Типовые сечения и определение размеров поперечного сечения горно-разведочных выработок

Горизонтальные выработки

Для горизонтальных горно-разведочных выработок установлены две формы поперечных сечений: трапециевидная (Т) и прямоугольносводчатая с коробовым сводом (ПС). На рис. 9-10 показаны типовые сечения горных выработок различной формы.

Различают площади поперечного сечения горизонтальных выработок в свету, в проходке и вчерне. Площадь в свету (S_CB) - это площадь, заключенная между крепью выработки и ее почвой, за вычетом площади сечения, которая занята насыпанным на почве выработки балластным слоем (при его наличии).

Площадь в проходке (S,_]p) - площадь выработки, какой она получается в процессе проведения до возведения крепи, настилки рельсового пути, устройства балластного слоя и прокладки инженерных коммуникаций (кабелей, воздухо-, водопроводов и пр.). Площадь вчерне (5„_ч) - площадь выработки, которая получается при расчете (проектная площадь).

Допустимые превышения площади в проходке над проектной (вчерне) приведены в табл. 2.

Таблица 2

Категория пород по буримости	Максимально допустимый коэффициент превышения при площади сечения выработки
Категория пород по буримости	< 4 м²	4,0... 6,4 м²	> 6,5 м²
V-X	1,08	1,06	1,04
XI-XV	1,10	1,07	1,05

Рис. 9.1. Типовое сечение выработок трапециевидной формы с деревянной крепью: а - скреперная доставка породы; б - конвейерная доставка породы; в - ручная откатка породы; г-локомотивная откатка породы; д - двухпутевая выработка с локомотивной откаткой породы

Рис. 9.2. Типовое сечение выработок прямоугольно-сводчатой формы без крепления или с анкерным (набрызг-бетонным) креплением: а - скреперная доставка породы; б - конвейерная доставка породы; в - ручная откатка породы; г - локомотивная откатка породы; д - двухпутевая выработка с локомотивной

откаткой породы

Рис. 10. Типовое сечение выработок с монолитной бетонной крепью с локомотивной откаткой породы: а - однопутевая; б - двухпутевая

Таким образом, площадь ссчсния выработки в проходке или, с другой стороны,

Так как S_B4 = S_CB + S_Kp, то расчет площади сечения выработки начинают с расчета в свету, где S_Kp - сечение выработки, занимаемое крепью; К„ - коэффициент перебора сечения (коэффициент излишка сечения - КИС).

Размеры площади поперечного сечения горизонтальных выработок в свету определяют исходя из условий размещения транспортного оборудования и других устройств с учетом необходимых зазоров, регламентированных Правилами безопасности.

При этом необходимо рассмотреть следующие возможные случаи проведения выработок и расчета сечения:

1. Выработка проходится с креплением, и погрузочная машина работает в закрепленной выработке. В этом случае расчет ведут по наибольшим габаритам подвижного состава или погрузочной машины.
2. Выработка проходится с креплением, но крепь отстает от забоя более чем на 3 м. В данном случае погрузочная машина работает в незакрепленной части выработки.

При расчете размеров площади сечения но наибольшим габаритам подвижного состава необходимо сделать поверочный расчет (рис. 11):

Расшифровка данных приведена ниже (табл. 5).

3. Выработка проходится без крепления. Тогда размеры сечения рассчитываются по наибольшим габаритам проходческого оборудования или подвижного состава.

Основные размеры подземных транспортных средств стандартизированы с целью типизации сечений выработок, конструкции крепи и проходческого оборудования.

Для выработок трапециевидной формы разработаны типовые сечения с применением сплошной крепи, крепи вразбежку, с затяжкой только кровли и с затяжкой кровли и боков.

Типовые сечения выработок прямоугольно-сводчатой формы предусмотрены без крепи, с анкерной, набрызг-бетонной и комбинированной крепями.

Основные размеры типовых сечений выработок типа Т и ПС даны в табл. 3 и 4.

Таблица 3

Основные размеры сечений выработок трапециевидной формы (Т)

Обозначе- ние сечения	Размеры сечения, мм				Обозначе- ние сечения	Размеры сечения, мм
Обозначе- ние сечения	Ь	ь₂	1ц	Площадь сечения 2 в свету,м	Обозначе- ние сечения	ь,	Ьг	1и	Площадь сечения 2 в свету,м
Т-2,0	900	1320	1850	2,0	Т-7,5	2240	2900	2900	7,5
Т-3,0	1360	1800	1850	3,0	Т-8,4	3280	3870	2360	8,4
Т-4,8	1750	2300	2360	4,8	Т-9,8	3450	4120	2580	9,8
Т-5,1	1750	2360	2580	5,3	Т-11,0	3750	4370	2720	11,0
Т-6,1	1900	2580	2720	6,1	Т-12,6	4150	4870	2800	12,6
Т-7,0	2180	2800	2800	7,0	Т-13,6	4370	5000	2900	13,6

