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
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