ОСНОВИ ТЕХНОЛОГІЇ ВИДОБУВАННЯ КОРИСНИХ КОПАЛИН
|
|
Скачати 1.31 Mb.
|
При вивченні цієї теми необхідно обов'язково ознайомитися з гірничотехнічними умовами, в яких проводять і експлуатують гірничі виробки [1,2], а далі приступити до вивчення теми в такому порядку:
– ознайомитися з принципом вибору та обґрунтувати розрахунками тип кріплення для заданих умов; – відповісти на контрольні запитання. 2.2. Характеристика кріплення, і умови його роботи та область застосування Встановлення кріплення – головний засіб забезпечення стійкості підземних виробок. Потреба його використання обумовлена головним чином величиною гірського тиску, фізико-механічними властивостями порід, умовами експлуатації виробки. До початку проведення виробки в масиві існує певне поле сил гравітації, яке при відсутності тектонічних процесів є гідростатичним. При проведені виробки в масиві відбувається перерозподіл сил гравітації, що супроводжується деформаційними процесами одного з двох типів: пружними або пружно-в'язкими та жорсткими (непружними). Перший процес проявляється у вигляді деформації повзучості, без появи руйнування порід, коли сили гірського тиску не перевищують довгострокову міцність порід. Непружне (жорстке) деформування супроводжується руйнуванням порід, навколо виробки з’являється зона руйнування (діючі сили перевищують довгострокову міцність порід). При пружно-в'язкому процесі виникають незначні зміщення контуру, виробку можна експлуатувати без несучих конструкцій; при непружному рівновага системи “кріплення-масив” з’являється після зрушень порід навколо виробки, причому при більшій піддатливості кріплення від нього вимагається менший несучий опір. Кріплення, яке має достатню піддатливість, уникає надмірного тиску, дає можливість зрушенню порід, що призводить до виникнення і збільшення зони зруйнованих порід, усередині якої гірський тиск зменшується. Кріплення є підпором для порід цієї зони. Рівновага наступає тільки за наявності достатнього опору кріплення. Коли ж вага порід перевищує несучу спроможність кріплення, то воно руйнується. Основним завданням кріплення є забезпечення експлуатаційної стійкості виробок при транспортуванні вантажів, пересуванні людей, провітрювані, енерго- та водопостачанні. Кріплення повинно відповідати таким вимогам: режим його роботи має бути відповідним до гірничогеологічних умов; воно повинно зберігати потрібну площу перерізу, розміри виробки у період її експлуатації; мати низький опір рухові повітря; бути міцним, стійким, не перевищувати припустимі деформації протягом усього терміну служби; бути вогнестійким, водонепроникним (для водонасичених порід), довговічним, антикорозійним, простим у виготовленні; передбачати механізоване встановлення, можливість повторного використання, можливість уніфікації та типізації. Цей перелік вимог потребує розробки значної кількості типів кріплення. Гірниче кріплення для підготовчих виробок класифікують за такими факторами: – за терміном служби – тимчасове і постійне; – за матеріалом (рис. 2.1) – дерев’яне, металеве (а), бетонне, залізобетонне (б), кам'яне, комбіноване; – за конструкцією (рис. 2.1) – збірне, рамне (а), монолітне (в), анкерне, тюбінгове, блочне, комбіноване ; – за перекриттям породного контуру – кріплення замкнене (б, в), кріплення розімкнене (а, г); – за формою – кільцеве, прямокутне, трапецієподібне, полігональне, склепінчасте, косокутне; – за спроможністю витримувати навантаження – малопотужне, що витримує навантаження до 0,1 МПа, середньої потужності – 0,1...0,3 МПа, потужне – 0,3...1,0 МПа, дуже потужне – понад 1 МПа; – за засобами встановлення – немеханізоване, механізоване, спеціальне (забивне, опускне, попередньо стиснуте та ін.). Однією з основних характеристик міцності гірських порід є їх опір стисненню Rс (МПа) та похідний від нього коефіцієнт міцності порід за шкалою проф. Протод´яконова f = 0,1Rс . (2.1) Стан стійкості гірничої виробки залежить як від міцності вміщуючих порід, так і від сил гравітації і визначається коефіцієнтом стійкості виробки кст = Н/Rс, (2.2) де – об’ємна маса порід, в середньому вона дорівнює 0,025 МН/м3 (2,5 т/м3); Н – глибина розробки, м; Rс – міцність порід на стиснення, МПа. В залежності від величини цього коефіцієнту усі виробки за станом стійкості поділяють на чотири категорії. Вибір типу кріплення для заданих гірничогеологічних умов відбувається з урахуванням вимог СНиП 11-94-80. Для кожної категорії стійкості виробки рекомендовано такі типи кріплень: для І категорії (дуже стійкий стан) – анкерне чи набризкбетонне кріплення товщиною не менше 30 мм. У монолітних породах дозволяється залишати виробки без кріплення;  Рис. 2.1 Конструкція кріплення горизонтальних і похилих підготовчих виробок: а – металеве