Практическое занятие №1

Расчет поперечного сечения выработки с арочной металлической крепью из СВП.

Расчет производится графоаналитическим методом, сущность которого состоит в следующем. На бумагу в определенном масштабе на уровне 1,8 м от балласта наносят максимальные размеры принятого оборудования, минимальные зазоры и расстояния между оборудованием. Затем находят ширину выработки на уровне подвижного состава с учетом длины прямолинейной части стойки h_с и ее кривизны.

Положение вертикальной оси определяют путем деления ширины выработки пополам, а затем графически определяют радиус дуги стойки, учитывая, что центр окружности находится от почвы выработки на высоте h_с. Также графически находят величину смещения центра радиуса дуги стойки от оси выработки с_ц и центральный угол дуги стойки β₀. Найденные графически размеры согласовываются с параметрами типовой арочной крепи по унифицированным сечениям. Все остальные размеры определяются по расчетным формулам.

Пример. Определить размеры поперечного сечения двухпутевой выработки с арочной податливой крепью на прямолинейном участке при откатке грузов в вагонетках ВГ-3,3 аккумуляторным электровозом (А=1350 мм, h=1550 мм). Крепь КМП-А3 из СВП. Шахта II категории по газу. По выработке должно поступать Q=40 м³/с воздуха.

Решение.

1. Определение величины прохода для людей и зазоры на высоте подвижного состава производится по формулам:

где h_л – высота прохода для людей от уровня балласта, 1,8 м;

α = 10-20⁰ – угол перехода прямой части стойки в кривую;

m и n – зазор между подвижным составом и крепью и величина прохода для людей (ПБ).

2. Ширину выработки в свету на высоте верхней кромки подвижного состава определяют по формуле:

где А – ширина подвижного состава в наиболее выступающей части, м;

р – зазор между встречными подвижными составами, м.

3. Графически определяется положение вертикальной оси выработки и уровень почвы. Ось находится посередине ширины, а почва отстоит от уровня головки рельсов на высоту верхнего строения рельсового пути.

где h_б – толщина балластного слоя, h_б=200 мм при рельсах Р-33, h_б=190 мм при рельсах Р-24, h_б=180 мм при рельсах Р-18;

h_р – расстояние от балласта до уровня головки рельсов, h_р=190 мм при рельсах Р-33, h_б=160 мм при рельсах Р-24, h_б=140 мм при рельсах Р-18;

4. Для дальнейших построений исходными величинами являются высота прямолинейной части стойки h_с, величина смещения центра радиуса дуги стойки от оси выработки с_ц, а также центральный угол дуги стойки β₀, которые можно принять по таблицам в зависимости от ширины арки.

Таблица – Параметры арочной податливой крепи

Тип спецпрофиля СВП	Sсв после осадки, м^2	Sсв до осадки, м^2	Ширина арки до осадки, м	Высота арки до осадки, м	Радиус дуги верхняка, м	Радиус дуги стойки, м	Центральный угол дуги стойки, град	Длина прямой части стойки, м	Смещение радиуса дуги стойки от оси выработки, м	Периметр арки до осадки, м
17	6	6,4	2,95	2,68	1,45	1,65	38^049^/	0,8	0,177	9,62
17	6,7	7,3	3,27	2,76	1,65	1,65	38^049^/	1,1	0,016	10,5
22	8	8,5	3,57	3,01	1,65	2,11	49^0	1,0	0,326	11,27
22	9,8	10,4	4,18	3,13	2,11	2,11	49^0	1,0	0,018	12,41
27	12,2	12,8	4,75	3,44	2,32	2,62	41^041^/	0,9	0,246	13,91
27	13,8	14,5	5,2	3,55	2,62	2,62	41^041^/	0,9	0,02	14,84
27	16,4	17,3	5,44	3,97	2,74	2,74	54^016^/	1,2	0,02	16,04

Принимаем h_с=1м, с_ц=0,018 м, β₀=49⁰.

5. Далее графически или путем расчета по приближенным формулам определяем радиус дуги стойки R:

6. Радиус дуги верхняка:

где h_фл – высота фланца (23 мм для СВП-17, 26 мм для СВП-22, 29 мм для СВП-27).

7. Высота от почвы выработки до центра радиуса дуги верхняка:

8. Ширина в свету на уровне почвы выработки:

9. Высота выработки в свету от почвы:

10. Площадь поперечного сечения выработки в свету до осадки:

11. Площадь поперечного сечения выработки в свету после осадки:

12. Периметр выработки в свету:

13. Ширина выработки вчерне на уровне высоты подвижного состава:

где h_сп – высота профиля (93 мм для СВП-17, 110 мм для СВП-22, 123 мм для СВП-27);

h_зт – толщина затяжки, h_зт=30-50 мм;

- горизонтальное сдвижение пород в боках выработки, принимается по данным расчета или практики. В зоне влияния очистных работ для данной крепи =200 мм, в зоне установившегося горного давления =75 мм.

14. Высота выработки вчерне:

15. Площадь поперечного сечения выработки вчерне:

16. Площадь поперечного сечения выработки в проходке:

Таблица

Допустимое увеличение сечения по СНиПу «Правила приемки и производства работ» при буровзрывном способе проведения выработки

Поперечное сечение выработки вчерне, м^2	Допустимое увеличение, % при категории
	II-IV (1-1.5)	V-VII (1.5-4)	IX-XI (10-20)
До 8	5	10	12
От 8 до 15	4	8	10
Более 15	3	5	7

17. Проверка площади поперечного сечения по допустимой скорости движения воздуха: