Файл: Кравченко Г.И. Облегченные крепи вертикальных выработок.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.06.2024

Просмотров: 126

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

в процессе

проходки горно-геологическим условиям с

помощью

различной толщины слоя набрызгбетона,

штанговой

крепи, применения металлической сетки и

комбинированной крепи.

При этих видах крепи, как правило, улучшаются про­ ветривание, условия работы горных машин, транспорта, резко сокращаются расходы на поддержание, обеспечи­ ваются удобство выполнения производственных опера­ ций и высокая производительность труда при ремонте выработок.

Кроме того, при использовании облегченных крепей повышается безопасность труда рабочих вследствие уменьшения вероятности местных вывалов и обруше­

ний, снижения числа случаев травматизма,

связанных

со стесненными условиями работы в забое.

контурного

Преимущества

облегченных

крепей и

взрывания

не

ограничиваются

прямой

экономией

средств, при

их

применении сокращается

продолжи­

тельность цикла, увеличивается скорость проходки [89]. Основной недостаток штанговой крепи, сокращаю­ щий область ее применения в качестве единственного вида крепи, — отсутствие изоляции породы от воздей­ ствия агрессивных факторов — теряет значение при ис­

пользовании штанг совместно с набрызгбетоном. Недостатки набрызгбетонной крепи — потери в виде

отскока, сложность регулирования водоцементного от­ ношения, повышенное пылеобразование, как показы­ вает опыт ее применения, постепенно уменьшаются по мере совершенствования оборудования и технологии приготовления и нанесения крепи [15, 16 и др.].

§ 2. Технико-экономические показатели

При сопоставлении различных крепей обычно рас­ сматривают основные факторы, всесторонне характери­ зующие крепь: несущую способность (абсолютную и на единицу веса); трудоемкость возведения крепи и армирования выработки; объем горных работ, связан­ ных с толщиной крепи; аэродинамическое сопротивле­ ние; экономические показатели.

Для сравнения крепей по несущей способности воспользуемся предложенным М. Н. Махарадзе крите­ рием экономичности

190


 

 

 

(112)

где р — максимальная внешняя

нагрузка, тс/м2; G

усредненная масса

материала

крепи, приходящегося

на 1 м2 площади обнажения, т;

а —■стоимость

весовой

единицы материала, руб.

облегченных

крепей

При определении

параметров

учитываются особенности их взаимодействия с порода­ ми, изложенные в главах II и III. По мнению ряда авто­ ров, при выборе крепи один из главных факторов — аэродинамическое сопротивление, определяющее количе­ ство энергии, требующееся на перемещение воздуха по выработке. Стоимость расходуемой за год на провет­ ривание выработки электроэнергии, отнесенная к 1 м длины,

 

 

 

 

(113)

где аэ — стоимость 1 квт-ч электроэнергии,

руб.; кл

депрессия выработки, мм вод. ст.;

Q — количество по­

даваемого по выработке

воздуха, м3/с; ц — к.

п. д. вен­

тиляторной установки;

L — длина

выработки, м; i

число часов работы вентиляторов в сутки;

и — число

суток в году.

 

 

 

 

Депрессия выработки круглого сечения

 

 

/t, = JRQ2 = 6 ,4 8 ^ - Q 2,

(114)

 

 

и ь

 

 

где R — сопротивление

трения,

а — коэффициент

аэродинамического сопротивления,

кг-с2/м4;

D — диа­

метр выработки в свету, м.

 

 

Количество воздуха

 

 

 

 

 

 

 

(115)

где vc — средняя

скорость движения воздуха

по выра­

ботке, м/с.

а выработок, закрепленных

 

Коэффициент

штангами

и набрызгбетоном, больше, чем этот же коэффициент при использовании бетонной крепи при одинаковых диаметрах в свету в обоих случаях. В последующем сравнении коэффициент а стволов, закрепленных на­ брызгбетоном и штангами, принят равным коэффи-

191



циенту а незакрепленных выработок, хотя его можно существенно уменьшить, улучшая технологию крепле­ ния набрызгбетоном.

