Расчет площади поперечного сечения.

Размеры поперечного сечения подземных выработок определяют графоаналитическим способом по максимальным габаритам транспортного оборудования и с учетом зазоров, предусмотренных Правилам безопасности при геологоразведочных работах.

Определение размеров поперечного сечения выработок, проводимых с электровозной откаткой породы целесообразно начинать с построения почвы выработки с балластным слоем и рельсовыми путями.

В геологоразведке чаще всего применяются рельсы типов Р11, Р18 и Р24, ширина колеи – 600 мм. Выбор типа рельсов может осуществляться в зависимости от грузоподъемности вагонеток и протяженности рельсовых путей:

Вагонетка – УВО 0,8.

Протяженность путей – 260 м.

Рельсы типа – Р11.

Техническая характеристика рельсов Р11:

Рельсы укладываются на брусковые или пластинные шпалы толщиной 120 мм. Длина шпал принимается вдвое больше ширины колеи, расстояние между шпалами не должно превышать 7м.

Толщина балластного слоя выбирается таким образом, чтобы под шпалой находилось не менее 100 мм балласта, а шпала была погружена в балласт на ⅔ своей толщины.

С одной стороны выработки настилается пешеходный трап для передвижения людей, с этой же стороны под трапом устраивается дренажная канавка. Размеры поперечного сечения канавки зависят от величины водопритока в выработку и при притоке до 50 м³/ч составляют:

Рис1. Строение пола горной выработки для расчета размеров поперечного сечения выработки.

После построения ночвы выработки на чертеж наносят максимальные габаритные размеры транспортного оборудования m иn.

Технические характеристики применяемых вагонетки УВО 0,8, породопогрузочной машины ППН2 и электровоза 5 АВР 2

УВО 0,8

ППН2

5 АВР 2

УПЛ 1

Со стороны пешеходного трапа (па высоте 1800 мм от него) откладывают минимально допустимый зазор между наиболее выступающей частью подвижного состава и крепью (стеной) выработки (точка «а1»). В соответствии с требованиями Правил безопасности, зазор принимается равным 700 мм.

С противоположной стороны минимально допустимый зазор (250 мм) между подвижным составом и крепью выработки откладывается на высоте транспортного оборудования (точка «а2»).

Через точки "а1 и "а2" проводятся линии боковых стенок выработки.

Высота боковых стенок выработки должна быть не менее 1,8 м и выбираться с учетом возможности монтажа вентиляционных труб, Ориентировочно диаметр вентиляционных труб можно принимать равным 500 мм.

Вентиляционные трубы подвешиваются к стенкам или кровле выработки обыч­но со стороны, противоположной пешеходному трапу, с таким расчетом, чтобы рас­стояние от них до наиболее выступающей част подвижного состава было бы не менее 200 мм. Разрешается подвеска вентиляционных груб (а также других комму­никаций) н со стороны свободного прохода, на высоте не ниже 1800 мм от пешеходною трапа. Если вентиляционные трубы подвешиваются на сопряжении свода выработки с вертикальной стенкой то высоту вертикальной стенки выработки можно принимать равной:

где h₄ - высота транспортного оборудования от пешеходного трапа, м

D_В - диаметр вентиляционных труб, м.

0,2 - зазор между транспортным оборудованием и трубопроводом, м.

При этом необходимо, чтобы соблюдалось условие: h₃ > 1.8 м

При построении поперечного сечения выработок прямоугольно-сводчатой формы через верхние точки А и Б боковых стенок проводится линия свода, которая представляет из себя трехцентовую кривую.

Площадь поперечного сечения выработок "в свету" S_св и их периметр P_св вычисляются по формулам:

для выработок с прямоугольно-сводчатой формой сечения при h_св = 0.25 b

, (м²)

, (м²)

После построения поперечного сечения выработки "в свету" строится сечение "вчерне". В выработках, пройденных без крепления или закрепленных анкерной кре­пью площади поперечною сечения «в свету» и «вчерне» отличаются лишь на вели­чину площади поперечною сечения балластного слоя. Площади и периметры попе­речного сечения выработок c прямоугольно-сводчатой формы "вчерне" вычисляются по формуле:

для выработок с прямоугольно-сводчатой формой сечения при h_св= 0,25b

, (м²)

, (м²)

Полученные расчетные значения площади поперечного сечения выработки ок­ругляются в большую сторону до +0.05 м² . а периметра - до + 0.05 м.

При использовании породопогрузочных машин высота выработки должна быть такой, чтобы между кровлей выработки и поднятым ковшом погрузомашины оставался зазор не менее 50 мм.

Таким образом, зная характеристики нашей вагонетки и электровоза, мы можем рассчитать ширину в основании горной выработки. Она будет равна:

 (мм)

где m = 1000 мм, ширина 5 АВР 2, так как он имеет самые большие габариты в данном месте.

 (мм)

Отсюда получаем:

h_св = 0,25 b (м),

где b = ширина выработки в черне.

h_св = 0,25 *1,95=0,49(м),

R = 0,7b (м),

R = 0,7*1,95=1,37(м),

r = 0,26b (м).

r = 0,26*1,95=0,5(м).

Высоту боковой стенки принимаем за

h_бок =h_{балластный слой} + h_шпалы + h_запас +h_рельсы + h_{5 АВР 2}

h_бок =100+120+80+200+1385

h_бок =1882, мм

но так как высота боковой стенки от пешеходного трапа до места начала свода должна быть не меньше 1800 мм, то мы принимаем высоту боковой стенки в черне 1900 мм.

отсюда площадь поперечного сечения в черне получаем:

, м²

, м²

 м²

, м

, м