А.П. Политов Расчет параметров вертикальных стволов

	30
Qш.л= 6 nч /60 ,	(37)

где nч – наибольшее число людей, находящихся в шахте; qш – относительная газообильность шахты, определяется по значению категории шахты по газу согласно [5, § 235], м3/т; С – допустимая концентрация газа в исходящей струе из шахты, С = 0,75 % [5, § 237].

Воздух при движении по стволу должен иметь скорость, не превышающую допустимую правилами безопасности [5, § 205]. Нормы предельно допустимых скоростей движения воздуха Vв, м/с, по стволу определяются в зависимости от назначения ствола:

-стволы с подъемными установками, предназначенными только для подъема людей в аварийных случаях – 15;

-стволы для спуска и подъема только грузов – 12;

-стволы для спуска и подъема людей и грузов – 8.

При определении скорости движения воздушной струи площадь ствола принимают в свету за вычетом площадей, занимаемых лестничным отделением, армировкой и трубопроводами.

Площадь сечения ствола в свету проверяют по условиям проветривания по формуле

V p = hc S св / αΡΗ ш < V в ,

(38)

где hс – депрессия вертикального ствола, Па;

hс = 3,54 α . Нш. Q2

ш.общ / S2,5св ;

(39)

α - коэффициент аэродинамического сопротивления, Н с2/м4, принимается в зависимости от вида крепи типа и схемы армировки согласно [15, с. 89-98] или рассчитывается по формуле проф. П.И. Мустеля:

	∑Sм /	hD	3		3	3	]+ 0,002 ,	(40)
α = Κ р				[Sсв / (Sсв - Sл)

здесь Кр – коэффициент, учитывающий форму расстрелов (для расстрелов прямоугольной формы Кр = 0,33; для двутавровых расстрелов

31

Кp = 0,4); ΣSм – сумма проекций всех элементов армировки на горизонтальную плоскость, м2; h – шаг армировки, м; D – диаметр ствола в свету, м; Sл – площадь лестничного отделения, м2; P – периметр ствола, м.

В случае Vp > Vв поперечное сечение ствола должно быть увеличено до размеров, при которых Vр < Vв. Однако не следует ориентироваться на максимально допустимую скорость движения воздушной струи, так как возможное увеличение газоносности угля, пород или повышение добычи связаны с увеличением количества воздуха, необходимого для вентиляции шахты. Учитывая это, скорость движения воздуха в вертикальных стволах рекомендуется принимать не больше 70-

80 % от максимальной, т.е. :
Vр = (0,7 – 0,8) Vв .	(41)

В угольной и горнорудной промышленности поперечные сечения стволов шахт типизированы и приняты диаметром от 4 до 8 м с интервалом через 0,5 м.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Котельникова З.Г. Методические указания по оформлению курсовых и дипломных проектов для студентов специальностей 0206, 0202, 0201. – Кемерово: Кузбас. политехн. ин-т, 1980. – 16 с.

2.Покровский Н.М. Комплексы подземных горных выработок сооружений. – М.: Недра, 1987. – 248 с.

3.Справочник инженера-шахтостроителя: В 2 т. Т. 1 / Под общ. ред. В.В. Белого. – М.: Недра, 1983. – 493 с.

4.Шафранов Н.К. Технология армирования вертикальных стволов шахт. – М.: Недра, 1984. – 240 с.

5.Правила безопасности в угольных шахтах. – Самара: Самарский Дом печати, 1995. – 242 с.

6.СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции. – М.: Стройиздат, 1985. – 79 с.

7.СНиП П-94-80. Подземные горные выработки. – М.: Стройиз-

32

дат, 1982. – 81 с.

8.Штумпф Г.Г. Выбор и расчет крепей и обделок подземных сооружений с применением ЭВМ: Учеб. пособие / Г.Г. Штумпф, В.А. Шаламанов; Кузбас. гос. техн. ун-т. - Кемерово, 1998. – 144 с.

9.Еланчик Г.М. Уравновешенные системы рудничного подъема. – М.: Углетехиздат, 1953. – 567 с.

10.Киселев В.П. Подземные установки для глубоких шахт. – М.: Металлургиздат, 1954. – 227 с.

11.Стационарные установки шахт / Под общ. ред. Б.Ф. Братченко.

–М.: Недра, 1977. – 440 с.

12.Типовые проектные решения 401-011-63. Сечения и армировка вертикальных стволов с жесткими проводниками. – Харьков: Южги-

прошахт, 1980. – 108 с.