Таблица 4

Основные размеры сечений выработок прямоугольно-сводчатой

формы (ПС)

Обозначение сечения	Размеры сечения, мм					Площадь сечения в свету, м²
Обозначение сечения	b	Лб	Л	R	Г	Площадь сечения в свету, м²
ПС-2,0	1120	1480	1850	770	290	2,0
ПС-2,7	1550	1320	1850	1070	410	2,7
ПС-4,2	1850	1800	2420	1280	490	4,2
ПС-4,5	1950	1800	2520	1350	510	4,5
ПС-5,4	2180	1900	2700	1510	570	5,4
ПС-6,4	2360	2000	2800	1630	620	6,4
ПС-6,8	2500	2070	2900	1730	650	6,8
ПС-8,3	3450	1800	2650	3120	590	8,3
ПС-8,7	3600	1800	2690	3250	620	8,7
ПС-10	4000	1800	2800	3620	690	10,0
ПС-11,6	4500	1800	2930	4070	780	11,6
ПС-12,1	4620	1800	2960	4180	800	12,1

СО

Рис. 11. Схемы условий работы погрузочной машины в забое: а —в незакрепленном призабойном пространстве; б-в закрепленном призабойном пространстве

Расчетные формулы для определения размеров сечений выработок типов Т и ПС приведены в табл. 5, 6.

Таблица 5

Выработки трапециевидной формы

Размер		Обозначение	Расчетные формулы
23 ? о о 3 СО	Транспортного оборудования	Н	Выбирается по каталогам
	Свободного прохода	Л	>1800
	От почвы до головки рельс	Л\|	й\| = /b + Ар + 1/3 hum
	Балластного слоя (трапа)	/?2	>90
	Выработки от головки рельса до верхняка	h	Выбираются в соответствии с ПБ
	Выработки в свету: без рельсового пути при скреперной уборке породы при конвейерной доставке породы при наличии рельсового пути: без балластного слоя с балластным слоем	In	In In = h In = h + hi In = In + In h₄ = h +h)-hi
	Выработки вчерне: без балластного слоя с балластным слоем	hi	hi = ht + d +<₂ h<, = In + hi + d + ti
5 23 сз X 6 I	Транспортного оборудования	В	Из каталогов оборудования
	Свободного прохода на высоте h	п	Выбираются в соответствии с ПБ
	Прохода на уровне транспортного оборудования	П
	В свету на уровне транспортного оборудования: при скреперной уборке однопутевой двухпутевой	ь	Ь = В + 2т Ь = В + т + Л\| Ь = 2В + с + т- п
	Выработки в свету по верхняку: без рельсового пути при наличии рельсового пути		Ь=Ь-2(h -Н) ctga В⁼ b — 2(Л₃ - Н) ctga
	По подошве: без рельсового пути при наличии рельсового пути без балластного слоя с балластным слоем	bi	/b = /> + 2#ctga b₂ = b + 2(H+ )ц) ctga b₂ = b + 2(H + hi)ctga

	Размер	Обозначение	Расчетные формулы
«г в* I	Выработки вчерне: верхнего основания нижнего основания с балластным слоем без балластного слоя	Ь_г Ь₄	Ь) = Ь+ 2(cl + h) sina Ьа = Ьз + 2/(5 ctga Ьа = Ь2 + 2(d +1₂) sina
S Q- о сЗ го	Между транспортным оборудованием и стенкой выработки Между подвижными составами	т с	Выбирается согласно ПБ (т > 250 мм, с > 200 мм)
1} сЗ В-	Стоек, верхняка из кругляка Из бруса Затяжки	d и h	Расчетное
Расстояние, мм	От оси пути (конвейера) до оси выработки: однопутевой двухпутевой	к к	к = (п+ Ы2) - Ы2 к = Ы2-(п+Ы2)
§• f с ²	Поперечного сечения: в свету вчерне	Р Л	Р = b] + b₂ + 2/»₄/sin a Р = Ьз + Ьа + 2/(₅/sin а
нО 1 О	Поперечного сечения: в свету вчерне	^СВ 5вч	S_cв = 1ч{Ь + Ь₂)12 S_m = И_}(Ьз + Ь_а)12

Таблица 6

Выработки прямоугольно-сводчатой формы

Размер		Обозначение	Расчетные формулы
«Г н Q о В CQ	Транспортного оборудования	Н	Выбирается по каталогам
	Свободного прохода	h	> 1800
	Or почвы до головки рельса	Л,	h=h₂ + h_p + 1/3 h_um
	Балластного слоя (трапа)	h₂	Выбираются в соответствии с ПБ
	От головки рельса до верхней точки свода	lb	Выбираются в соответствии с ПБ