піддатлеве аркове із спеціального профілю; б – металобетонне жорстке аркове зі зворотним склепінням; в – монолітне бетонне, жорстке склепінчасте зі зворотнім склепінням; г – комбіноване анкеро-металеве; 1 – верхняк; 2 – стояк; 3 – хомут; 4 – скоба; 5 – лежак; 6 – розтяжка; 7 – затяжка для ІІ категорії (стійкий стан) – монолітне бетонне кріплення, набризкбетонне сумісно з анкерами, збірне аркове, збірне тюбінгове, металеве піддатливе без зворотного склепіння; для ІІІ категорії (нестійкий стан) та ІV категорії (дуже нестійкий стан) – збірне аркове, збірне тюбінгове, блочне та металобетонне кріплення з тампонажем закріпного простору. Переріз виробки обирають з урахування вимог „Правил безпеки...” за умови розміщення габаритів обраних засобів транспорту з урахуванням безпечної величини зазорів і ширини проходу для людей. Після цього виконують перевірку достатності величини площі перерізу за фактором вентиляції. Процес зведення металевого склепінчастого (аркового) кріплення (рис. 2.1, а) виконується таким чином. Після звільнення вибою від зруйнованої породи встановлюють стояки з урахуванням напрямку виробки. Після цього за допомогою виконавчого органу комбайна чи механізму встановлення кріплення КМП (рис. 2.2) підіймають верхняк догори. Утримуючи стояки, заводять їх під верхняк і стягують хомутами з планками і загвинчують гайками (вузол І, рис. 2.1), витримуючи взаємне перекриття елементів у межах 400 мм. Потім закріплюють міжрамні стягуючі елементи та встановлюють міжрамні огородження із залізобетонних чи дерев'яних затяжок. На внутрішньому боці кріплень підвішують труби, кабелі, тощо.  Рис. 2.2. Схема розташування комбайна і кріпоукладальника при проведенні підготовчої виробки Зведення монолітного бетонного кріплення виконується послідовними ділянками (заходками) з допомогою спеціального огородження опалубки (розбірної чи пересувної). Наприклад, у виробках, де передбачено встановлення монолітного бетонного кріплення, після виймання порід монтують спочатку дерев'яну або металеву опалубку. Відстань між нею і оголеними боками виробки дорівнює проектній товщині кріплення. У щілину між породою та опалубкою по металевому рукаву подається бетонна суміш, яка заповнює порожній простір. Після набору бетоном міцності опалубку демонтують або пересувають на величину заходки, процес повторюється. Приклад. Обрати тип кріплення для польового штреку, пройденого по породах з коефіцієнтом міцності f = 4 на глибині 400 м. 1). З формул (2.1) визначаємо опір породи стисненню Rс = f/0,1 = 4/0,1 = 40 МПа. 2).З формули (2.2) розраховуємо коефіцієнт стійкості виробки Кс = γ·Н/ Rс = 0,025·400/40 = 0,25. У відповідності з табл. 2 Додатку виробка відноситься до 1V категорії стійкості, для якої підходить металеве збірне п'ятиланкове аркове кріплення з піддатливістю до 500 мм. 2.3. Контрольні запитання 1. Яким вимогам повинне відповідати кріплення? 2. Які фізико-механічні процеси відбуваються довкола виробки? 3. Яким вимогам повинна відповідати технологія встановлення кріплення? 4. Наведіть класифікацію кріплення підготовчих виробок. 5. Яким чином визначається міцність порід, стійкість виробки? Як підбирають тип кріплення, площу його перерізу? 6. Яким чином встановлюють аркове металеве, склепінчасте блокове і монолітне бетонне кріплення? 3. ТЕХНОЛОГІЯ ПРОВЕДЕННЯ КАПІТАЛЬНИХ І ПІДГОТОВЧИХ ГІРНИЧИХ ВИРОБОК 3.1. Загальні зауваження до вивчення теми При вивченні цієї теми необхідно ознайомитися з гірничо-геологічними умовами проведення виробки, із можливими засобами механізації робіт, використовуючи макети і плакати, літературні джерела [1,2]. Подальше вивчення теми доцільно провести в наступному порядку: - ознайомитися з робочими процесами та операціями прохідницького циклу, з технологічними схемами, виробничими процесами та обладнанням при проведенні виробок комбайновим та буро-підривним способами; - ознайомитися з робочими процесами прохідницького циклу при проведенні виробок буро-підривним способом, з технологічними схемами проходки, - навчитися обирати для заданих гірничо-геологічних умов спосіб і технологічну схему прохідки, складати графік виконання робіт і навести графічну схему розташування основних механізмів у вибої; – розрахувати параметри буро-підривних робіт; – відповісти на контрольні запитання. 3.2. Способи і технологічні схеми проведення підготовчих гірничих виробок виробок Для вибору способу та технологічної схеми проведення виробки спочатку необхідно з’ясувати гірничогеологічні та технічні умови проведення виробки: міцність та абразивність порід; кут нахилу виробки та порід, площу перерізу, склад порід вибою: пуста порода, корисна копалина чи корисна копалина з присічкою породи та ін.