Проектирование и строительство транспортного тоннеля, сооружаемого горным способом

 

 

 

 

 

Таблица 5. Показатели буровзрывных работ

№ пп	Показатель				Ед.изм.	Количество
1	Площадь сечения  калотты				м2	47,6
3	Коэффициент крепости породы					4
4	Продвижение забоя  за цикл (заходка)				м	2,5
5	Коэффициент использования шпуров					0.9
6	Глубина отбойных шпуров				м	108,42
7	Количество  шпуров за цикл				шт	83
8	Объем бурения  за цикл,шп.м				шп.м	219,62
9	Тип ВВ					Динафталит  и  Аммонит №6ЖВ
10	Расход ВВ за цикл				кг	102,1
11	Удельный расход ВВ				кг/м3	0,979
12	Тип электродетонаторов				шт.	ЭД-8-Э, ЭДКЗ
13	Количество  электродетонаторов				шт.	7
№ пп	Показатель				Ед.изм.	Количество
1	Площадь сечения  штроссы				м2	49,4
3	Коэффициент крепости породы					4
4	Продвижение забоя  за цикл (заходка)				м	2,5
5	Коэффициент использования шпуров					0.9
6	Глубина отбойных шпуров				м	98,86
7	Количество  шпуров за цикл				шт	24
8	Объем бурения  за цикл,шп.м				шп.м	118,1
9	Тип ВВ					Гранулит М
10	Расход ВВ за цикл				кг	29.51
11	Удельный расход ВВ				кг/м3	0,558
12	Тип электродетонаторов				шт.	ЭД-8-Э, ЭДКЗ
13	Количество  электродетонаторов				шт.	4

 

5.4.2. Производительность бурения шпуров и скважин

В калотте  УБШ – 662Д

где – механическая скорость бурения, определяют для машины, (табл.7.1[1])

  – коэффициент учёта диаметра  шпура d(мм),

 – коэффициент учета потерь времени за замену бурового инструмента, ;

 – коэффициент учёта потерь  времени на вспомогательные операции  при перемещении машины от  шпура к шпуру, включая забуривание,  .

Эксплуатационная производительность бурильной установки

где – коэффициент одновременности работы бурильных машин, при 2-3 машинах и при 4-6 машинах

k_над=0,8- коэффициент надёжности бурильных машин,

k_пр=0,8- коэффициент потерь времени по организационно-техническим причинам.

– количество бурильных машин на установке (агрегате).

 

Эксплуатационная производительность бурильной установки (2БМ), м/ч:

 

Эксплуатационная производительность бурильной установки (4БМ), м/ч:

Эксплуатационная производительность бурильной установки (6БМ), м/ч:

В штроссе СБУ-50Э

где – механическая скорость бурения, определяют для машины,

  – коэффициент учёта диаметра  шпура d(мм),

 – коэффициент учета потерь времени за замену бурового инструмента, ;

 – коэффициент учёта потерь  времени на вспомогательные операции  при перемещении машины от  шпура к шпуру, включая забуривание,  .

 

Эксплуатационная производительность бурильной установки

где – коэффициент одновременности работы бурильных машин, ;

 – коэффициент надёжности бурильных машин ;

 – коэффициент потерь времени по организационно - техническим причинам ;

– количество бурильных машин на установке (агрегате).

 

5.4.3 Производительность погрузки  породы

В калотте ПНБ-4

 

Техническая производительность погрузочной машины,м³/мин:

Так как для перемещения  грунта из калотты используется ленточный  перегружатель ППЛ-1к, то эксплуатационная производительность погрузочной машины, м³/ч:

где k_нр=0,85- коэффициент неравномерности разброса породы при взрыве,

k_н=0,75- коэффициент надёжности погрузочной машины,

k_м=1,1- коэффициент учёта времени на маневры и остановки во время работы,

k_р=1,9- коэффициент разрыхления зависит от крепости породы (табл.7.2[1]).

В штроссе ПНБ-4

 

Техническая производительность погрузочной машины,м³/мин:

Эксплуатационная производительность погрузочной машины,м³/ч:

где q_в=12,5 м³- емкость кузова самосвала(МоАЗ-7405-9586),

t_под/m_c=3 мин.

5.4.4 Расчет транспорных средств

Откатка породы из калотты  осуществляется ленточным перегружателем     ППЛ-1к.

Так как длина тоннеля  составляет 960м и уклон 9%₀ , то для откатки породы из штроссы используем безрельсовый транспорт, а именно автосамосвалы МоАЗ-7405-9586.

Полное время погрузки самосвала:

η=0.9- коэффициент наполнения кузова,

Время движения от забоя  до отвала:

V_cp=150м/мин – средняя скорость движения транспорта,

l_o=640м – среднее расстояние от забоя до отвала,

t_p=3m_c =3 мин– время разгрузки самосвала,

t_м=3 мин-  время на манёвры и остановки в течение рейса,

Общая продолжительность  рейса транспорта при откатке  породы в отвал из забоя, мин:

Количество самосвалов,  необходимых для обеспечения  непрерывной работы погрузочных  машин:

где  m_n=2- число погрузочных машин.

Потребное число рейсов для вывозки породы за цикл:

5.5 Расчёт проходческой вентиляции

Для выбора схемы вентиляции при проходке тоннеля учитывают способ разработки породы в забое и вид применяемого транспорта.

