Budownictwo górnicze, Projekt, Szczegółowy tok obliczeń projektowych


Projekt głębienia szybu metodą zwykłą

Szyb o średnicy nominalnej D = 6,0 + 0,5·x = 7,0 m

x = 0,1· n

n = 20

n - nr studenta w grupie, średnicę szybu zaokrąglić w górę do 0,5 m ma być zgłębiony w następujących warstwach

Nr

warstwy

Rodzaj skały

Grub.

warstwy

hi

[m]

Ciężar

właściwy

szkieletu

miner.

γsi(n)

[MN/m3]

Ciężar

objętościowy

skały

γni(n)

[MN/m3]

Porowatość

skały

ni

Kąt

tarcia

wewn.

Φ'(n)

[...˚]

Wytrzym.

na

ścisk.

Rcs(n)

[MPa]

Kąt

upadu

[...˚]

1

Piaski

różnoziarniste

22

0,0265

0,0200

42

37

12

2

Ił pylasty

niezawodniony

12

0,0270

0,0170

52

22

34

3

Piaski różnoziarniste

zawodnione

22

0,0265

0,0200

42

37

34

4

Ił pylasty

zawodniony z

laminami pyłu

102

0,0270

0,0170

52

22

34

5

Mułowiec

72

0,0285

0,0270

12

28

45

37

6

Piaskowiec

średnioziarnisty

zawodniony

102

0,0265

0,0250

12

35

40

37

7

Mułkowiec

52

0,0270

0,0250

12

30

50

37

8

Węgiel

1,0

0,153

0,0130

17

26

12

37

9

Piaskowiec

drobnoziarnisty

niezawodniony

102

0,0265

0,0250

12

35

60

37

W profilu warstw zalegają dwa poziomy wodonośne :

o wodach swobodnych od głębokości 12m do spągu pierwszej warstwy,

o wodach naporowych w warstwie trzeciej, czwartej i piątej o zwierciadle ustalonym na głębokości 25m.

o wodach swobodnych w warstwie szóstej poziom nawiercony = poziom ustalony poziom stropu warstwy szóstej

Projektowana technologia głębienia:

w warstwach nadkładowych - z zastosowaniem metody zamrażania górotworu i obudowy wodo szczelnej,

w warstwach karbońskich - metodą zwykłą z zastosowaniem obudowy betonowej

Przewidywany dopływ wody do szybu w warstwach karbońskich:

-q=0,2 [m3/min].

W szybie przewiduje się wlot do podszybia na głębokości od 423m (strop wlotu ) do 451m(spąg wlotu).

Zbrojenie będzie mocowane do obudowy przy użyciu kotwienia

Szczegółowy tok obliczeń projektowych.

1. Obliczanie obciążeń obudowy szybu.

Obciążenia należy przeprowadzić zgodnie z PN-G-05016 i zestawić w tabeli.

Kolumny 1-8 należy wypełnić zamieszczając w nich dane wyjściowe do projektu.

Kolumnę 9 należy wypełnić tylko dla warstw zawodnionych (w przypadku warstw niezawodnionych należy postawić kreskę) obliczając wg wzoru:

γi*(n)=(γsi(n)w) (1-nsi)

w którym:

γi*(n) -charakterystyczna wartość ciężaru objętościowego skały w i-tej warstwie z uwzględnieniem siły wyporu wody,MN/m3,

γsi(n) -charakterystyczna wartość ciężaru właściwego szkieletu mineralnego skały w i-tej warstwie,MN/m3,

γw -ciężar właściwy wody,MN/m3, (γw=0,0098 MN/m3),

nsi -porowatość skały w i-tej warstwie.

Kolumny 10 i 11 dotyczą jedynie stropu poziomów wodonośnych o ciśnieniu piezometrycznym: w kolumnie 10 umieszcza się wysokość słupa wody Hw w otworze badawczym ponad strop poziomu wodonośnego , a w kolumnie 11- wartość iloczynu γwHw.

W przypadku poziomu wodonośnego o zwierciadle swobodnym należy przyjąć:HwwHw=0.Wartość Hw należy ustalać , uwzględniając ewentualny spadek ciśnienia wody na skutek drenażu lub uszczelniania górotworu .

W kolumnie 12 należy umieścić wartość iloczynu częściowego γni(n)hi , przy czym γni(n) wg kol. 8,

hi - wg kol. 5.

Kolumnę 13 należy wypełnić dla warstw zawodnionych, umieszczając w niej wartość iloczynu γi*(n)hi ,przy czym γi*(n) - wg kol. 9, hi wg kolumny 5.W przypadku warstw niezawodnionych umieścić kreskę.

W kolumnie 14 należy umieścić sumy iloczynów częściowych γni(n)hi (kol. 12): w górnym wierszu -do stropu warstwy, w dolnym wierszu - do spągu warstwy.

Kolumnę 15 należy wypełnić tylko dla warstw zawodnionych. W przypadku gdy w warstwie znajduje się strop poziomu wodonośnego, w górnym wierszu kolumny należy umieścić liczbę z górnego wiersza kol. 14 (dla tej samej warstwy), pomniejszoną o wartość γwHw (z kol. 11). W przypadku gdy strop poziomu wodonosnego znajduje się powyżej warstwy , w górnym wierszu należy umieścić liczbę z dolnego wiersza kol. 15 dla poprzedniej warstwy. W dolnym wierszu należy umieścić liczbę będącą suma liczby z górnego wiersza i wartości γi*(n)hi (z kol. 13).

W kolumnie 16 należy wpisać iloraz sumy δiloczynów częściowych (kol. 14) w spągu warstwy przez głębokość spągu warstwy (kol. 4).

Kolumny 17 i18 zawierają liczby z arkusza danych.

Wartość obliczeniową efektywnego kąta tarcia wewnętrznego (kol. 19) należy obliczyć wg wzoru:

Φ'(r)=0,8Φ'(n)

przy czym Φ'(n) - wg kol.18. Obliczenia należy prowadzić tylko dla skał zwięzłych.

Wartość współczynnika Poissona (kol.20) należy wpisać wg arkusza danych (w przypadku braku danych - dać kreskę).

Wartość współczynnika n v (kol. 21)należy obliczać wg wzorów:

dla v = 0x01 graphic
: n v=1,0

dla v = 0x01 graphic
: n­ v=0x01 graphic

przy czym v - wg kol.20 (w przypadku braku danych dać kreskę).Obliczenia należy prowadzić tylko dla gruntów nieskalistych (skał luźnych).

Wartości charakterystyczne wytrzymałości skały na ściskanie Rcs(n) (kol.22) i rozciąganie Rrs(n) (kol.23) należy wpisać wg arkusza danych, w przypadku braku danych należy umieścić kreskę.

Wartość współczynnika strukturalnego osłabienia skał w górotworze kk (kol.24) należy przyjmować w zależności od grubości warstwy:

W przypadku skał bardzo spękanych (wg PN-86/B-02480) podane wyżej wartości należy zmniejszyć o 50%, w strefach starych zrobów (strefa pełnego zawału) i strefach zaburzeń tektonicznych należy

przyjmować kk=0.

Wartość współczynnika koncentracji naprężeń w górotworze kp (kol.28) należy obliczać wg wzoru:

kp=kp1 kp2 kp3

Wartość współczynnika kp1 (kol.25) należy przyjmować:

-w przypadku głębienia szybu z użyciem materiałów wybuchowych kp1=3,0.

-w przypadku urabiania ociosów metodą kombajnową (nie dotyczy szybów wierconych z użyciem płuczki wiertniczej)lub ręczną k­p1=2,0.

Wartość współczynnika kp2 (kol.26)należy przyjmować:

-dla przekrojów szybu w odległości mniejszej niż 2D (D-średnica nominalna szybu) od stropu najbliższego wlotu lub w odległości mniejszej niż D od spągu najbliższego wlotu kp2=1,5.

-dla pozostałych odcinków szybu kp2=1,0.