Размер		Обозначение	Расчетные формулы
	Свода: при набрызг-бетонной, штанговой и комбинированной крепях при бетонной крепи	ho	h₀ = ЫА ho = ЫЗ
S S f о 3 CQ	Выработки в свету: без рельсового пути: при скреперной уборке породы при конвейерной при наличии рельсового пути: без балластного слоя с балластным слоем	>и	lu = h + h₀h₄=h + hi + ho 1ц = h + Ih + ho h₄ = h + ho
	Выработки вчерне	h 5	hs = h + hi + ho+t
	Стенки выработки вчерне: при скреперной уборке породы с балластным слоем (трапом)	h₆	h₆ = h Ы = h + 1ъ
S S «г о. 3 3	Транспортного оборудования	В	Выбирается по каталогам
	Выработки в свету: однопутевой двухпутевой	Ь	b=B+m+n b = 2B + c + m + n
	Выработки вчерне	К	bo = b + 2t
S 0 3 1 си	Осевой дуги свода: при /?о = 6/4 при h₀ = ЫЗ	R	R = Q,905b R = 0,692й
S 0 3 1 си	Боковой дуги свода: при h₀ = Ы4 при /?о = 6/3	Г	/• = 0,1736 /• = 0,2626
	В свету:	р
Периметр поперечного сечения выработки, мм	при ho = hi А: без балластного слоя с балластным слоем при h₀ = ЫЗ: без балластного слоя с балластным слоем		P = 2he+ 1,219 P = 2h + 1,219 P = 2h_b+ 1,33 6 P=26 + 1,33 6

Размер		Обозначение	Расчетные формулы
Периметр поперечного сечения выработки, мм	Вчерне: при li₀ = 6/4 при li₀ = 6/ 3	Р	Р =2/?₆+ 1,19 6₀Р = 2h₆ + 1,33 b₀
	В свету: при ho = 6/4 при /?о = 6/3	5,-11	S_c„ = />(/i + 0,1756) ?„ = 6(6 + 0,26)
	Вчерне:	5„_ч
Площадь поперечного сечения выработки, м²	без крепи или штанговой крепи при набрызг-бетонной и комбинированной крепи при бетонной крепи прямоугольной части выработки сводчатой части выработки подпочвенной части крепи	5, & S}	?_ч = 6(6₆+ 0,1756) ?„ = 6„(6₍,+ 0,1756) ?„ = 5_CB + 5i + Si + 5з S ] = 2h(yt & = 0,157(1 + Л<>/6)(6,²- 6²) Si = 2h-t + h_x(ti-1)
Размеры подпочвенной части крепи	Толщина	13	Выбираются в зависимости от свойств пород и ширины выработки
	Глубина	hi
	Высота разделки	lh

Все горизонтальные выработки, по которым производится транспортирование грузов, должны иметь на прямолинейных участках зазоры между крепыо или размещенным в выработке оборудованием, трубопроводами и наиболее выступающей кромкой габарита подвижного состава нс менее 0,7 м (п > 0,7) (свободный проход для людей), а с другой стороны - нс менее 0,25 м (т > 0,25) при деревянной, металлической и рамных конструкциях железобетонной и бетонной крепи и 0,2 м - при монолитной бетонной, каменной и железобетонной крепи.

Ширина свободного прохода должна быть выдержана на высоте выработки не менее 1,8 м (h = 1,8).

В выработках с конвейерной доставкой ширина свободного прохода должна быть не менее 0,7 м; с другой стороны - 0,4 м.

Расстояние от верхней плоскости ленты конвейера до верхняка или кровли выработки - не менее 0,5 м, а у натяжных и приводных головок - не менее 0,6 м.

Зазор с между встречными электровозами (вагонетками) по наиболее выступающей кромке - не менее 0,2 м (с > 0,2 м).

В местах сцепки-расцепки вагонеток расстояние от крепи или размещаемого в выработках оборудования и трубопроводов до наиболее выступающей кромки габарита подвижного состава должно быть не менее 0,7 м с обеих сторон выработки.

При откатке контактными электровозами высота подвески контактного провода должна быть не менее 1,8 м от головки рельса. На посадочных и погрузочно-разгрузочных площадках, в местах пересечения выработок с выработками, где имеется контактный провод и по которым передвигаются люди, - не менее 2 м.

В околостволыюм дворе - в местах передвижения людей до места посадки - высота подвески не менее 2,2 м, в остальных околоствольных выработках - не менее 2 м от головки рельсов.

В околоствольных дворах, на основных откаточных выработках, в наклонных стволах и уклонах при применении вагонеток емкостью до 2,2 м3 должны применяться рельсы типа Р-24.

Шахтные рельсовые пути при локомотивной откатке, за исключением выработок с пучащей почвой и со сроком службы менее 2 лет, должны быть уложены на щебеночном или гравийном балласте из крепких пород с толщиной слоя под шпалами не менее 90 мм.