13.Альбом околоствольных дворов и стволов шахт: Учеб. пособие для студентов горн. вузов и факультетов / Я.И. Тютюник, С.П. Koптилов, В.А. Бубыро. – М.: Недра, 1966. – 94 с.

14.Методика расчета жестких армировок вертикальных стволов. – Донецк: Всесоюз. науч. исслед. ин-т горной механики им. М.М. Федо-

рова, 1985. – 170 с.

15.Гращенков Н.Ф. Рудничная вентиляция: Справ. / Н.Ф. Гращенков, А.Э. Петросян, М.А. Фролов и др.; под. ред. А.В. Ушакова. – М.:

Недра, 1988. – 440 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Варианты заданий на проектирование вертикальных стволов Таблица 1

Задания на проектирование вертикальных стволов шахт

Номера	Годовая	Количество	Номера функций
вариан-	мощность	выдаваемой	эксплуата-	подъем-	коммуни-
тов зада-	шахты, тыс.	породы,	ционной	ной	кационной
ний	т/год	тыс. т/год
1	600	75	1 эу	1 п	1 к
2	600	60	5 эу	2 п	9 к

33

Продолжение табл. 1

Номера	Годовая	Количество	Номера функций
вариан-	мощность	выдаваемой	эксплуата-	подъем-	коммуни-
тов зада-	шахты, тыс.	породы,	ционной	ной	кационной
ний	т/год	тыс. т/год
3	600	90	12 эу	3 п	6 к
4	900	90	1 эу	4 п	6 к
5	900	100	6 эу	7 п	3 к
6	900	150	12 эу	9 п	6 к
7	1200	130	2 эу	8 п	3 к
8	1200	170	12 эу	3 п	6 к
9	1200	190	5 эу	5 п	4 к
10	1500	160	3 эу	7 п	6 к
11	1500	180	8 эу	6 п	7 к
12	1500	200	12 эу	9 п	3 к
13	1800	190	4 эу	8 п	3 к
14	1800	220	10 эу	7 п	6 к
15	1800	260	2 эу	6 п	5 к
16	2100	270	2 эу	3 п	3 к
17	2100	240	6 эу	5 п	2 к
18	2100	290	11 эу	6 п	9 к
19	2400	280	1 эу	5 п	9 к
20	2400	240	6 эу	7 п	6 к
21	2700	300	2 эу	3 п	3 к
22	2700	320	7 эу	9 п	3 к
23	2700	280	12 эу	7 п	6 к
24	3000	400	8 эу	5 п	5 к
25	3000	450	12 эу	9 п	3 к
26	3000	500	1 эу	8 п	6 к
27	3600	460	8 эу	7 п	3 к
28	3600	520	12 эу	6 п	9 к
29	4000	400	5 эу	5 п	4 к
30	4000	600	11 эу	8 п	3 к
31	6000	670	1 эу	8 п	6 к
32	6000	830	12 эу	5 п	9 к
33	100	12	14 эр	14 п	6 к
34	100	6	16 эр	12 п	2 к
35	300	20	17 эр	13 п	8 к
36	300	14	18 эр	14 п	1 к
37	600	45	13 эр	12 п	7 к
38	600	40	15 эр	14 п	10 к
39	1000	40	14 эр	10 п	6 к
40	1000	60	15 эр	15 п	8 к

34

Продолжение табл. 1

Номера	Годовая	Количество	Номера функций
вариан-	мощность	выдаваемой	эксплуата-	подъем-	коммуни-
тов зада-	шахты, тыс.	породы,	ционной	ной	кационной
ний	т/год	тыс. т/год
41	1000	50	17 эр	17 п	1 к
42	1500	80	16 эр	20 п	7 к
43	1500	50	19 эр	19 п	3 к
44	3000	120	19 эр	18 п	7 к
45	3000	100	18 эр	17 п	1 к
46	5000	300	19 эр	5 п	8 к
47	5000	250	20 эр	17 п	1к
48	8000	500	20 эр	20 п	7 к
49	8000	300	22 эр	15 п	8 к
50	8000	450	21 эр	16 п	5 к