Wartość współczynnika kp3(kol.27) należy przyjmować:

-w przypadku warstw słabych o łącznej grubości h do 1,5 D zalegających między dwoma warstwami położonymi na głębokości mniejszej od krytycznej (H<Hkr) w zależności od stosunku grubości warstw h do średnicy nominalnej szybu D - wg tab.1,

-gdy nie zachodzi ww. przypadek kp

Wartość współczynnika kp3

TABELA nr1.

h/D

kp3

do 0,1

0,50

powyżej 0,1 do 0,2

0,55

powyżej 0,2 do 0,3

0,60

powyżej 0,3 do 0,4

0,65

powyżej 0,4 do 0,6

0,70

powyżej 0,6 do 0,8

0,75

powyżej 0,8 do 1,5

0,80

Głębokość krytyczną Hkr (kol.29) należy obliczać wg wzorów:

-dla skał zwięzłych

Hkr=0x01 graphic

-dla skał luźnych

Hkr=0x01 graphic

w których:

- Rcs(n) -wg kol.22.

- γśr(n) -wg kol.16.

- kk -wg kol.24.

- kp -wg kol.28.

- c,(n) -wg kol.17.

- Ф'(n) -wg kol.18.

- nv -wg kol.21.

Wartość współczynnika obciążenia nw dla ciśnienia wody (kol.30) należy przyjmować:

-w przypadku całkowitego uszczelnienia górotworu i zamknięcia poziomu wodonośnego nw=0,1.

-w przypadku ujęcia wody lub pełnego drenażu poziomu wodonośnego nw=0,1-0,2.

-w przypadku stosowania obudowy betonowej w warstwach wodonośnych o współczynniku filtracji nie większym od współczynnika filtracji obudowy nw=0,2.

-w przypadku niekontrolowanego rozmrażania szybu głębionego z użyciem metody zamrażania

górotworu nw=1,1.

-w pozostałych przypadkach nw=1,0.

Wysokość słupa wody hw (kol.31) należy przyjąć wg arkusza danych, wpisując w wierszu górnym dla stropu warstwy, w wierszu dolnym -dla spągu warstwy. Wysokości słupa wody hw nie uwzględniają korekty współczynnikiem nw.

Ciężar właściwy wody γw=0,0098 MN/m3 (kol.32).

Wartość obciążenia obliczeniowego pochodzącego od ciśnienia wody pw (kol.32)należy określać wg wzoru:

pw=nwγwhw

w którym:

-nw - wg kol.30

-γw - wg kol.32

-hw - wg kol.31

przy czym w górnym wierszu należy wpisać wartość dla stropu warstwy, w dolnym -dla spągu warstwy.

W przypadku warstwy niezawodnionej w kolumnach 30-33 należy wpisać kreskę.

Jeżeli w warstwie jest spełniona nierówność:

H<Hkr

przy czym:

H -głębokość warstwy (kol.3i4),m

Hkr -głębokość krytyczna (kol.29),m,

należy przyjąć

ps=0

i wartość tę wpisać w kol.51, wpisując jednocześnie kreski w kol.34-50.

Wartość współczynnika obciążenia n dla nacisku górotworu (kol.37)należy określać wg wzoru:

n=n1n2n3

Wartość współczynnika n1 (kol.34) należy przyjmować :

-w przypadku, gdy przekrój szybu znajduje się w odległości mniejszej niż 2D od stropu najbliższego wlotu lub w odległości mniejszej niż D od spągu najbliższego wlotu n1=1,5.

-w przypadku gdy przekrój szybu znajduje się poza ww. odcinkiem szybu n1=1,0.

Wartość współczynnika n2 (kol.35) należy przyjmować:

-dla kąta upadu warstw mniejszego niż 30º n2=1,0.

-dla kąta upadu warstw nie mniejszego niż 30º n2=1,25.

Wartość współczynnika n3(kol.36) należy obliczać wg wzoru:

0x08 graphic
0x08 graphic
n3=0x01 graphic

w którym D- średnica nominalna szybu.

W przypadku, gdy przekrój szybu znajduje się w skałach nie należących do gruntów skalistych

wg PN-86/B-02480 lub do gruntów nieskalistych mineralnych drobnoziarnistych spoistych (z wyłączeniem mało spoistych ) wg PN-86/B-02480,należy przyjmować n=n2 i w kolumnie 34 oraz 36 umieścić kreski. Praktycznie przypadek ten zachodzi w gruntach nasypowych, piaskach, pospółkach itp.

Metodę I (kol.38-40) obliczania obciążenia obliczeniowego od nacisku górotworu stosuje się tylko w skałach o Rcs(n) >0 , znajdujących się poniżej głębokości krytycznej (H>Hkr); w pozostałych przypadkach należy w kolumnach 38-40 wpisać kreski. Wartość pozornego kąta tarcia wewnętrznego φ (kol.38) należy obliczać wg wzoru:

φ=arc tg0x01 graphic

przy czym:

Rcs(n) - wg kol.22

Wartość współczynnika poziomego rozpierania A (kol.39) należy obliczać wg wzoru:

A=tg20x01 graphic

Wartość obciążenia p1s (kol.40) należy obliczać wg wzorów:

-w skałach niezawodnionych

p1s=nδzγA

-w skałach zawodnionych

p1s=nδ'zγA

przy czym:

n - wg kol.37,

A - wg kol.39,

δzγ - wg kol.14

δ'zγ - wg kol.15

Obliczenia należy przeprowadzić dla stropu i spągu, wpisując obydwie wartości.

Metodę II(kol.41,42) obliczania obciążenia obliczeniowego od nacisku górotworu można stosować w skałach, w których Φ'(n) ≥ φ; w pozostałych przypadkach oraz dla skał znajdujących się powyżej głębokości krytycznej

(H<Hkr) należy w kolumnach 41 i 42 wpisać kreski.

Współczynnik poziomego rozpierania A* należy obliczać wg wzoru:

A*=tg20x01 graphic

przy czym Φ'(n) - wg kol.18.

Wartość obciążenia p2s (kol.42) należy obliczać wg wzoru:

w skałach niezawodnionych

p2s=nγśr(n)(H-Hkr)A*

w skałach zawodnionych

p2s=n(δ'zγśr(n)Hkr)A*

przy czym:

n -wg kol.37

γśr(n) -wg kol.16

Hkr -wg kol.29

δ'-wg kol.15

A* -wg kol.41

H - głębokość (kol.3 i 4)

Obliczenia należy przeprowadzić dla stropu i spągu warstwy, wpisując w kolumnę 42 obydwie wartości.

Metodę III (kol.43-50) obliczania obciążenia obliczeniowego od nacisku górotworu można stosować, gdy spełnione są następujące warunki:

a) w skałach niezawodnionych

odcinek szybu jest położony poniżej głębokości granicznej (H > Hgr),

część profilu górotworu, w którym jest projektowany odcinek szybu, jest zaliczona do I lub II stopnia zagrożenia wodnego,

stosunek wytrzymałości na ściskanie do wytrzymałości na rozciąganie spełnia warunek

0x01 graphic
dla v0x01 graphic

0x01 graphic
dla v0x01 graphic

b) w skałach zawodnionych wymaga się spełnienia warunków jak dla skał niezawodnionych oraz dodatkowo odporności skały na działanie wody A wg skali Skutty lub r=1 wg GIG.

Gdy warstwa górotworu nie spełnia tych warunków (np. gdy Rcs(n)=0 lub H<Hkr) w kolumnach 43-50 należy umieścić kreski.

Głębokość graniczną Hgr należy obliczać wg wzoru:

Hgr=Hkr+55tg0x01 graphic

przy czym:

Hkr - wg kol.29,

Φ'(r) -wg kol.19 .

Kategorię zagrożenia wodnego (kol.44) oraz odporność na działanie wody wg skali Skutty (kol.45)należy wpisać na podstawie arkusza danych .

W kolumnie 46 należy wpisać wartość Rcs(n)/Rrs(n).

W przypadku, gdy v ≤ 1/3 obliczamy wartość wrażenia [(1-v)/v(1+v)]2 i wpisujemy ją w kol.47, a w kol.48 kreskę.

W przypadku, gdy v ≥ 1/3 obliczamy wartość wyrażenia [2/(1+v)]2 i wpisujemy ją w kol.48, a w kol.47 kreskę

Następnie badamy spełnienie nierówności (Rcs(n)/Rrs(n) )>[(1-v)/v(1+v)]2 dla v ≤ 1/3 i (Rcs(n)/Rrs(n)) > [2/(1+v)]2 dla v ≥ 1/3. W przypadku spełnienia obliczamy wartość p3s (kol.49) wg wzoru:

p3s= n55γśr(n)tg0x01 graphic

w którym:

n - wg kol.37,

γśr(n) -wg kol.16,

Φ'(r) - wg kol.19.

W przypadku niespełnienia ww. nierówności w kolumnie 49 umieszczamy kreskę.

W przypadku, gdy głębokość warstwy H ≥ 800m, powiększamy wartość p3s (kol.49) o 10% i wpisujemy w kol.50; gdy H < 800m, w kol.50 wpisujemy wartość z kol.49.

W kol.51 wpisujemy najmniejszą wartość z kolumn 40, 42 i 50 -odpowiednio w stropie i spągu warstwy. W przypadku, gdy w kolumnach 40, 42 i 50 występują tylko kreski w kolumnie 51 wpisujemy wartość “0,0000”.

W kol.52 wpisujemy sumę wartości pw (kol.33) i ps (kol.51) - odpowiednio w stropie i spągu warstwy.

Kolumny 53 i 54 należy wykorzystać w przypadku, gdy skała występuje w stanie kurzawkowym. Wówczas obciążenie obudowy (kol.54) można obliczyć wg wzoru:

p=γnk(n)H

w którym:

nk(n) -charakterystyczna wartość ciężaru objętościowego kurzawki, MN/m3, (γnk(n) =0,0127-0,0147 MN/m3),

-H - głębokość m.

W kol.55 należy umieszczać uwagi uzasadniające przyjęcie określonych wartości współczynników, np. strefa podszybia (uzasadnienie przyjęcia kp2=n1=1,5), zastosowanie drenażu górotworu poza obudową (uzasadnienie przyjęcia nw=0,2).


Lp.

Skała

Głębokość

[ m ]

Grubość

warstwy

hi

[m]

Ciężar wła-

ściwy

szkieletu min skały

γsi(n)

[MN/m3]

Porowatość

ni

Naturalny

ciężar

objętościowy

skały

γni(n)

[MN/m3]

Ciężar objętościowy z

uwzgl. siły

wyporu wody

γi*(n)

[MN/m3]

Ciśnienie piezometryczne w stropie

poziomu wodonośnego

Hw

[m]

γw Hw

[MPa]

od

do

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1a

Piaski różnoziarniste

niezawodnione

0,00

12,00

12

0,0265

0,4200

0,0200

-

-

-

1b

Piaski różnoziarniste

zawodnione

12,00

22,00

10

0,0265

0,4200

0,0200

0,0097

0,00

0,0000

2

Ił pylasty

niezawodniony

22,00

34,00

12

0,0270

0,5200

0,0170

-

-

-

3

Piaski różnoziarniste

zawodnione

34,00

56,00

22

0,0265

0,4200

0,0200

0,0097

9,00

0,0882

4

Ił pylasty z laminami

Pyłu zawodnionego

56,00

158,00

102

0,0270

0,5200

0,0170

0,0083

-

-

5

Mułowiec

158,00

230,00

72

0,0285

0,1200

0,0270

-

6

Piaskowiec średnioziarnisty zawodniony

230,00

332,00

102

0,0265

0,1200

0,0250

0,0147

0,00

0,0000

7

Mułkowiec

332,00

384,00

52

0,0270

0,1200

0,0250

-

-

-

8

Węgiel

384,00

385,00

1,0

0,153

0,1700

0,0130

-

-

-

9a

Piaskowiec średnioziarnisty

niezawodniony

385,00

409,00

24,00

0,0265

0,1200

0,0250

-

-

-

9b

Piaskowiec średnioziarnisty

niezawodniony

409,00

438,00

29,00

0,0265

0,1200

0,0250

-

-

-

9c

Piaskowiec średnioziarnisty

niezawodniony

438,00

487,00

49,00

0,0265

0,1200

0,0250

-

-

-

Obliczenie obciążenia obudowy szybowej wg PN-G-05016

Iloczyn częściowy

Suma iloczynów

częściowych

Średni ciężar objętościowy

skał nadległych

γśr(n)

[MN/m3]

Wartość charakterystyczna

efektywnej spójności skały

c'(n)

[Mpa]

Wartość charakterystyczna efektywnego kąta tarcia

wewnętrznego skały

Φ'(n)

[...o]

Wartość obliczeniowa

efektywnego kąt tarcia

wewnętrznego skały

Φ'(r)

[...o]

γni(n)hi

[MPa]

γi*(n)hi

[MPa]

δ

[MPa]

δ'

[MPa]

12

13

14

15

16

17

18

19

0,2400

-

0,0000

0,2400

-

0,0200

0,080

37,00

-

0,2000

0,0970

0,2400

0,4400

0,2400

0,3370

0,0200

0,000

37,00

-

0,2040

-

0,4400

0,6440

-

0,0201

0,050

22,00

-

0,4400

0,2134

0,6440

1,0840

0,5770

0,7904

0,0201

0,000

37,00

-

1,7340

0,8466

1,0840

2,8180

0,7904

1,6370

0,0178

0,030

22,00

-

1,9440

-

2,8180

4,7620

-

0,0207

8,000

28,00

22,40

2,5500

1,4994

4,7620

7,3120

1,6370

3,1364

0,0220

10,000

35,00

28,00

1,3000

-

7,3120

8,6120

-

0,0224

8,000

30,00

24,00

0,0130

-

8,6120

8,6250

-

0,0224

3,000

26,00

20,80

0,6000

-

8,6250

9,2250

-

0,0226

10,000

35,00

28,00

0,7250

-

9,2250

9,9500

-

0,0227

10,000

35,00

28,00

1,2250

-

9,9500

11,1750

-

0,0229

10,000

35,00

28,00

Współcz

nik

Poissina skały

V

nv

Wytrzma

łość cha-

rakt.skał

na ściska-

nie

Rcs(n)

[MPa]

Wytrzyma

łość cha-

rakt.skały

na rozcią-

ganie

Rrs(n)

[MPa]

Współcz.

strukt

osłab.skały

w góro-

tworze

kk

Współczynnik koncentracji naprężeń w górotworze

Głębokość

krytyczna

Hkr

[m]

Obciążenie obliczeniowe pochodzące

od ciśnienia wody

pw

kp1

kp2

kp3

kp=kp1kp2kp3

współcz.

obciąż.dla

ciśn. wody

nw

Wysokość

słupa wody

Hw

[m]

ciężar wła

ściwy wody

γw

[MN/m3]

obciążenie

oblicz.

pw=nwγwhw

[MPa]

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

0,25

1,0000

-

-

1,0

2,0

1,0

1,0

2,0

14,8

-

-

-

-

0,25

1,0000

-

-

1,0

2,0

1,0

1,0

2,0

0,0

1,0

0,00

10,00

0,0098

0,0000

0,0980

0,37

0,8514

-

-

1,0

2,0

1,0

1,0

2,0

6,03

-

-

-

-

0,25

1,0000

-

-

1,0

2,0

1,0

1,0

2,0

0,0

1,0

9,00

31,00

0,0098

1,0882

0,3038

0,37

0,8514

-

-

1,0

2,0

1,0

1,0

2,0

4,08

1,0

31,00

133,00

0,0098

0,3038

1,3034

0,15

-

37,0

3,70

1,0

3,0

1,0

1,0

3,0

595,8

-

-

-

-

0,20

-

21,4

2,14

1,0

3,0

1,0

1,0

3,0

324,2

0,2

0,00

0,0098

0,0000

0,1999

0,15

-

37,3

3,73

1,0

3,0

1,0

1,0

3,0

555,1

-

102,00

-

-

0,10

-

10,0

1,00

0,7

3,0

1,0

0,5

1,5

208,3

-

-

-

-

0,20

-

35,0

3,50

1,0

3,0

1,0

1,0

3,0

516,2

-

-

-

-

0,20

-

35,0

3,50

1,0

3,0

1,5

1,0

4,5

342,6

-

-

-

-

0,20

-

35,0

3,50

1,0

3,0

1,0

1,0

3,0

509,5

-

-

-

-

Obciążenie obliczeniowe pochodzące od nacisku górotworu p'

Współczynnik obciążenia

Metoda I

Metoda II ( Φ'(n) ≥ φ )

Metoda III

n1

n2

n3

n=n1n2n3

Pozorny kąt tarcia

wewn.