При буровзрывных работах, применении тоннелепроходческих машин и автотранспорте применяют комбинированную систему вентиляции (у забоя - вытяжную, по тоннелю - приточную).

 

Рис.28. Схема вентиляции при проходке тоннеля (комбинированная)

 

Необходимое количество воздуха для проветривания должно определяться с учетом следующих факторов:

– по наибольшему числу людей, находящихся одновременно в тоннеле;

– минимальной скорости движения воздуха в тоннеле;

– количеству ядовитых газов, образующихся при производстве взрывных работ;

– количеству вредных газов, образующихся при работе двигателей внутреннего сгорания и при производстве электросварочных работ.

 

Необходимое количество воздуха для проветривания:

1) При взрывных работах  у забоя,м³/с:

       где l_c- максимально допустимое расстояние от конца вентиляционной трубы до забоя:

        S=97 м²-площадь сечения выработки,

ω=0,196 м²- площадь сечения вентиляционной трубы,

t=1800с- время проветривания,

a – коэффициент, равен 48 для S= 41…...95 м² ;

l_ш=2,778 м- глубина шпура,

ρ=2,5т/м³ – плотность породы.

        2) При движении автомобилей по тоннелю,м³/с:

где  k_нк=1,7,

m_a=9- число машин в забое,

L=960м- длина тоннеля.

3) По наибольшему числу  людей одновременно находящихся  в забое,м³/с:

где  n=2*10=20- наибольшее число людей в забое, равное удвоенному числу проходчиков в смене,

z=1,3- коэффициент запаса воздуха.

4) По минимальной скорости  движения воздуха в тоннеле,м³/с:

Наибольший объем воздуха c 5% запасом принимают за расчетный Q_p .

Подбор вентиляторов осуществляют в зависимости от необходимой производительности и напора вентилятора. Производительность принимают с учетом 5... 10 % запаса от требуемого объема воздуха.

Требуемый напор, создаваемый вентилятором, Па:

где l =50 м- длина воздуховода между смежными вентиляторами,

ξ=1,1- коэффициент местных сопротивлений в тройниках, отводах, коленах и т.п.,

d=0,5м- диаметр воздуховода,

α=0,00025- коэффициент трения в трубах.

Для подачи воздуха применяем вентилятор местного проветривания ВМЭВО -8А. Характеристики вентилятора отражены в табл. 6.

 

Таблица 6. Характеристики вентилятора местного проветривания для штроссы ВМЭВО-8А

Характеристики	ВМЭВО-8А
Диаметр рабочего колеса, мм	800
Длина вентилятора, мм	1390
Ширина вентилятора, мм	1100
Высота вентилятора, мм	1180
КПД при номинальном режиме работы	0,78
Минимальная производительность, м3/с	6
Номинальная производительность, м3/с	15
Максимальная производительность, м3/с	21
Минимальное давление, Па	800
Номинальное давление, Па	4700
Максимальное давление, Па	5200
Мощность электропривода, кВт	90
Частота вращения рабочего колеса, мин-1	2950
Масса вентилятора,кг	1050
Площадь поперечного сечения на выходе, м2	0,5027
Максимальная ск-ть движения воздуха у выходного отвестия, м/с	41,8

5.6 Расчёт временной крепи

Расчёт временной крепи – анкеров железобетонных

Длина рабочей части анкера

_где – ширина выработки, м;

 – коэффициент крепости породы, м;

 – коэффициент трещиноватости массива (табл. 8.2, [1]), м.

Общая длина анкера (с учетом выступающей  из породы части анкера длиной), м

_где – длина замковой части, 0,5 м;

 – длина выступающей из породы части анкера, 0.1 м.

Прочность закрепления замка анкера в породе, кН

_где – диаметр стержня анкера, м

 – удельное сцепление бетона с армирующим стержнем.

Предельное расстояние между анкерами по условию несущей способности замка, м

где – средняя плотность породы, т/м³.

Назначение расчетного предельного расстояния между анкерами

 

Проверка длины анкера

где а – расстояние между анкерами с учетом кратности длине заходки l_зах;

l_зах – длина заходки, м.

Расчетная нагрузка на анкер, кН

Проектный диаметр стержня анкера

где – расчетное сопротивление материала стержня анкера на растяжение, кПа.

Количество анкеров на заходку (корректировка в AutoCAD)

где – периметр свода выработки, м.

Диаметр стержня анкера на чертежах принимается откорректированным,

т. е. d=26мм.

 

После размещения анкеров в AutoCAD их количество на заходку составило 22 шт, т.е. 2 ряда анкеров по 11 шт в каждом ряду на l_зах=2,5м.

 

Рис.29. Схема размещения анкеров на заходку

6. Организация проходческих работ

Для обеспечения наиболее полного использования рабочей силы и принятого проходческого оборудования и ритмичного выполнения всех основных операций в заранее установленное время и без простоев проходка тоннелей производится по графику цикличности, т.е. путем последовательного повторения отдельного комплекса операций в определенный промежуток времени.

При этом следует учесть, что процессы установки временной крепи, подготовки к бурению шпуров и погрузке породы, выполнения прочих работ могут быть полностью или частично совмещены по времени с основными операциями - бурением и погрузкой.

 

6.1 Таблица объемов основных  проходческих работ на цикл

Таблица 7. Объёмы работ на цикл