При диаметре выработки вчерне, одинаковом при использовании бетонной и набрызгбетонной крепей, во втором случае достигается некоторое снижение аэроди­ намического сопротивления за счет увеличения попереч­ ного сечения. Целесообразность такого мероприятия можно определять сопоставлением затрат по методике

[38].

Экономические показатели креней в связи с их зави­ симостью от многих факторов необходимо подсчиты­ вать для каждого конкретного случая. Для ориентиро­ вочной оценки эффективности применения облегченных крепей ниже приведены результаты их сопоставления с обычной бетонной.

Сравнение выполнено для стволов диаметром 4, 6 и

8 м; нагрузка

на крепь принята 20

тс/м2;

глубина

 

 

 

 

Т а б л и ц а 35

 

 

Параметры крепи

 

 

Диаметр ствола

 

 

 

сетка размеще­

в свету, м

толщина, см

длина шланг,

м

 

 

ния, м*м

4

Бетонная

крепь

 

 

 

11*/15

 

 

6

17

 

 

8

22

 

 

Набрызгбетонная

4

5

6

8

8

11

Штанговая

____

____

4

1,5

1X1

6

------

1,5

1X1

8

1,5

1X1

 

Комбинированная

 

 

4

5

1,5

1X1

6

5

1,5

1X1

8

5

1,5

1X1

* Вместо 11 см по расчету принято по технологическим соображениям 15 см

192


ствола 500 м. В табл. 35 приведены расчетные парамет­ ры сравниваемых крепей, обеспечивающие необходимую несущую способность.

Для определения нагрузок на крепи и их параметров использованы формулы, приведенные в главе IV. Срав­ нение выполнено для монолитной бетонной, набрызгбе-

тоиной и комбинированной крепей

при использовании

обычного и контурного взрывания.

 

глу­

При расчетах параметров буровзрывных работ

бина шпуров принята 2,5 м, число

шпуров на 1

м2 —

1,35, расход ВВ (скального аммонита) — 1,3

кг/м3,

к. и. ш. — 0,85. При контурном взрывании число шпуров больше на 15%, чем при обычном, расход ВВ — одина­ ков. Величина перебора при обычном взрывании при­ нята равной 20%, при контурном—-3%.

' При подсчетах стоимости набрызгбетона его энерго­ потребление равно 40 квт • ч на 1 м3, а бетона — 4 квт • ч. [57]. Нормы и расценки на приготовление и воз­ ведение набрызгбетонной крепи приняты действующие на Высокогорском руднике, где этот вид крепи в верти­ кальных выработках применяют с 1964 г., а на все остальные виды работ приняты действующие в горноруд­ ной промышленности («Справочник по техническому нор­ мированию подземных горных работ». М., «Недра», 1964). Отскок набрызгбетона равен 15%. Цены на вяжу­ щие и инертные заполнители приняты равными средним действующим на предприятиях Урала и Западной Си­ бири.

Результаты расчетов представлены на рис. 11, а, из которого видно, что штанговая, набрызгбетониая и ком­

бинированная крепи обладают более высокими

показа­

телями экономичности по сравнению с бетонной,

причем

комбинированная и набрызгбетониая

примерно

одина­

ково экономичны.

 

 

 

 

 

Из рис. 77, б видно, что

с точки

зрения

объема

ра­

бот, связанных с толщиной крепи (бурение,

уборка

по­

роды, возведение крепи), наиболее экономичны

штан­

говая

и комбинированная

крепи. При использовании

всех

крепей,

за исключением штанговой,

применение

контурного

взрывания обеспечивает

резкое снижение

объема горнопроходческих работ.

 

 

 

 

Стоимость энергии, затрачиваемой на проветривание выработки, в течение всего срока эксплуатации послед-

193