Таблица 2

Эксплуатационная функция

		Категория		Прочность	Среднее рас-		Кол-во от-
	Номе-	шахты по		вмещаю-		Угол зале-
		газу, кол-во	Глубина	щих пород	стояние ме-		рабатывае-
	ра за-				жду поверх-	гания по-
		подаваемо-	шахты, м	на одноос-			мых гори-
	даний				ностями ос-	род, град
		го воздуха,		ное сжа-			зонтов
		м3/с		тие, МПа	лабления, м
	1 эу	I	350	30	0,15	0	1
	2 эу	I	500	45	0,25	35	2
	3 эу	I	700	50	0,46	50	2
	4 эу	II	350	60	0,15	0	2
	5 эу	II	500	80	0,3	20	1
	6 эу	II	700	90	0,9	60	2
	7 эу	III	350	75	0,25	10	1
	8 эу	III	500	105	0,8	30	2
	9 эу	III	700	65	1,5	50	2
	10 эу	сверхкате-	350	55	0,35	0	1
		горийн.
	11 эу	сверхкате-	500	40	0,7	15	2
		горийн.
	12 эу	сверхкате-	700	33	1,2	30	2
		горийн.
	13 эр	60	450	95	3,50	0	2

35

					Продолжение табл. 2
	Категория		Прочность	Среднее рас-
Номе-	шахты по		вмещаю-		Угол зале-	Кол-во от-
	газу, кол-во	Глубина	щих пород	стояние ме-		рабатывае-
ра за-				жду поверх-	гания по-
	подаваемо-	шахты, м	на одноос-			мых гори-
даний				ностями ос-	род, град
	го воздуха,		ное сжа-			зонтов
	м3/с		тие, МПа	лабления, м
14 эр	60	650	105	0,85	15	1
15 эр	110	1000	120	0,40	45	3
16 эр	110	400	150	0,70	0	1
17 эр	130	600	85	1,05	20	2
18 эр	130	900	75	2,10	50	3
19 эр	130	350	90	0,70	40	1
20 эр	300	550	98	1,20	10	2
21 эр	350	750	110	1,60	25	3
22 эр	300	1000	125	2,40	45	2

Таблица 3

Подъемные функции вертикальных стволов

				Клетевой			Угольный		Породный		Лестничное отделение
				подъем			подъем		подъем
Номера заданий		Тип
	Тип		Тип ва-			Количество
		элек-
	подъема	трово-	гонетки
		за		клетей	противовесов		скипов	противовесов	скипов	противовесов
	Одно-
1п	канат-	АРП7	ВГ2,5	2	-		-	-	-	-	Есть
	ный
2п	-« »-	АМ8Д	ВГ1,6	2	2		-	-	-	-	Есть
3п	-« »-	АРП14	ВГ3,3	2	2		-	-	-	-	Есть
4п	-« »-	АМ8Д	ВГ2,5	-	-		2	2	1	1	Есть
	Много-
5п	канат-	АРВ14	ВД5,6	1	1		-	-	-	-	Есть
	ный

36

Продолжение табл. 3

заданийНомера				Клетевой				Угольный			Породный			Лестничноеотделение
				клетей	-проти	вовесов		скипов	-проти	вовесов	скипов	-проти	вовесов
				подъем				подъем			подъем
		Тип					Количество
	Тип	элек-	Тип ва-
	подъема	трово-	гонетки
		за
6п	-« »-	АРП28	ВД5,6	2	-			-	-		-	-		Нет
7п	-« »-	АРП14	ВГ3,3	-	-			2	-		1	1		Есть
8п	-« »-	АРП28	ВГ5,6	-	-			2	-		2	-		Нет
9п	-« »-	АРП14	В3,3	-	-			2	-		1	1		Есть
	Одно-
10п	канат-	К14	ВГ4,04	-	-			2	2		2	2		Есть
	ный
11п	-« »-	К14	ВГ-4,04	2	-			-	-		-	-		Есть
12п	-« »-	К10	ВГ-2,5	2	2			-	-		-	-		Есть
1п	-« »-	К7	ВГ-2,5	-	-			1	1		2	2		Есть
14п	-« »-	К7	ВГ-2,5	-	-			2	-		2	-		Есть
	Много-
15п	канат-	КР8	ВГ-4,04	3	1			-	-		-	-		Есть
	ный
16п	-« »-	К14	ВГ-4,04	-	-			3	1		1	1		Нет
17п	-« »-	К10	ВГ-4,04	1	1			-	-		-	-		Есть
18п	-« »-	КР8	ВГ-4,04	-	-			2	2		1	1		Есть
19п	-« »-	К28	ВГ-4,04	-	-			2	-		1	1		Есть
20п	-« »-	К28	ВГ-4,04	3	1			-	-		-		-	Нет