φ

Wsp.pozio.

rozpierania

A

p1s=nδA

p1s=nδ'A

[MPa]

Wsp.pozi.

rozpierania

A*

p2s=nγśr(n)(H-Hkr)A*

p2s=n(δ'zγśr(n)Hkr)A*

Głębokość

graniczna

Hgr

[m]

Kat.zagroż

wodnego

Odporność

na działanie

wody wg skali

Skutty

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

1,0

1,0

-

1,0

-

-

-

0,249

-

-

-

-

1,0

1,0

-

1,0

-

-

-

0,249

0,0598

0,1096

-

-

-

1,0

1,25

1,0

1,25

-

-

-

0,455

0,1826

0,3198

-

-

-

1,0

1,25

-

1,25

-

-

-

0,249

0,1702

0,2803

-

-

-

1,0

1,25

1,0

1,25

-

-

-

0455

0,5256

1,5582

-

-

-

1,0

1,25

1,0

1,25

-

-

-

-

-

-

-

-

1,0

1,25

1,0

1,25

64,95

0,049

0,292

0,448

-

-

357,247

-

-

1,0

1,25

1,0

1,25

-

-

-

-

-

-

-

-

1,0

1,25

1,0

1,25

50,19

0,131

1,410

1,412

-

-

288,027

-

-

1,0

1,25

1,0

1,25

-

-

-

-

-

-

-

-

1,5

1,25

1,0

1,875

80,54

0,0068

0,118

0,127

-

-

434,135

1

-

1,0

1,25

1,0

1,25

-

-

-

-

-

-

-

-

Obciążenie obliczeniowe pochodzące od nacisku górotworu p'

Obciążenie

obliczeniowe

całkowite

p=ps+pw

[MPa]

Obciążenie ze strony

kurzawki

Uwagi

Metoda III

Rcs(n)/Rrs(n)

[(1-v)/v(1+v)]2

[2/(1+v)]2

p3s=n55γśr(n)tg2[45o-(Φ'(r)/2)]

[MPa]

Obciążenie powiększone

(dla H ≥ 800m)

1,1p3s

[MPa]

ps

[MPa]

γnk(n)

p=γnk(n)H

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

-

-

-

-

-

0,0000

0,0000

0,0000

0,0000

-

-

-

-

-

-

-

0,0598

0,1096

0,0598

0,2076

-

-

-

-

-

-

-

0,1826

0,3198

0,1826

03198

-

-

-

-

-

-

-

0,1702

0,2803

0,2584

0,5841

-

-

-

-

-

-

-

0,5256

1,5582

0,2894

2,8616

-

-

10,00

24,28

-

-

-

0,0000

0,0000

0,0000

0,0000

-

-

10,00

11,11

-

-

-

0,2920

0,4480

0,2920

0,6479

-

-

Drenaż górot.

10,00

24,28

-

-

-

0,0000

0,0000

0,0000

0,0000

-

-

10,00

66,94

-

-

-

1,4100

1,4120

1,4100

1,4120

-

-

10,00

11,11

-

-

-

0,0000

0,0000

0,0000

0,0000

-

-

10,00

11,11

-

-

-

0,1180

0,1270

0,1180

0,1270

-

-

Pod-szybie

10,00

11,11

-

-

-

0,0000

0,0000

0,0000

0,0000

-

-


2.Wymiarowanie obudowy szybu.

W oparciu o analizę wyników obliczeń oraz wykresu obciążeń obudowy szybu trzeba wyodrębnić w profilu szybu odcinki, dla których należy obliczyć grubość obudowy.

  1. odcinek 0,00-56,00m - o obciążeniach nie przekraczających wartości 0,5295 MPa,

  2. odcinek 56,00-158,00m - o obciążeniach nie przekraczających wartości 2,8616 MPa,

  3. odcinek 158,00-230,00m - bez obciążeń,

  4. odcinek 230,00-332,00m - o obciążeniach nie przekraczających wartości 0,6479 MPa,

  5. odcinek 332,00-384,00m - bez obciążeń,

  6. odcinek 384,00-385,00m - o obciążeniach nie przekraczających wartości 1,4120 MPa,

  7. odcinek 385,00 - 409,00m - bez obciążeń,

  8. odcinek 409,00 - 438,00m - o obciążeniach nie przekraczających wartości 0,1270 MPa,

  9. odcinek 438,00 - 487,00m - bez obciążeń.

W wyróżnionych odcinkach należy przeprowadzić obliczenia grubości obudowy szybu wg

PN-G-05015.

Przy doborze konstrukcji obudowy należy uwzględniać następujące czynniki:

W zawodnionych skałach luźnych projektuje się najczęściej obudowę dwuwarstwową

(rozdzielną) złożoną z następujących elementów konstrukcyjnych:

Grubość obudowy ostatecznej oblicza się wg wzoru:

db=ao0x01 graphic

w którym:

db- grubość obudowy ostatecznej betonowej, m,

a0- promień szybu w świetle obudowy ostatecznej, m,

Rbb- wytrzymałość obliczeniowa betonu niezbrojonego na ściskanie, MPa,

m- współczynnik korekcyjny wg PN-G-05015,

pw- obciążenie obliczeniowe pochodzące od ciśnienia wody, MPa.

Wartość wytrzymałości obliczeniowej betonu na ściskanie Rbb należy przyjąć wg PN-84/B-03264.

Szyb w tych warunkach głębi się zwykle z użyciem metody zamrażania górotworu, w związku z tym minimalna grubość obudowy nie powinna być mniejsza niż:

Grubość obudowy ostatecznej, wchodzącej w skład obudowy dwuwarstwowej, powinna być jednakowa dla całej kolumny tej obudowy z uwagi na możliwość stosowania jednego deskowania.

Grubość obudowy wstępnej oblicza się wg wzoru:

dw=aw0x01 graphic

w którym:

dw- grubość obudowy wstępnej z betonu, m,

aw- promień szybu w świetle obudowy wstępnej, m,

ps- obciążenie obliczeniowe pochodzące od nacisku skał, MPa,

m- współczynnik korekcyjny wg PN-G-05015,

Rbb- wytrzymałość obliczeniowa betonu niezbrojonego na ściskanie, MPa,

Wartość współczynnika korekcyjnego należy przyjmować:

- dla skał kurzawkowych m=0,95,

- dla skał zawodnionych m=1,00.

W skałach zwięzłych projektuje się najczęściej obudowę betonową pojedynczą z betonu klasy B15, B20 lub B25; w skałach zawodnionych projektuje się drenaż górotworu (lub cementację wyprzedzającą).

Grubość obudowy pojedynczej należy obliczać wg wzoru:

db=0x01 graphic

w którym:

db- grubość obudowy betonowej pojedynczej, m,

a0- promień szybu w świetle obudowy, m,

Rbb- wytrzymałość obliczeniowa betonu niezbrojonego na ściskanie, MPa,

p- obciążenie obliczeniowe obudowy szybu, MPa,

m- współczynnik korekcyjny wg PN-84/B-03264.

Wartość współczynnika korekcyjnego należy przyjmować:

- w skałach zawodnionych m=1,00

- w skałach niezawodnionych sypkich, mało spoistych i spoistych

m=1,00 dla kąta upadu warstw α ≤ 30º,

m=1,10 dla kąta upadu warstw α > 30º,

- w skałach niezawodnionych zwięzłych

m=1,10 dla kąta upadu warstw α ≤ 30º,

m=1,15 dla kąta upadu warstw α > 30º.

Obliczoną grubość obudowy betonowej należy zaokrąglić w górę do 5cm. Grubość obudowy betonowej w docinkach szybu głębionych metodą zwykłą nie powinna być mniejsza od 25cm; w przypadku, gdy zbrojenie ma być mocowane do obudowy z zastosowaniem kotwienia, minimalna grubość obudowy betonowej wynosi 30cm. Maksymalna grubość obudowy betonowej pojedynczej wynosi 100cm. Zmianę grubości obudowy należy wykonać stopniowo na długości równej co najmniej 5-krotnej różnicy grubości obudowy.

Dla odcinka „a” grubość obudowy ostatecznej wyniosła db=0,40m dla odcinka ,,b” grubość obudowy ostatecznej wyniosła db=0,50m . Ostatecznie przyjęto że grubość obudowy ostatecznej wykonanej z betonu klasy B25 na obu odcinkach ,,a” i ,,b” wyniosła db=0,50m.

przy:

ao- 3,5m

m- 1

pw- dla odcinka ,,a” - 1,0882MPa

pw- dla odcinka ,,b” - 1,3034MPa

Rbb=Rbb

Rb- 11,6MPa

γb- 1,15

Dla odcinka ,,a” grubość obudowy wstępnej wykonanej z betonu klasy B25 wyniosła dw=0,10m.

Dla odcinka ,,b” grubość obudowy wstępnej wykonanej z betonu klasy B25wyniosła dw=0,70m

dla:

aw= ao+db= 4,0m

m= 1

ps- dla odcinka ,,a” = 0,2803MPa

ps- dla odcinka ,,b” = 1,5582MPa

Rbb=Rbb

Rb=11,6MPa

γb=1,15

Dla reszty odcinków szybu zaprojektowano obudowę pojedynczą.

Dla odcinka ,,d” grubość obudowy pojedynczej z betonu klasy B25 wyniosła db=0,25m.

Dla odcinka ,,f” grubość obudowy pojedynczej z betonu klasy B25 wyniosła db=0,65m.

Dla odcinka ,,h” grubość obudowy pojedynczej z betonu klasy B25 wyniosła db=0,10m.

Dla wszystkich odcinków oprócz odcinka ,,f” przyjęto, że grubość obudowy pojedynczej wykonanej z betonu klasy B25 wyniosła db=0,30m

przy:

ao= 3,5m,

m- dla odcinka ,,d” =1,

m- dla odcinka ,,f” =1,15,

m- dla odcinka ,,h” =1,15,

p- dla odcinka ,,d” =0,6479MPa,

p- dla odcinka ,,f” =1,2272MPa,

p- dla odcinka ,,h” =0,1270MPa,

Rbb=Rbb

Rb=11,6MPa,

γb=1,15.

3 Obliczanie stopy szybowej.

Stopy szybowe, zgodnie z PN-G-05015 nie są wymagane w górotworze zwięzłym (f ≥ 3) związanym z obudową, z wyjątkiem przypadków uzasadnionych technologią robót.

W praktyce stopy szybowe stosuje się:

Obliczenia należy przeprowadzić wg PN-G-05015, przeliczając kolejno:

- obciążenie obliczeniowe stopy szybowej

Qsfγmhmdm

- szerokość stopy szybowej

b=(Qs/qf(r))cos2β

- wysokość stopy szybowej (betonowej)

ho=0x01 graphic

Wysokość stopy szybowej należy sprawdzić na ścinanie wg wzoru:

ho ≥ Qs/2Rbbz

przy:

Qs- obciążenie obliczeniowe stopy szybowej, MN/m,

γf- współczynnik obciążenia wgPN-82/B-02001,

γm- ciężar objętościowy muru obudowy wg PN-82/B-02001, MN/m3,

hm- wysokość odcinka obudowy nie związanego z górotworem i spoczywającego na stopie, m,

dm- grubość obudowy, m,

β- kąt nachylenia dolnej podstawy stopy do poziomu,

b- szerokość stopy szybowej, m,

ho- wysokość stopy szybowej, m,

Rbbz- wytrzymał0ść oliczeniowa betonu niezbrojonego na rozciąganie wg PN-84/B-03264, MPa,

qf(r)- obliczeniowe obciążenie jednostkowe podłoża stopy szybowej wg PN-G-05015, MPa,

Wartość kąta β należy przyjmować:

Wartość qf(r) wynosi:

Z obliczeń obciążenie obliczeniowe stopy szybowej wyniosło Qs=2036,65MN/m.

Szerokość stopy szybowej wyniosła b=1,67m przyjęto, że b=1,70m.

Wysokość stopy szybowej wyniosła ho=0,85m, lecz po sprawdzeniu na ścinanie przyjęto ho=1,30m

dla:

γf= 1,1,

γm= 23MN/m3,

hm= 161,00m,

dm= 0,5m,

β= 25º,

qf(r)= 1,

Rbbz= Rbzb,

Rbz= 0,82MPa,

γb= 1,15.

4 Obliczanie parametrów robót strzałowych w warstwie piaskowca

4.1 Dobór materiału wybuchowego i zapalników elektrycznych

Zgodnie z rozporządzeniem MPiH z 19.10. 94 w polach metanowych przy głębieniu szybów i

szybików oraz wykonywaniu nadsięwłomów można stosować następujące środki strzałowe:

  1. w wyrobiskach kamiennych:

a) MW metanowe specjalne, metanowe, metanowe - nitroglicerynowe ładunki MW bez ograniczenia, ZE dowolne,

b) MW węglowe i skalne, ZE dowolne przy zachowaniu następujących warunków:

  1. w wyrobiskach kamienno - węglowych (tj. o udziale węgla w powierzchni przodku

mniejszym od 20%)

a) MW metanowe specjalne i metanowe amonowo-saletrzane - ładunki MW bez ograniczenia,

ZE metanowe,

b) MW metanowe nitroglicerynowe:

w kamieniu:

w węglu:

ładunki MW bez ograniczenia,

c) MW węglowe i skalne - tylko w kamieniu: ładunki MW bez ograniczenia, ZE dowolne przy

zachowaniu następujących warunków:

- maksymalna dopuszczalna zawartość metanu - 0,5%, a przy stosowaniu zapalarek elektrycznych z

blokadą metanometryczną - do 1%,

- stanowisko dopalania powinno się znajdować w odległości co najmniej 100m od

przodku (we wnęce, schronie lub za załamaniem),

- otwory strzałowe w przodku mogą być wiercone tylko w kamieniu, równoczesne strzelanie w

w kamieniu (MW skalnymi lub węglowymi) oraz w węglu (MW metanowymi) jest zabronione;

  1. w wyrobiskach węglowo - kamiennych (tj. o udziale węgla w powierzchni przodku

większym od 20%) i węglowych:

  1. MW metanowe specjalne i metanowe amonowo-saletrzane - ładunki MW bez ograniczenia,

ZE dowolne,

  1. MW metanowe nitroglicerynowe - tylko w przodkach i otworach mokrych - ładunki MW

bez ograniczenia i ZE metanowe.

Zgodnie z § 143 Rozporządzenia MPiH z 14.04.97 przy głębieniu szybów (szybików), w razie przechodzenia przez pokład węgla o grubości powyżej 10cm stosowanie środków strzałowych skalnych jest zabronione.