Горизонтальні і похилі виробки проводяться одним з двох способів: комбайновим або буропідривним (буровибуховим). Комбайновий спосіб рекомендується переважно для виробок з коефіцієнтом міцності за шкалою проф. Протод’яконова до 6...8, довжиною не менше 100...250 м, а іноді і вище, і відповідною площею перерізу виробки (табл. 3.1). В усіх інших випадках приймається буропідривний спосіб. Технологічна схема проведення виробки включає в себе взаємо-узгоджений набір основного і допоміжного прохідницького обладнання, його розстановку для виробки заданого перерізу та заданих гірничотехнічних умов, організацію робіт. 3.2.1. Технологія проведення підготовчих виробок комбайнами. Прохідницькі комбайни виконують механізоване проведення виробок для таких умов: – по корисній копалині; – по корисній копалині і породі; – по пустій породі. Використання комбайнів дозволяє механізувати найбільш трудомісткі процеси – руйнування масиву та завантаження гірської маси, що в значній мірі полегшує працю прохідників, робить її більш безпечною, збільшує темпи проходки у 2-3 рази, знижує собівартість проведення виробок. Крім того, підвищується стійкість гірничих виробок порівняно з буропідривним способом за рахунок збереження природної щільності порід та зменшення надлишків виймання порід в межах паспортного перерізу. За способом обробки вибою комбайни бувають вибіркової дії, коли проводиться послідовна обробка (виймання) вибою окремими ділянками на глибину заходки (спочатку пласта, а потім пустих порід), і роторні, коли виймання гірської маси проводиться одночасно по всій поверхні вибою. У табл. 3.1 наведена область застосування деяких прохідницьких комбайнів. Найбільш поширеним є комбайни ГПКС, 4ПП-2, КСП-32, які випускають на вітчизняних заводах. Зокрема, комбайни типу ГПКС випускаються в модифікаціях для підняттєвих виробок з кутом нахилу до +20° (ГПКСВ) або для виробок з ухилом до -25° (ГПКСН). На калійних та соляних шахтах використовують комбайни ПК-8М. Перелік операцій при проведенні виробок комбайном: 1) обслуговування комбайна: профілактичний огляд, перевірка працездатності механізмів та засобів управління, зміна зубків, мастил, охолоджувальної рідини та ін.; 2) виймання порід: руйнування корисних копалин або порід на глибину заходки, вантаження гірської маси, оконтурювання виробки, маневрування комбайна у вибої для зачистки підошви виробки; 3) закріплення виробки постійним або тимчасовим кріпленням; здійснюється за допомогою установлювача кріплення КМП (рис. 2.2) або виконавчого органу комбайна; 4) обмінно-транспортні операції: догляд за перевантаженням гірської маси з перевантажувача комбайна на стрічковий перевантажувач чи конвеєр або завантаження у вагонетки, обмін їх на порожні; 5) нарощування транспортних комунікацій; виконується періодично після посування вибою на повну довжину і включає збільшення довжини рейкової колії з використанням тимчасових шпал або нарощування конвеєра; 6) допоміжні роботи: нарощування вентиляційного ставу, електрокабелів, протипожежного ставу труб та ставу стисненого повітря, доставка матеріалів, тощо. Таблиця 3.1. Характеристики основних типів прохідницьких комбайнів
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Схожі:
| КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ для студентів спеціальностей: 010100(21) Професійне... Професійне навчання. Електромеханічне обладнання, автоматизація процесів добування корисних копалин і руд |
Доцент кафедри розробки та експлуатації нафтових і газових родовищ Ю. В. Марчук ЗМІСТ Стор Бойко В. С., Тарко Я. Б., Вольченко Д. О., Соломчак Я. В., Псюк М. О. Лабораторний практикум з технології видобування нафти. Частина... |
| ПАСПОР Т територіальної громади Родовища корисних копалин, що знаходяться в користуванні суб’єктів підприємницької діяльності |
ПАСПОР Т територіальної громади Родовища корисних копалин, що знаходяться в користуванні суб’єктів підприємницької діяльності |
| ПАСПОР Т територіальної громади Родовища корисних копалин, що знаходяться в користуванні суб’єктів підприємницької діяльності |
ПАСПОР Т територіальної громади Родовища корисних копалин, що знаходяться в користуванні суб’єктів підприємницької діяльності |
| ПАСПОР Т територіальної громади Родовища корисних копалин, що знаходяться в користуванні суб’єктів підприємницької діяльності |
ПАСПОР Т територіальної громади Родовища корисних копалин, що знаходяться в користуванні суб’єктів підприємницької діяльності |
| ПАСПОР Т територіальної громади Родовища корисних копалин, що знаходяться в користуванні суб’єктів підприємницької діяльності |
ПАСПОР Т територіальної громади Родовища корисних копалин, що знаходяться в користуванні суб’єктів підприємницької діяльності |
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua