Akademia Górniczo - Hutnicza

im. Stanisława Staszica

w Krakowie

Temat: Projekt drążenia wyrobiska korytarzowego

Siembab Rafał

Wydział: GIG
Rok III gr.3

Profil geologiczny
Strop: łupek; R_c=32MPa
Pokład: węgiel: grubość 2,14(9) m; R_c=22MPa
Spąg: piaskowiec: R_c=32MPa

Wyposażenie tech.

Przenośnik taśmowy: brak

Liczba torów 2 szt.

Szerokość torów: 600mm

Typ szyny: S24

Wielkość wozów: średni
Rodzaj lokomotywy: bezprzewodowa

Urządzenia dodatkowe
Lutniociąg średnica 700mm

Rurociąg podsadzkowy średnica 135

Ściek wodny nr 2

Zagrożenia naturalne
Metan

Wentylacja
ilość powietrza 4500(m³/min)

1. Określenie wymiarów wyrobiska korytarzowego ze względu na gabaryty wyposażenia – metoda minimalnych obrysów.

1. Tory, ścieki i posadowienie obudowy.

• odległość pomiędzy ściekiem a obudową a_min=40cm

• odległość pomiędzy ściekiem a podkładem a≥10cm

• odległość pomiędzy podkładami a≥10cm

1. Ściek wodny nr 2.

Materiał: beton

Wymiary:

• a=30cm

• b=35cm

• c=15cm

• d=7cm

1. Podkłady.

• długość 115cm

• wysokość 15cm

• odstęp pomiędzy podkładami 20cm

1. Szyny.

• wysokość 11,5cm

1. Lokomotywa elektryczna akumulatorowa LEA-12/600.

• Odstęp ruchowy 25cm= 0,25m

• H=165cm

• B=105cm

1. Wozy średnie.

• H=135cm

• B=110cm

1. Rurociąg podsadzkowy

• średnica rury 15cm

• średnica kołnierza 30cm

Obliczenia

Minimalna szerokość wyrobiska na wysokości spągu

• odległość pomiędzy ściekiem a obudową 40cm

• szerokość ścieku wodnego 60cm

• odległość pomiędzy ściekiem a podkładem 10cm

• długość podkładów 2 x 115cm

• odstęp pomiędzy podkładami 20cm

• odstęp pomiędzy podkładem a obudową 25cm

Suma: 385cm

385cm + 5% = 404,25cm

Minimalna szerokość użyteczna na wys. 1,7m

• szerokość przejścia dla pieszych 70cm

• szerokość środków transportu 2 x 110cm

• odstęp ruchowy pomiędzy środkami transportu 25cm

• odstęp ruchowy pomiędzy lokomotywą a obudową 25cm

Suma: 340cm

340cm + 5% = 357cm

Minimalna wysokość wyrobiska

• wysokość podkładu 15cm

• wysokość szyny 11,5cm

• wysokość lokomotywy 165cm

• odstęp ruchowy pomiędzy lokomotywą a lutniociągiem 20cm

• średnica lutniociągu 70cm

• odstęp pomiędzy lutniociągiem a obudową 10cm

Suma: 291,5cm

350cm + 5% = 306,1cm

Dobór obudowy

ŁP7/V21/A

• szerokość użyteczna A=369cm

• szerokość wyrobiska przy spągu s=420cm

• wysokość obudowy w=310cm

• promień łuku ociosowego R1=232,5cm

• promień łuku stropnicowego R2=202,5cm

• powierzchnia przekroju poprzecznego wyrobiska w świetle F=10,47 m²

1. Określenie minimalnego przekroju poprzecznego wyrobiska ze wzgl. wentylacyjnych

Powierzchnia przekroju poprzecznego wyrobiska w świetle F=10,47 m²

Wyrobisko znajduje się w polu metanowym.

Dopuszczalne wartości prędkości powietrza w wyrobiskach kopalnianych:

minimalne w polach metanowych – 0,30 m/s

maksymalne w wyrobiskach korytarzowych – 8,00 m/s

Wydatek powietrza - Q=4500 m³/min = 75 m³/s

Prędkość powietrza - v= Q/F=75/10,47=7,16 m/s

Minimalny wydatek powietrza

Q_min=F*v_min=10,47 m²*0,30 m/s =3,14 m³/s

Minimalny wydatek powietrza

Q_max=F* v_max=10,47 m²*8,00 m/s =83,76 m³/s

Q_min < Q < Q_max

1. Obliczenia do metryki strzałowej.

Materiał wybuchowy – Barbaryt E6H

• dane techniczne

- średnica - 32 mm;

- masa – 200g

Zapalnik - ERGODET 0,45A 25 ms

• dane techniczne

- przewody miedziane długość 8m

- rezystancja główki zapalczej 0,55 ± 0,15 [Ω]

Wyłom:

B=470cm

H=360cm

Określenie długości otworów strzałowych

Przyjmuję L=280cm

Określenie jednostkowego zużycia MW

• dla stropu

$$f_{1} = \frac{f}{20}\lbrack MPa\rbrack$$

$$f = \frac{R_{c}}{10}\lbrack MPa\rbrack$$

gdzie:

R_c- wytrzymałość skały na ściskanie R_c=32 MPa
f- wskaźnik zwięzłości skały f=3,2 MPa
f ₁– wskaźnik oporu skały przeciwdziałaniu MW f ₁=0,16 MPa
s- wskaźnik struktury skały s=1,20 - wskaźnik usztywnienia zabioru w caliźnie =2,0
e – wskaźnik mocy MW e=2,1
∆- gęstość załadowania otworu MW ∆=0,9
d – wskaźnik jakości przybitki d=1

• dla pokładu

$$f_{1} = \frac{f}{20}\lbrack MPa\rbrack$$

$$f = \frac{R_{c}}{10}\lbrack MPa\rbrack$$

gdzie:

R_c- wytrzymałość skały na ściskanie R_c=22 MPa
f- wskaźnik zwięzłości skały f=2,2 MPa
f ₁– wskaźnik oporu skały przeciwdziałaniu MW f ₁=0,11 MPa
s- wskaźnik struktury skały s=1,20 - wskaźnik usztywnienia zabioru w caliźnie =2,0
e – wskaźnik mocy MW e=2,1
∆- gęstość załadowania otworu MW ∆=0,9
d – wskaźnik jakości przybitki d=1

• dla spągu

$$f_{1} = \frac{f}{20}\lbrack MPa\rbrack$$

$$f = \frac{R_{c}}{10}\lbrack MPa\rbrack$$

gdzie:

R_c- wytrzymałość skały na ściskanie R_c=34 MPa
f- wskaźnik zwięzłości skały f=3,4 MPa
f ₁– wskaźnik oporu skały przeciwdziałaniu MW f ₁=0,17 MPa
s- wskaźnik struktury skały s=1,20 - wskaźnik usztywnienia zabioru w caliźnie =2,0
e – wskaźnik mocy MW e=2,1
∆- gęstość załadowania otworu MW ∆=0,9
d – wskaźnik jakości przybitki d=1

F_s=1,62m²

F_p=9,35m²

F_sp=3,41m²

Całkowite zużycie MW

gdzie:

q – jednostkowe zużycie MW q=0,727kg/m³

S-powierzchnia przekroju s=14,38 m²

L- Długość otworów strzałowych L=2,8m

η- wskaźnik wykorzystania otworu η=0,9

Jednostkowa ilość otworów

Dla stropu

$\mathbf{n}\mathbf{=}\left( \sqrt{\mathbf{0,2}\mathbf{}\mathbf{f}}\mathbf{+}\frac{\mathbf{1}}{\sqrt{\mathbf{F}}} \right)^{\mathbf{2}}\mathbf{= 2,51}$

n_śr=3,15

gdzie:

f – wskaźnik zwięzłości skał [MPa]

F – pole przekroju wyrobiska w wyłomie [m²]

Dla pokładu

$\mathbf{n}\mathbf{=}\left( \sqrt{\mathbf{0,2}\mathbf{}\mathbf{f}}\mathbf{+}\frac{\mathbf{1}}{\sqrt{\mathbf{F}}} \right)^{\mathbf{2}}\mathbf{= 0,98}$

n_śr=1,15

gdzie:

f – wskaźnik zwięzłości skał [MPa]

F – pole przekroju wyrobiska w wyłomie [m²]

Dla spągu

$\mathbf{n}\mathbf{=}\left( \sqrt{\mathbf{0,2}\mathbf{}\mathbf{f}}\mathbf{+}\frac{\mathbf{1}}{\sqrt{\mathbf{F}}} \right)^{\mathbf{2}}\mathbf{= 1,87}$

n_śr=2,28

gdzie:

f – wskaźnik zwięzłości skał [MPa]

F – pole przekroju wyrobiska w wyłomie [m²]

Całkowita ilość otworów strzałowych

Strop:

N= 3,15x 1,62= 5,10

N=5

Poklad:

N= 1,15x 9,35= 10,75

N=11

Spag:

N=2,28 x 3,41= 7,78

N= 8

N=24sztuk

Ilość ładunku MW w pojedynczym otworze strzałowym

gdzie:

Q – całkowite zużycie MW Q = 26,34 [kg]

N – całkowita ilość otworów strzałowych N = 24[szt.]

Ilość naboi w otworze strzałowym

gdzie:

q_o – ilość ładunku MW w otworze q_o = 1,10[kg]

q_n – waga pojedynczego naboju q_n = 0,2[kg]

Ilość MW dla:

• otworów włomowych

• otworów urabiających

• otworów obrysowych

Opór przewodu

ρ- opór właściwy przewodu [Ω⋅m]

l- długość przewodu [m]

s- przekrój poprzeczny przewodu [mm²]

Opór przewodu magistrali

gdzie:

ρ- opór właściwy przewodu ρ=17,5⋅10^-9 [Ω⋅m]

l- dlugość przewodu (500 x gr pokładu) l=2⋅1074,5=2149 [m]

s- przekrój poprzeczny przewodu s=3 [mm²] = 3⋅10^-6 [m²]

Opór przewodu głównego

gdzie:

ρ- opór właściwy przewodu ρ=284,3⋅10^-9 [Ω⋅m]

l- dlugość przewodu (30 x gr pokładu) l=2⋅64,5=129 [m]

s- przekrój poprzeczny przewodu s=1,5 [mm²] = 1,5⋅10^-6m²

Opór przewodów zapalników (ERGODET 0,45A 25 ms)

gdzie:

ρ- opór właściwy przewodu ρ=17,5⋅10^-9 [Ω⋅m]

l- dlugość przewodu l=2⋅8=16[m]

s- przekrój poprzeczny przewodu s=3 [mm²] = 3⋅10^-6 [m²]

Opór główki zapalczej

R_z=0,55 ± 0,15 [Ω]

Opór obwodu linii strzałowej:

gdzie:

Rm – całkowita rezystancja magistrali Rm=12,54 [Ω]

Rg – całkowita rezystancja przewodu głównego Rg=24,45 [Ω]

n – ilość zapalników n=24 [szt.]

Rp – całkowita rezystancja przewodu zapalnika Rp=0,09 [Ω]

Rz – całkowita rezystancja zapalnika Rz=0,55 ± 0,15 [Ω]