37

				Таблица 4
	Коммуникационная функция вертикальных стволов
Номера	Наименование трубопроводов		Наименование кабелей
заданий
1 к	Tрубы для водоотлива		Силовые кабели	- 4 шт
	= 0,8 м	- 3 шт	Телефонные кабели	- 4 шт
	Трубы для сжатого		Сигнальные кабели	- 2 шт
	воздуха = 0,25 м	- 1шт
2 к	Трубы для водоотлива		Силовые кабели	- 2 шт
	= 0,25 м	- 2 шт	Сигнальные кабели	- I шт
	Трубы для дегазации		Телефонные кабели	- 2 шт
	= 0,3 м	- 2 шт
3 к	Трубы для сжатого воздуха		Силовые кабели	- 3 шт
	= 0,25 м	- 2 шт	Телефонные кабели	- 2 шт
			Сигнальные кабели	- 2 шт
4 к	Трубы для водоотлива		Силовые кабели	- I шт
	= 0,3 м	- 2 шт	Сигнальные кабели	- 2 шт
	Трубы для дегазации		Телефонные кабели	- 3 шт
	= 0,3 м	- 2 шт
5 к	Трубы для водоотлива		Силовые кабели	- 2 шт
	= 0,25 м	- 1 шт	Сигнальные кабели	- 6 шт
6 к	Трубы для сжатого		Сигнальные кабели	- 4 шт
	воздуха = 0,25 м	- 1шт	Телефонные кабели	- 2 шт
7 к	Трубы для водоотлива		Силовые кабели	- 3 шт
	= 0,3 м	- 2 шт	Телефонные кабели	- 4 шт
8 к	Tрубы для водоотлива		Силовые кабели	- 3 шт
	= 0,3 м	- 2 шт	Сигнальные кабели	- 4 шт
	Трубы для сжатого		Телефонные кабели	- 2 шт
	воздуха = 0,25 м	- 2 шт
9 к	Трубы для сжатого		Сигнальные кабели	- 2 шт
	воздуха = 0,25 м	- 2 шт	Телефонные кабели	- 4 шт
	Трубы для дегазации
	= 0,25 м	- 2 шт

38

Продолжение табл. 4

Номера	Наименование трубопроводов		Наименование кабелей
заданий
10 к	Tрубы для водоотлива		Силовые кабели	- 4 шт
	= 0,3 м	- 4 шт	Сигнальные кабели	- 6 шт

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Вопросы для самоконтроля 1. Какими факторами определяется размер поперечного сечения

вертикального ствола? Укажите наиболее полный ответ:

а) габаритом подъемных сосудов, размерами элементов армировки;

б) габаритом подъемных сосудов, размерами элементов армировки, количеством проходящего воздуха, размерами конструктивных зазоров согласно правилам безопасности;

в) габаритом подъемных сосудов, количеством проходящего воз-

духа.

2. Укажите, на каком рисунке изображена жесткая лобовая схема армировки.

3. Что такое армировка вертикальных стволов? Укажите наиболее полный ответ:

а) это пространственная конструкция, которая размещается по

39

всей глубине ствола и используется для обеспечения заданного направления подъемных сосудов при движении их по стволу;

б) это пространственная конструкция, которая размещается по всей глубине ствола и используется для обеспечения заданного и безопасного направления подъемных сосудов при движении их по стволу с заданными скоростями;

в) это пространственная конструкция, которая размещается в стволе и используется для обеспечения заданного направления подъемных сосудов при их движении по стволу.

4. Что такое ярус армировки? Укажите наиболее правильный, от-

вет:

а) конструкция, состоящая из расстрелов, расположенных в одной горизонтальной плоскости и сопряженных между собой и крепью ствола;

б) конструкция, состоящая из расстрелов, расположенных в одной вертикальной плоскости и сопряженных между собой и крепью ствола;

в) это расстояние между главными расстрелами.

5. Что такое шаг армировки? Укажите наиболее правильный от-

вет:

а) это расстояние между главным расстрелом и крепью ствола; б) это расстояние между ярусами расстрелов; в) это расстояние между вспомогательными расстрелами.

6. Укажите минимальное расстояние между подъемными сосуда-

ми и расстрелами:
а) 250 мм;	б) 150 мм;	в) 100 мм.

7. Укажите минимальное расстояние между двумя движущимися сосудами:

a) 300 мм;	б) 150 мм;	в) 200 мм.
8. Укажите минимальное расстояние между подъемными сосуда-
ми и бетонной крепью ствола;
а) 150 мм;	б) 100 мм;	в) 200 мм.