Stosowane przykładowo materiały wybuchowe:

Stosowane przykładowo zapalniki elektryczne zwłoczne milisekundowe:

4.2 Jednostkowe zużycie materiału wybuchowego

Jednostkowe zużycie materiału wybuchowego należy określić wg wzoru Mindeliego:

q=q1·e·l·d·φ1

i wg wzoru Laresa:

q=f1 ·s·v·(e/Δ)·d1

w których:

q - jednostkowe zużycie MW, kg/m3 (w caliźnie),

q1 - właściwe zużycie MW do urabiania 1m3 skały w zależności od właściwości fizykochemicznych skał, określane wzorami:

q1=0x01 graphic
0x01 graphic

q1=0x01 graphic

e - wskaźnik mocy (bryzantyczności) MW,

l - współczynnik zależny od długości otworu,

d - współczynnik zależny od średnicy ładunku,

φ1 - współczynnik zależny od gęstości załadowania otworu,

f1 - wskaźnik wytrzymałości skały równy

f1=f/20

f - współczynnik zwięzłości wg Protodiakonowa,

s - wskaźnik struktury skał,

v - wskaźnik odsłonięcia skał zależnie od liczby obnażonych powierzchni,

Δ - wskaźnik gęstości załadowania otworu,

d1 - wskaźnik jakości przybitki.

Do wstępnych obliczeń należy przyjąć długość otworów 4,0m, średnicę otworów 42mm (średnica ładunku 36mm).

Obliczone jednostkowe zużycie MW (w caliźnie) wyniosło q=1,78kg/m3 przy:

d1=1,

Δ=0,9,

s=1,

v=2,

e=1,

f=16,

f1=0,8,

q1=2,51.

    1. Liczba otworów strzałowych i ich rozmieszczenie

Liczbę otworów strzałowych należy określić wg wzoru Pokrowskiego:

N=(1,25·q·S)/(a·δ·dn2·k)

i wg wzoru Mindeliego:

N=(qS)/ρ

przy czym:

N - liczba otworów strzałowych w przodku głębionego szybu, szt.,

S - powierzchnia przekroju szybu w wyłomie, m2,

q - jednostkowe zużycie MW, kg/m3,

a - współczynnik zapełnienia otworu MW,

δ - gęstość załadowania otworu MW, kg/m3,

dn - średnica ładunku, mm,

k - współczynnik zagęszczenia MW w procesie inicjacji,

ρ - gęstość MW na 1m otworu, kg/m,

ρ=aδ(Пdn2)/4

k = 1,2 dla dynamitów,

k = 1,0 dla amonitów.

Obliczoną liczbę otworów należy skorygować w oparciu o następujące zasady rozmieszczania otworów strzałowych. W środku szybu umieszcza się otwór centralny (pius) o długości równej 2/3 długości pozostałych otworów. Liczbę otworów włomowych przyjmuje się wg tabeli 2.

TABELA nr 2

Średnica nabojów, mm

Współczynnik zwięzłości wg Protodiakonowa

f = 1,5 — 6

f = 7 — 20

Średnica szybu, m

do 7

> 7

do 7

> 7

Średnica koła otworów

włomowych, m

32 —36

1,6 — 2,,0

1,8 — 2,2

1,6 — 2,0

1,8 — 2,0

45

1,8 — 2,2

2,0 — 2,6

1,8 — 2,2

2,0 — 2,6

Liczba otworów włomowych, szt

32 — 36

5 — 6

6 — 7

7 — 8

8 — 10

45

4 — 5

5 — 6

5 — 6

6—7

Obecnie stosuje się przede wszystkim włomy proste (ze względu na mniejszy wyrzut urobku). W pobliżu ociosów szybu umieszcza się okrąg otworów wyrównawczych (ociosowych) o średnicy mniejszej od średnicy szybu w wyłomie o 0,6m (w skałach o f = 2 - 8 ) lub 0,3m (w skałach

o f = 9 - 20 ). Odległość otworów wyrównawczych wynosi 0,9 - 1,2m (w skałach o f = 2 - 5) lub

0,7 - 0,9m (w skałach o f = 6 - 20).

Pozostałe otwory strzałowe należy rozmieścić na 2 - 4 współśrodkowych okręgach z zachowaniem następujących zasad:

  1. odległość między okręgami w przybliżeniu jednakowa i mniejsza od odległości między otworami w okręgu o ok. 0,1m,

  2. odległość między otworami nie powinna być większa od 0,8 - 0,9m (w przypadku użycia nabojów o średnicy 32mm) i nie większa od 1 - 1,2m (w przypadku użycia nabojów o średnicy 45mm),

  3. odległości między otworami w różnych okręgach powinny być w przybliżeniu równe.

Obliczona liczba otworów strzałowych wyniosła N =65 szt.

przy:

S =38,5m,

a = 08,

dn =0,036m,

k = 1,2,

q = 1,78kg/m3,

δ =1312,22kg/m3,

ρ = 1,068kg/m.

    1. Długość otworów strzałowych

Długość otworów strzałowych należy ustalić ze wzoru na:

  1. czas wiercenia (wzór Pokrowskiego)

lwierc=(twierc ·nwiert ·vw)/N

  1. czas ładowania urobku (wzór Pokrowskiego)

lład=(tład ·P·nład ·φł)/(S·η·ko)

przy czym:

twierc - przyjęty czas wiercenia otworów, twier = 4h

nwiert - liczba jednocześnie pracujących wiertarek w przodku, nwier = 5-6, a w przy zastosowaniu brygady wiertniczej 10-12

vw - prędkość wiercenia jedną wiertarką, vw = 9-12 m/h

N - liczba otworów strzałowych, N = 65

tład - czas mechanicznego ładowania w cyklu, h, tład = 7 h

P - wydajność ładowarki, P = 60 m3/h

φł - współczynnik wykorzystania czasu pracy ładowarki w przodku, φł =0,8

nład - liczba ładowarek, nład =1

S - powierzchnia przekroju szybu w wyłomie, S = 38,5 m2

ko - współczynnik rozluźniania skały, ko = 2,0

η - współczynnik wykorzystania otworu, η = 0,8

Do obliczeń można przyjmować:

twierc= 4 h,

tład=7 h

(przy cyklu czterozmianowym po 6 godzin na zmianę),

nwiert = 5 - 6, a przy zastosowaniu brygady wiertniczej 10 - 12,

vw = 15 - 20cm/min = 9 - 12m/h(w piaskowcach),

φł = 0,7 - 0,85,

ko = 2,0 - 2,2.

Wydajności stosowanych w kraju ładowarek wynoszą (w m3 skały rozluźnionej):

Gryf - 1P — 22m3/h,

Skała — 40m3/h,

KS - 2u/40 — 60 - 80m3/h,

KS - 1m — 100 - 120m3/h,

2KS - 2u/40 — 100 - 130m3/h.

Przyjęta długość otworów strzałowych wynosi ls=3,9m. Przy lwierc=4,3m oraz lład=5,3m.

Dla:

N = 65,

P = 60m3/h,

twierc = 4h,

nwiert=6

vw= 12m/h,

tład= 7h,

φł= 0,8,

nład=1,

η = 0,8,

ko= 2,0,

S = 38,5m2.

4.5 Zużycie materiałów wybuchowych na zabiór

Zużycie MW na zabiór należy określać wg wzoru:

AMW = q·S·ls ·η

w którym:

AMW - zużycie MW na zabiór, kg,

q - jednostkowe zużycie MW, = 1,78kg/m3,

ls - długość otworów strzałowych, =3,9m,

η - współczynnik wykorzystania otworu, =0,8,

S - pole przekroju szybu w wyłomie, =38,5m2.

Zużycie materiałów wybuchowych na zabiór wyniosło AMW=214kg.

4.6 Postęp na cykl

Postęp na cykl należy określać wg wzoru:

lo= η·ls

w którym:

lo - postęp na cykl, m,

ls - długość otworów strzałowych, = 3,9m,

η - współczynnik wykorzystania otworu = 0,8.

Postęp na cykl wyniósł lo=3,12m.

4.7 Postęp miesięczny

Postęp miesięczny należy obliczać wg wzorów:

  1. przy 7 dniach pracy w tygodniu — lm=30lo=93,60m,

  2. przy 6 dniach pracy w tygodniu — lm=26lo=81,12m,

  3. przy 5 dniach pracy w tygodniu — lm=22lo=68,64m.

5. Dobór urządzenia wyciągowego

Pojemność kubła należy obliczać wg wzoru:

Vk=(η·ls ·S·ko ·tc)/(tw ·kw ·φc)

w którym:

Vk - pojemność kubła, m3,

η - współczynnik wykorzystania otworów strzałowych,

ls - długość otworów strzałowych, m,

S - powierzchnia przekroju szybu w wyłomie, m2,

ko - współczynnik rozluźniania skały,

kw - współczynnik wypełnienia kubła,

φc - współczynnik wykorzystania urządzenia wyciągowego, φc = (0,75 - 0,8)

tc - czas jednego cyklu wyciągu, h,

tw - czas wyciągania urobku, h. tw = 7h

Czas wyciągania urobku należy przyjąć równy czasowi ładowania urobku.

Czas jednego cyklu wyciągu należy obliczać wgwzorów:

  1. dla wyciągu jednokubłowego (jednokońcowego)

tc=t1+(H - 2Sd)/vk+2Sd/vs+t2+t3+tj

  1. dla wyciągu dwukubłowego (dwukońcowego)

tc=t1+ (H - 2Sd)/vk+2Sd/vs+t3+t4

w których:

t1 - czas zaciągania, oczyszczania i uspokojenia kubła,

t2 - czas załadowania kubła,

t3 - czas opróżniania kubła na wysypie,

t4 - czas postoju kubła nad przodkiem szybu,

H - głębokość szybu,

Sd - droga dojazdowa (przed pomostem wiszącym i przed pomostem na zrębie szybu)

vk - prędkość jazdy w górę lub w dół,

vs - prędkość jazdy na drodze dojazdowej,

tj - czas jazdy jałowej, obliczany wg wzoru:

tj=(H - 2Sd)/vk+2Sd/vs

Pojemność kubła należy obliczać dla obydwóch rodzajów wyciągów. Aktualnie projektuje się

następujące rodzaje kubłów urobkowwtch:

W przypadku doboru wyciągu dwukubłowego zalecanym rozwiązaniem są dwie maszyny

wyciągowe jednobębnowe sprzężone wałem elektrycznym.

Przy wyciągu jednokubłowym:

tj = 248,375s,

tc= 641,755s,

Vk = 8,3m3.

Przy wyciągu dwukubłowtm:

tc= 348,375s,

Vk = 4,2m3,

dla:

S =38,5m,

Sd = 50m,

H = 487m,

ls = 3,9m,

η = 0,8,

ko = 2,0,

kw =0,9,

φc = 0,8,

tw = 7h,

t1 = 25s,

t2 = 90s,

t3 = 30s,

t4 = 45s,

vk = 8m/s,

vs = 0,5m/s.

Przyjęto wyciąg dwukubłowy o pojemności kubła Vk = 5m3 i dwie maszyny wyciągowe jednobębnowe sprzężone wałem elektrycznym.

  1. Przewietrzanie szybu w czasie głębienia

    1. Obliczanie niezbędnej ilości powietrza

Niezbędną ilość powietrza potrzebną w czasie głębienia szybu należy obliczać ze względu na:

a) rozrzedzenie gazów postrzałowych (wzór Woronina)

Qp1 =0x01 graphic

b) minimalną szybkość powietrza w szybie

Qp2 = vmin ·S

przy czym:

Qp1 - niezbędny wydatek powietrza ze względu na rozrzedzenie gazów postrzałowych, m3/s,

Qp2 - niezbędny wydatek powietrza ze względu na minimalną szybkość powietrza w szybie, m3/s,

S - przekrój poprzeczny szybu w wyłomie, m2,

H - głębokość szybu, m,

t - czas przewietrzania przodku po strzelaniu, t = 15-30 min

p1 - współczynnik ucieczek powietrza,

k1 - współczynnik zmniejszający objętość gazów postrzałowych w zależności od zawodnienia szybu,

vmin - minimalna szybkość powietrza w szybie , m/s.

Wartość współczynnika ucieczek powietrza należy obliczać wg wzoru Woronina:

p1=0x01 graphic

w którym:

kl - współczynnik właściwej nieszczelności stykowego połączenia rur wentylacyjnych,

dl - średnica rur wentylacyjnych, m,

ml - długość rury wentylacyjnej, m,

R - opór aerodynamiczny lutniociągu, Ns2/m8,

Wartość oporu aerodynamicznego lutniociągu należy obliczyć wg wzoru:

R = 6,5[(αpll)/dl5]

w którym:

R - opór aerodynamiczny lutniociągu, N·s2/m8

ll - długość lutniociągu, m,

dl - średnica rury wentylacyjnej, m,

αp - współczynnik oporu aerodynamicznego, Ns2/m4.

Wartość współczynnika oporu aerodynamicznego lutni blaszanych wynosi:

Należy projektować lutnie blaszane kołnierzowe wg PN-67/G-43022.

Niezbędna ilość powietrza potrzebna w czasie głębienia szybu ze względu na rozrzedzenie gazów postrzałowych wyniosła Qp1 =2,92m3/s, a ze względu na minimalną prędkość powietrza

w szybie Qp2 =5,78m3/s.

przy:

S = 38,5m2,

H = 487m,

R = 26Ns2/m8,

t = 15min,

p1 = 1,44

k1 = 0,3,

vmin = 0,15m/s,

dl = 0,8m,

ll = 462m,

ml = 2,5m,

αp = 28,4∙10-4Ns2/m4.

    1. Obliczanie wydajności wentylatora

Wydajność wentylatora należy obliczać ze wzoru:

Qw = Qppl

przy czym:

Qw - wydajność wentylatora, m3/s,

Qp - niezbędny wydatek powietrza, m3/s,

pl - współczynnik ucieczek powietrza.

Wydajność wentylatora należy obliczać dla Qp=Qp1oraz dla Qp=Qp2.

Ze względu na rozrzedzenie gazów postrzałowych wydajność wentylatora wyniosła Qw=3,86m3/s

dla:

Qp=Qp1=2,92m3/s,

p1=132.

Ze względu na minimalną prędkość powietrza w szybie wydajność wentylatora wyniosła Qw=4,20m3/s,

dla:

p1=1,44

Qp=Qp1=2,92m3/s.

Ze względu na minimalną szybkość powietrza w szybie wydajność wentylatora wyniosła Qw=8,32m3/s,

przy:

p1=1,44

Qp=Qp1=5,78m3/s.

    1. Obliczanie spiętrzenia wentylatora

Spiętrzenie wentylatora należy obliczać wg wzoru:

hp={(R·p1 ·Qp2)+[ ∑ε(vp2/2)·ρ]}1,1

przy czym:

hp - spiętrzenie wentylatora, Pa,

p1 - współczynnik ucieczek powietrza,

ρ- gęstość powietrza, kg/m3,

vp - prędkość przepływu lutniociągu, m/s,

Qp - wydatek powietrza wypływającego lutniociągiem, m3/s,

R - opór aerodynamiczny lutniociągu, Ns2/m8,

ε - współczynnik lokalnego spadku naporu na skutek zwężenia lub krzywizny rur.

Wartość współczynnika ε można przyjmować:

Prędkość przepływu lutniociągu należy obliczyć dla wydatku będącego średnią geometryczną wydatków tj.0x01 graphic

Spiętrzenie wentylatora ze względu na rozrzedzenie gazów postrzałowych wyniosło hp=381,32Pa,

przy:

Qp=Qp1=2,92m3/s,

R =26Ns2/m8,

vp=7,36m/s

ρ1 =1,44kg/m3,

∑ε =0,81.

