Отчет по практической работе

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ ГОРНОГО ДЕЛА ГЕОЛОГИИ И ГЕОТЕХНОЛОГИИ

институт

ШАХТНОЕ И ПОДЗЕМНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО

кафедра

«Выбор формы и расчет размеров поперечного сечения выработок большого сечения»

Вариант №10

Преподаватель                                        ________          Д.А Урбаев

                                                                                              подпись, дата            инициалы, фамилия

Студент ЗГГ15-05 ГПС 121516677           ________      Д.А. Бейсенаев

                    номер группы, зачетной книжки             подпись, дата             инициалы, фамилия

Цель работы: получение практических навыков по выбору формы поперечного сечения подземных выработок большого сечения и изучение основных принципов расчета их размеров.

Краткие теоретические сведения.

Формы и размеры поперечного сечения камерных выработок определяются главным образом назначением выработки, инженерно-геологическими условиями вмещающего массива, динамикой проявления и направлением распространения горного давления. Поскольку камерные выработки стремятся размещать в скальных и полускальных породах (в редких случаях в слабых неустойчивых породах), эти исходные данные и предопределили оптимальные формы их поперечного сечения. В настоящее время наибольшее распространение получили следующие формы поперечного сечения: корытообразная, подковообразная, полуциркульная и овальная (рис 1.1).

Рисунок 1.1 - Формы поперечного сечения выработок большого сечения: а – корытообразная; б – подковообразная; в – полуциркульная; г и д – эллиптическая (овальная)

Корытообразная форма поперечного сечения камер рекомендуется в полускальных и скальных породах с коэффициентом крепости f>4 при минимальном боковом давлении, при этом необходимо принимать отношение высоты выработки h к ее пролету b в пределах 1,5-3. В то же время отношение пролета b к подъему стрелы свода h1 следует выбирать в зависимости от коэффициента крепости f (таблица 1.1).

Таблица 1.1

f

>8

8-4

b/h

5-6

4-3

Радиус осевой дуги свода находится по формуле:

Радиус боковой дуги свода находится по формуле:

В случаях, когда полностью отсутствует боковое давление, а нагрузка на свод равномерно распределена, форму очертания свода определяют по формуле:

где x и y – текущие координаты оси свода.

Для придания стенам камеры большей устойчивости на практике ширину выработки у почвы принимают несколько меньше ширины выработки на уровне пят свода, причем b/b1 = 0,85–0,9 (b1– пролет камеры на уровне пят свода). Подковообразная форма поперечного сечения выработки рекомендуется в породах с коэффициентом крепости f выработок придают особое значение и выполняют его, как правило, отдельно для свода, стен и почвы.

Подковообразная форма поперечного сечения выработки рекомендуется в породах с коэффициентом крепости f<4 при наличии как вертикального, так и горизонтального горного давления. Соотношение между пролетом b и высотой h целесообразно принимать в пределах 1,2–1,5, отношение радиуса стрелы подъема свода r₁ к радиусу кривизны стен r₃ должно быть равным X. При этом X определяется как соотношение P_Г/Р_В, где P_Г и Р_В – горизонтальное и вертикальное горное давление.

Полуциркульная форма поперечного сечения рекомендуется как в полускальных, так и в сильнотрещиноватых скальных породах при значительном проявлении горного давления, при этом соотношение h/b обычно равно 0,6, а радиус стрелы подъема свода по формуле 1.1

                     (1.1)

Овальная (эллиптическая) форма обычно рекомендуется в слабых неустойчивых породах со значительным проявлением горного давления. Причем главная ось овала (эллипса) может быть сориентирована как вертикально, так и горизонтально, в зависимости от направления распространения доминирующего давления. Если преобладает боковое давление, то соотношение между высотой h и пролетом b обычно принимают равным 0,5, а для случая, когда преобладает вертикальное горное давление, h/b = 1,3.

Окончательный выбор формы поперечного сечения выработки большого сечения производят посредством сравнения затрат на выемку 1 м³ породы, на материалы конструкции крепи и определения минимума затрат на поддержание выработанного пространства.

Поскольку геометрические размеры поперечного сечения камерных выработок (пролет и высота) весьма значительны, расчету конструкции крепи таких выработок придают особое значение и выполняют его, как правило, отдельно для свода, стен и почвы.

Таблица 2 - Исходные данные

№ варианта

Наименование выработки

Пролет выработки, м

Наименование и коэффициент крепости пород вмещающего массива

Примечание

Машинный зал

подземной ГЭС

Скальные породы

f=9

Минимальное боковое давление

Задача:

Выбрать форму и рассчитать размеры поперечного сечения (включая площадь) выработки большого сечения по исходным данным, представленным в таблице 1.2. По полученным размерам вычертить в масштабе сечение выработки с обозначением ее основных размеров.

Решение:

Для данных инженерно-геологических условий предпочтительна корытообразная форма поперечного сечения выработки (рисунок 1.1 а).

Принимаем отношение высоты выработки h к ее пролету b равным 2. Тогда h = 32 м.

Далее определяем радиус подъема стрелы свода r₁

r₁=0.69*b = 0.69*16 = 11,07 м

По таблице 1.1 при f >8 определяем подъем стрелы свода h₁.

Согласно рисунку 1.1 а высота вертикальных стенок h₂ равна:

h₂ = h – h₁ = 32 – 5,3 = 26,7 м;

Определяем площадь поперечного сечения выработки.

Найдем площадь прямоугольника

Найдем площадь полуокружности

Найдем общую площадь поперечного сечения выработки

h

b

h₂ = 26,7 м;

b = 16 м;

 = 60º;

Рисунок 2 – Поперечное сечение выработки

Вывод: Выполнив данную практическую работу, я получил навыки по выбору формы поперечного сечения подземных выработок большого сечения и изучение основных принципов расчета их размеров.

Список Литературы

1. Панкратенко А.Н. Технология строительства выработок большого поперечного сечения. – М.: Изд-во МГГУ, 2002. – 271 с.

2. СНиП II-94–80. Подземные горные выработки. – М.: Стройиздат, 1982.

3. Руководство по проектированию подземных выработок и расчету крепи (К СНиП II-94–80). – М.: Стройиздат, 1983.

4. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механика подземных сооружений и конструкции крепей. – М.: Недра, 1992.

5. Ванягин И.Ф. Основы моделирования процессов разрушения горных пород / ЛГИ. – Л., 1977.

6. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механика подземных сооружений и конструкции крепей. – М.: Недра, 1984. – 415 с.

7. Амусин Б.З. Прогнозирование устойчивости капитальных выработок с учетом постепенного разрушения пород в зоне неупругих деформаций // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых – 1977. – № 5. – С. 22-29.

8. Витке В. Механика скальных пород. – М.: Недра, 1990. – 439 с.

9. Заславский Ю.З., Мостков В.М. Крепление подземных сооружений. М.,Недра, 1979. 325 с.

10. Мостков В.М. Подземные сооружения большого сечения. М., Недра, 1974. 320 с.

11. Урбаев Д.А. Строительство и реконструкция подземных выработок большого сечения. 2007

Познавательные статьи:



Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Рынок недвижимости. Сущность недвижимости

Решение задач с использованием генеалогического метода

История происхождения и развития детской игры