. 1.1

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

22
Песчаники с известко-вым цементом с
прослойками углистых сланцев

2,35

0,24

10,5

штольня

850

190

ППН-2

ПСК-1

УВГ-1,4

АРП-7

СБКН-2М

23
Бокситы плотные с тонкими прослойками углистых сланцев

2,45

0,24

8,0

штрек

500

180

ЭПМ-2

-

УВГ-1,3

4КР-1

УБШ

24
Змеевики плотные с отдельностями в зонах нарушений
2,55
0,25
12,0
штольня
1500
170
ППН-3
-
ВПК-7
8АРП
БКГ-2

25
Роговики оруднённые баритоносные с отдель-ными включениями обугленного детрита

2,55

0,25

9,0

квершлаг

800

160

ППН-1с

ПСК-1

УВГ-1,6
аккумуля-торный

СБКН-2М

26
Брекчеевидные руды с тонкими прослойками глины

2,25

0,23

7,0

штрек

500

160

ППН-1с

-
УВГ-1,6
аккумуля-торный
Колонковое эл. сверло


Для выполнения работы необходимо заполнить таблицу 1.2.
Таблица 1.2

№ Варианта
Наименование горных пород
Категории пород по
трещиноватости
Коэффициент структурно-го ослабления, Ксо
Категория пород по буримости (по ЕНВ-77)
Предел прочности пород
на сжатие,
·сж, МПа
Коэффициент крепости по Протодьяконову,
·
Кажущийся угол внутрен-него трения (
·=arctg
·)
Коэффициент разрыхления, Кр
Плотность горный пород,
·, т/м3
Коэффициент длительной прочности,
·
Коэффициент Пуассона,
·
Коэффициент бокового распора,
·
Водоприток, м3/час
Тип горной выработки
Длина выработки , L, м
Глубина заложения, H, м
Оборудование


















Погруз. машина или скрепер
Перегружатель
Вагонетка
Электровоз (ручная)
Бурение шпуров

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
























g
Таблица 1.3
Классификация горных пород по трещиноватости.
Коэффициент структурного ослабления (Ксо) породного массива по СНиП II-94-80
Категория
пород
по трещиноватости
Степень трещиноватости (блочности) массива

Характеристика поверхности
ослабления породы
Среднее расстояние между трещинами, м
Коэффициент
структурного
ослабления
от – до
(среднее)



а
I


б
Чрезвычайно трещиноватые (мелкоблочные) почти полностью несвязанные
Породы в зонах крупных геологических нарушений, выветрелые и др. Прогрессирующее выветривание скальной породы по всему массиву. Порода разрушается (крошится, дробится).




до 0,1

0,1 и
менее
(0,1)



Сильно ослабленные
Трещины сильно раскрытые; многие из них заполнены глиной и выветрелыми породами. Тектонические
борозды скольжения; зеркала скольжения;
отдельности в зонах нарушения


0,1-0,3
(0,2)

II
Среднетрещиноватые (среднеблочные)
Прослойки из углистых, глинистых материалов; значительные скопления углистых, глинистых
материалов

0,1-0,5
0,3-0,5
(0,4)

III
Среднетрещиноватые (крупноблочные)
Тонкие прослойки; кливажные отдельности; мелкие закрытые трещины; трещины залеченные; локальные значительные скопления углистых, глинистых и других материалов

0,5-1,0
0,6-0,8
(0,6)


IV
Малотрещиноватые (весьма крупноблочные) малоослабленные
Микротрещины; редкие нитевидные и штриховые прослойки; отдельные разрозненные скопления обугленного детрита и других материалов

1,0-1,5

0,8-0,9
(0,8)

V
Практически монолитные; неослабленные
Породы массивные довольно однородные по составу. Трещины (диаклазы) практически отсутствуют.
Более 1,5
0,9-1,0
(0,9)

Таблица 1.4
Категория пород по буримости (ЕНВ-77)
Коэффициент
крепости
по Протодьяконову,
·



Наименование пород
Предел прочности пород на сжатие,
·сж, МПА
Ориентировочный коэффициент разрыхления, Кр

Объёмная масса,
·, т/м3

1
2
3
4
5
6

I
0,1
Глина, рыхлая в отвалах, песок, супесь рыхлая и растительный слой
без корней
1,0
1,1-1,2
1,4

II
0,2
Гравий, суглинок лёгкий, лёссовидный, торф и растительный слой с небольшой примесью мелкой гальки
3,0
1,2-1,3
1,4

III
0,5
Галька размером 1040 мм. Глина мягкая, жирная. Песчано-глинистые грунты. Щебень.
5,0
1,3
1,4

IV
0,8-1,0
Галька размером 41100 мм. Глина сланцевая, моренная. Галечно-щебёночные грунты, связанные глиной.
8,0
1,25-1,4
1,6-1,8

V
1,2
Алевролиты глинистые, слабосцементированные. Аргиллиты слабые. Конгломераты осадочных пород. Песчаники слабосцементированные песчано-глинистым цементом.
12,0
1,25-1,45
1,8-1,9

VI
1,6
Мёрзлые породы IIV категорий. Известняки оталькованные.
16,0
1,3-1,45
1,8-1,9

VII
2,0
Алевролиты плотные глинистые. Известняки мягкие. Конгломераты осадочных пород с известково-глинистым цементом. Змеевики оталькованные.
21,0
1,35-1,45
2,0-2,1

VIII
2-3
Алевролиты средней плотности. Змеевики с включением асбеста. Колчеданы, зоны выщелачивания. Туры выветрелые.
27,0
1,35-1,5
2,0-2,1

Продолжение табл. 1.4

1
2
3
4
5
6

IX
3-4
Алевролиты песчано-глинистые. Лимониты. Известняки мергелистые выветрелые. Известняки мергелистые средней крепости.
34,0
1,35-1,5
2,1-2,2

X
4
Брекчии рудные. Конгломераты с глинистым цементом. Дуниты сильно выветрелые. Песчаники с глинистым цементом.
43,0
1,35-1,5
2,2-2,3

XI
5-6
Алевролиты с включением кварца. Аргиллиты плотные. Бокситы слабоуплотнённые. Дуниты выветрелые. Змеевики выветрелые. Песчаники известковым цементом.
54,0
1,35-1,5
2,3-2,4

XII
6-7
Аргиллиты весьма плотные. Бокситы плотные. Медно-колчеданные ру

Приложенные файлы

  • doc 19093699
    Размер файла: 598 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий