1. Выбор формы поперечного сечения выработки

Форму поперечного сечения горной выработки выбирают главным образом в зависимости от физико-механических свойств пересекаемых пород, проявления и величины горного давления, назначения и срока службы выработки, материала и типа крепи, а также ее экономичности.

С точки зрения использования площади наиболее экономична прямоугольная форма, а все остальные хотя и обеспечивают надежную устойчивость, но приводят к завышению площади сечения. Например: у выработок круглой формы излишки сечения достигают 30%.

В производственной практике наибольшее распространение получили арочная, сводчатая и трапециевидная форма выработок. В меньшей степени применяют круглую, подковообразную, полигональную и прямоугольную формы.

В угольной промышленности арочную форму с металлической рамной крепью применяют при проведении выработок в породах с , находящихся в зоне установившегося давления, а также в зоне влияния очистных работ при отсутствии пучащих пород в почве.

Сводчатую форму с монолитной бетонной (железобетонной) крепью применяют при проведении выработок околоствольного двора, а также протяженных выработок в слабых неустойчивых породах. При пучении пород в почве применяют сводчатую форму с обратным сводом.

Подковообразная форма сечения с тюбинговой сборной и блочной крепью нашла применение при проведении протяженных капитальных выработок в слабых породах с высоким горным давлением (0,3-0,5 МПа). Эта форма получила распространение при строительстве шахт в Кузнецком и Печорском бассейнах, а также в Донецком бассейне при проведении выработок на большой глубине.

Трапециевидную форму с рамной деревянной крепью применяют в выработках с небольшим сроком службы. Достоинство этой формы – более полное по сравнению с другими формами использование поперечного сечения.

Прямоугольную форму применяют при проведении камер околоствольного двора и протяженных выработках с анкерной крепью.

Таким образом, учитывая условия проведения выработки, ее назначение и срок службы принимаем арочную ее форму с использованием металлической арочной податливой крепи типа КМП-А3.

2. Расчет поперечного сечения выработки

1. Определение величины прохода для людей и зазоры на высоте подвижного состава произвожу по формулам:

где - высота прохода для людей от уровня балласта, 1,8 м;

- угол перехода прямой части стойки в кривую;

т и п – зазор между подвижным составом и крепью и величина прохода для людей (ПБ);

- расстояние от балласта до уровня головки рельсов;

- расстояние от уровня головки рельсов до

2. Ширину выработки в свету на высоте верхней кромки подвижного состава определяю по формуле:

где А - ширина подвижного состава в наиболее выступающей части, м.

3. Графически определяю положение вертикальной оси выработки и уровень почвы. Ось находится посередине ширины, а почва отстоит от уровня головки рельсов на высоту верхнего строения рельсового пути

где - толщина балластного слоя.

4. Для дальнейших построений исходными величинами являются высота прямолинейной части стойки h_c, величина смещения центра радиуса дуги стойки от оси выработки с_ц, а также центральный угол дуги стойки , которые можно принять по таблицам в зависимости от ширины арки.

Принимаю м, м, .

5. Определяю радиус дуги стойки R:

6. Радиус дуги верхняка:

где - высота фланца.

7. Высота от почвы выработки до центра радиуса дуги верхняка:

8. Ширина выработки в свету на уровне почвы выработки:

9. Высота выработки в свету от почвы:

10. Площадь поперечного сечения выработки в свету до осадки:

11. Площадь поперечного сечения выработки в свету после осадки:

12. Периметр выработки в свету:

13. Ширина выработки вчерне на уровне подвижного состава:

где - высота профиля (93 мм для СВП-17, 110 мм для СВП-22, 123 мм для СВП-27);

- толщина затяжки, 30-50 мм;

- горизонтальное сдвижение пород в боках выработки, принимается по данным расчета или практики. В зоне влияния очистных работ для данной крепи мм, в зоне установившегося горного давления мм.

14. Высота выработки вчерне:

15. Площадь поперечного сечения выработки в вчерне:

16. Площадь поперечного сечения выработки в проходке:

17. Проверка площади поперечного сечения по допустимой скорости движения воздуха:

Условие не выполняется. Принимаю большее типовое сечение .

Условие выполняется.