ρ=1,25kg/m3,

A ze względu na minimalną szybkość powietrza w szybie spiętrzenie wentylatora wyniosło hp=1401,79Pa,

dla:

Qp=Qp2=5,78m3/s,

R=26Ns2/m8,

∑ε =0,81,

ρ=1,25kg/m3,

vp=6,82m/s,

p1=1,44.

    1. Dobór wentylatora i sposobu przewietrzania

Przy doborze wentylatora należy rozważyć możliwość równoległej pracy dwóch wentylatorów po wykonaniu robót strzałowych i pracy jednego wentylatora w pozostałym okresie cyklu. Projektuje się zwykle wentylację tłoczącą, przy czym maksymalna odległość lutniociągu od przodku,

zgodnie z §257 Rozporządzenia MPiH wynosi:

lmax= 0x01 graphic
=24,8m

przy czym:

S - powierzchnia przekroju szybu w wyłomie, m2 ( S = 38,5m2 )

W przypadku, gdy odległość pomostu wiszącego od dna szybu jest mniejsza od lmax, koniec lutniociągu powinien znajdować się pomiędzy przodkiem a pomostem.

  1. Odwadnianie szybu w czasie głębienia

    1. Wydajność pomp

Zgodnie z dotychczasową praktyką projektową wydajność pomp w czasie głębienia szybu powinna wynosić:

Q= (4/3)qw

przy czym:

Q - wydajność pomp w czasie głębienia szybu, m3/min,

q - dopływ wody do szybu, m3/min (q=0,14m3/min).

Zgodnie z § 78 Rozporządzenia MPiH powinny być zainstalowane co najmniej dwie pompy podłączone do jednego rurociągu tłocznego.

Wydajność pomp powinna wynosić co najmniej Q=0,27m3/min.

    1. Dobór pomp i schematu odwadniania

Do odwadniania przodku szybu projektuje się najczęściej dwie pompy (w tym jedna rezerwowa) przeponowe OP-80 (typu Pleiger) o wydajności Q = 0,3 - 0,4m3/min i wysokości tłoczenia 45m, tłoczące wodę do zbiornika znajdującego się w najbliższej komorze przelewowej.

Następnie woda jest tłoczona pompami stacjonarnymi np. typu OS - 100A/5 o wysokości podnoszenia 145m i wydajności 81m3/h = 1,35m3/min, zabudowanymi w komorach przelewowych (po dwie pompy w komorze). Średnicę rurociągu tłocznego przyjmuje się równą 100 - 150mm.

  1. Tarcza szybu w czasie głębienia

Minimalne odstępy w tarczy szybu wynoszą zgodnie z § 596 Rozporządzenia MPiH

  1. między kubłami a obudową lub innymi elementami wyposażenia szybu:

250mm (przy głębokości do 500m)

400mm (przy głębokości powyżej 500m)

  1. między poruszającymi się elementami użądzeń wyciągowych (na całej głębokości szybu) 250+1/4Hmm, przy czym H oznacza głębokość szybu w m, a odległość ta nie może być mniejsza od 300mm;

  2. w miejscu przejazdu kubła przez pomosty: wysypowy, roboczy, ochronny, wiszący i ramę napinającą - odległość, o której mowa w pkt. a) może być zmniejszona:

9. Opis technologii głębienia w warstwie piaskowca i podstawowe wskaźniki techniczne

Szyb o średnicy nominalnej 7m i grubości obudowy ostatecznej 0,1-0,65m z betonu klasy B-25, projektuje się głębić metodą zwykłą sposobem równoczesno-szeregowym.

W skład cyklu głębienia wejdą następujące czynności i operacje.

  1. wiercenie otworów strzałowych o średnicy 42mm o długości 3,9m przy użyciu ręcznych wiertarek typu WUP-27 i PR-30S. Otwory w liczbie 65 szt. będą rozmieszczane na 4 okręgach plus jeden otwór centralny (pius).

  2. Roboty strzałowe przy użyciu dynamitu skalnego 10G5H i zapalników elektrycznych zwłocznych skalnych milisekundowych GZES 0,2AM25. Przewiduje się zużycie MW 214 kg na zabiór.

  3. Ładowanie urobku przy użyciu ładowarki KS - 2u/40. Wyciąganie urobku przy użyciu wyciągu dwukubłowego z kubłami o pojemności 5m3 i dwoma maszynami wyciągowymi jednobębnowymi. Ładowanie urobku prowadzone będzie w dwóch fazach:

  1. Wykonanie obudowy betonowej przy użyciu deskowania przestawnego o wysokości 3m.

Szyb w czasie głębienia będzie przewietrzany przy użyciu lutniociągu tłoczącego o średnicy 800mm i dwóch wentylatorów lutniowych WLE-800A, pracujących równolegle po wykonaniu robót strzałowych a w pozostałym okresie cyklu przewiduje się pracę jednego wentylatora. Odległość luti od przodku nie może przekroczyć 24,8m.

Odwadnianie szybu w czasie głębienia będzie stopniowe: woda z przodku szybu będzie podnoszona przy użyciu pompy przeponowej OP-80 (typu Pleiger) do zbiornika najbliższej komory przelewowej.

Przewiduje się wykonanie dwóch komór przelewowych na głębokości 135,8 i 265,8m, każda do pomieszczenia dwóch pomp stacjonarnych typu OS-100A/5

Obłożenie dołu (na 4 zmiany)

Prac. dołowi

6x4

24 prac.

Obłożenie powierzchni (na 3 zmiany)

Obsługa klap

1x3

3 prac

Transport

2x3

6 prac

Maszyn. wyciągowi

2x3

6 prac

Elektrycy

2x3

6 prac

Ślusarze i spawacze

4x3

12 prac

Sygnaliści

2x3

6 prac

Dozór

2x3+1

7 prac

RAZEM

70 prac

Postęp na cykl 3,12m.

Przewidywany postęp miesięczny (w zależności od liczby dni roboczych w tygodniu)

około 68,64-93,60m/m-c




Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Budownictwo górnicze, Budown Baryłka, Szczegółowy tok obliczeń projektowych
POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA, NAUKA, Politechnika Bialostocka - budownictwo, Semestr III od Karola, Budo
Budownictwo Ogólne 2 - Projekt - przykład 2, Pozycja obliczeniowa nr 4, Obliczenia ław fundamentowyc
PROJEKT-OBLICZENIA, Energetyka AGH, semestr 3, III Semestr, BUDOWNICTWO OGÓLNE.J, projekt Mileny
Projekt wykonania robót ziemnych Szczegółowy zakres Obliczenie ilości robót ziemnych
Tok obliczenia przekładni pasowej z pasami klinowymi, PKM projekty, PROJEKTY - Oceloot, Projekt IX -
bw projekt 3, BUDOWNICTWO WODNE - PROJEKTY, OBLICZENIA, RYSUNKI
Obliczenia moje, Politechnika Częstochowska- Wydział Budownictwa, Budownictwo komunikacyjne, projekt
Budownictwo Ogólne 2 - Projekt - przykład 2, Obliczenia - więźba dachowa, OBLICZENIA STATYCZNE WIĘŹB
bw wojtek, BUDOWNICTWO WODNE - PROJEKTY, OBLICZENIA, RYSUNKI
bw projekt, BUDOWNICTWO WODNE - PROJEKTY, OBLICZENIA, RYSUNKI
Pozycja obliczeniowa nr 1, 11 - PWr WBLiW, Budownictwo Ogólne, Budownictwo Ogólne 2 - Projekt - przy
Projekt Nr 4, budownictwo studia, semestr IV, metody obliczeniowe, NIELINIOWOŚĆ
WOJTEK WERSJA FINALNA, BUDOWNICTWO WODNE - PROJEKTY, OBLICZENIA, RYSUNKI
Projekt Nr 5, budownictwo studia, semestr IV, metody obliczeniowe, NIELINIOWOŚĆ
Budownictwo górnicze, Nowy projekt, w

więcej podobnych podstron