Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Сибирский Федеральный Университет»

«ИНСТИТУТ ГОРНОГО ДЕЛА, ГЕОЛОГИИ И ГЕОТЕХНОЛОГИЙ»

Кафедра: ШПС

Предмет: ГМ и проведение ГРВ

Группа: РМП 10-1

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту

по проведению горно-разведочных выработок

Проверил преподаватель	__________________	В. Л. Ермолаев
Выполнил студент:	__________________	А. С. Hjufktd

Красноярск, 2013 г

1. Горно-геологическая характеристика условий проходки выработки Назначение выработки

Назначение выработки (квершлага) заключается на детальной стадии изучения месторождения железных руд. Попутно производится проверка на наличие дополнительных рудных тел, не пересеченных скважинами.

Наименование выработки – «квершлаг»

Коэффициент крепости пород -16

Плотность пород – 2550 кг/м³

Трещиноватость пород – 1,4 м^-1

Угол внутреннего терния пород – 37 град

Обводненность забоя – увлажненный

Глубина заложения выработки– 150 м

Проектная длина выработки – 130 м

Месячный план проходки – 105 м

Оборудование на отгрузке горной массы – ППН-1С

2. Определение формы и размеров поперечного сечения выработки

1. Расчет основных прочностных и деформационных характеристик породного массива

При отсутствии данных по пределам прочности пород на сжатие и растяжение в образцах, их приблизительные значения можно определить через коэффициент крепости пород по М.М.Протодьяконову:

=10*16=160 (1)

=0,1*160=16 МПа(2)

Где σсж и σр– пределы прочности пород на сжатие и растяжение в образцах, мПа;f– коэффициент крепости пород по м.М.Протодьяконову.

Пределы прочности породного массива определяются по формулам:

=160*0,6*0,9=86,4Мпа(3)

(4)

где R_сжиR_р– пределы прочности породного массива на сжатие и растяжение, МПа; К_с– коэффициент структурного ослабления массива, доли ед. – его значения обратно пропорциональны трещиноватости пород (К_с=0,6); ξ – коэффициент длительной прочности, доли ед. – его значения зависят от степени соотношения упругих и пластичных свойств массива (ξ=0,9)

Коэффициент бокового распора массива λ₂рассчитывается по формуле:

(5)

где φ – угол внутреннего трения пород, град.

Объемный вес пород вычисляется поформуле:

(6)

где γ – объемный вес пород, Н/м³; ρ – плотность пород, кг/м³;g= 9,85 м/с² – ускорение свободного падения

2.2. Расчет действующих напряжений на контуре выработки.

Нетронутый породный массив до начала ведения горных работ находится в равновесном напряженном состоянии и при отсутствии тектонических сил величина действующих в массиве нормальных напряжений определяется глубиной заложения точки замера и объемным весом налегающих пород:

(7)

(8)

где σ_z, σ_xи σ_y– вертикальное и горизонтальные нормальные напряжения, действующие в нетронутом массиве, МПа.

Значения действующих напряжений непосредственно на стенках и на кровле выработок определяются по формулам:

(9)

(10)

где К₁= 2 – коэффициент концентрации напряжений на стенках выработки, ед.; К₂=0,3 – коэффициент концентрации напряжений на кровле выработки, ед

2.3. Определение устойчивости выработки и формы ее сечения

Форма поперечного сечения выработки определяется способом обеспечения устойчивости ее сечения. Обычными формами поперечного сечения горизонтальных и наклонных горно-разведочных выработок являются трапециевидная и прямоугольно-сводчатая.

Прямоугольно-сводчатая форма используется при проходке выработок без крепления в устойчивых породах и при их креплении штангами в породах средней устойчивости, а также и при проходке выработок с большим сроком службы в неустойчивых и весьма неустойчивых породах, когда применяется бетонное или металлическое крепление.

Определение устойчивости проектируемой выработки и выбор формы ее поперечного сечения проводится в следующей последовательности:

- приняв предварительно прямоугольно-сводчатую форму сечения выработки с высотой свода в 1/3 ширины выработки (К₂= 0,3), определяются по формулам (9) и (10) величины напряжений σ_maxи σ_min;

- определяется коэффициенты запаса прочности пород в стенках выработки n_би в ее кровлеn_в:

(11)

(12)

- если n_б ≥ 4 и n_в ≥ 4, то выработка считается достаточно устойчивой и крепления не требует, а форма ее сечения принимаетсяпрямоугольно-сводчатой;