Выбор оптимального варианта

3.1.1 Выбор оптимального варианта

Исходя из сравнительного анализа приведенного ранее наиболее экономичным, является второй вариант:

Вскрытие гор. -360м пластовыми выработками по пластам Е-1 и Е-5.

Подготовка шахтного поля – проведением по пласту Е-5 путевого и конвейерного уклонов.

3.2 Проведение и крепление подготовительных выработок

Назначение и горно-геологические условия проведения выработки

Конвейерный штрек лавы проводится по пласту Е-5 со следующими горно-геологическими условиями: мощность пласта 3.0 м, угол падения до 6⁰, объемный вес угля 1,34 т/м³, при крепости 1. коэффициент крепости пород кровли 3-4, состоящие из алевролитов и песчаников. Почва пласта представлена алевролитом крепостью 3-4.

Глубина выработки от поверхности 775 м, длина выработки составляет 3670м.

Выработка предназначена для транспортировки горной массы ленточным конвейером типа ПТ 120, доставки различных материалов, передвижения людей и подачи свежего воздуха в очистной забой. Исходя из расчетов ранее проводимых выработок по этому пласту, выбираем форму поперечного сечения выработки - прямоугольная, тип крени – анкерная.

Согласно «Правил безопасности в угольных шахтах» для конвейерных штреков сечение должно составлять не менее 4,5м²

Определяется количество воздуха, которое должно проходить в период ее эксплуатации:

, м³/мин, (1)

где А_сут – суточная добыча угля, т/сут;

q_СН4 – относительное газовыделение, м³/т

=106.6 м³/мин,

По максимальной допустимой скорости движения воздуха определяется минимальное сечение выработки:

 (2)

,

Принимаем выработку:

- площадь сечения выработки в свету – 14,88 м²;

- высота выработки в свету - 3.1 м;

- ширина выработки в свету- 4,8 м.

3.2.1 Расчет анкерной крепи

Анкерную крепь следует рассматривать, как средство упрочнения и повышения устойчивости пород вокруг выработки. Основными параметрами такой крепи является длина анкера, несущая способность стержня и замка, расстояние между анкерами.

Длина анкеров выбирается с учетом формы выработки, принятой ранее, возможного обрушения или отслоения пород в зависимости от запаса прочности пород кровли и боков выработки:

l_ан =l_в +l₁+l₂+l₃, м, (3)

где l_в – высота зоны возможного вывала или отслоения пород, м;

l₁ 0– величина заглубления анкера в устойчивую зону массива, l₁ =,3-0,4 м;

l₂ – длина выступающей из шпура части анкера, зависящая от толщины опорно-поддерживающего элемента, м;

l₃ – длина свободного выступа стержня анкера и гайки, l₃=0,05м.

Высота возможного вывала или отслоения пород выработки:

, м, (4)

где а – полупролет выработки, м;

с – глубина возможного отжима угля или породы в бока выработки, м;

f_к – коэффициент крепости пород в кровле выработки.

, м, (5)

где k_сж – коэффициент концентрации сжимающих напряжений;

γ – плотность пород, залегающих над выработкой до поверхности , т/м³;

h – высота выработки вчерне, м;

r – коэффициент зависящий от размеров призмы сползания пород в боках выработки.

2.45 м; (6)

=1.84м,

l_ан =1.84+0.4+0.1+0.05=2,39 м.

Принимаем длину анкера равную l_ан =2,40м.

Расчет нагрузки на анкерную крепь со стороны кровли Q_кр и боков выработки Q_б:

, т/м², (7)

где ά – угол наклона проводимой выработки, град.

,т/м². (8)

где h_в – высота выработки в проходке, м.

=4.72 т/м²;

=7.52 т/м².

Несущая способность Р_ан и прочность закрепления анкеров типа ШК и типа АСП:

, (9)

=6.67,

=9.4; (10)

Плотность установки, т.е количество штанг на 1м² кровли и боков выработки:

; (11)

 (12)

где k_зап – коэффициент запаса, k_зап =1,5-2,0

=0.75;

=1.69;

Расстояние между анкерами:

==1.15, (13)

==0.82. (14)

Принимаем 5 анкеров по кровле типа АСП длиной 2,4м с шагом крепи через 1метр, в боках 4 анкера типа ШК-1М длиной 1,6м.