Tải bản đầy đủ

Tính toán kiểm tra cường độ chống và lực chống công tác

Nguyễn Hoàng Long
1421040168
Các thông số mỏ
Chiều dày vỉa trung bình m=2,2m
Góc dốc vỉa trung bình α= 25˚
Chiều dài lò chợ l=128m
Trọng lượng thể tích than γ=1,48 T/m3
Hệ số kiên cố f=1-2
Chiều cao khấu mk =2,2m
Chiều dài theo phương Lp=800m
b: chiÒu réng luång g¬ng; b = 3.4m.
l0: bíc ph¸ háa thêng kú; l0 = 1.2m.
Đá vách trực tiếp là sét kết γ1=2,5 T/m3, h1=6m, En=200. 103, En=100.103
Đá vách cơ bản là cát kết γ1=2,62 T/m3, h2=15m, En=550. 103, En=200.103

*Tính toán áp lực luồng gần gương
Tính toán kiểm tra cường độ chống và lực chống công tác:
Sử dụng công thức tính toán đối với vách yếu, khi đó tải trọng tác dụng lên
1m2 lò chợ sử dụng công thức
plc = (h1 . γ1 + h2 . γ2) cos α (T/m2)
Trong đó:

plc - Tải trọng lên gương lò chợ, bao gồm tải trọng do lớp than nóc và đá
vách trực tiếp sập đổ tác dụng.
h1 - Chiều dày vách trực tiếp sập đổ, (m)
h2 - Chiều dày lớp than nóc còn lại, h2 = chiều dày vỉa - mkh = 2,2 – 2,2 = 0
γ1- Trọng lượng thể tích đất đá vách trực tiếp, γ1 = 2,5 (T/m3).
α - Góc dốc vỉa trung bình α = 25°


Plc = 6 x 2,5 x cos 25 = 13,59 T/m2=135,9 kN/m2.
Gin ct thuy lc n DZ 22-22 m bo yờu cu thit k.

Bng 1. c tớnh k thut ca cụt thy lc n ma hiờu DZ
22-22 ca Trung Quục
TT

Đặc tính kỹ thuật

Đơn vị

Số lợng

1

Chiều cao cột tối đa

mm

2240

2

Chiều cao cột nhỏ nhất

mm

1440

3

Tải trọng làm việc



Tấn

30

4

Trọng lợng

Kg

60

5

Diện tích đế cột

cm2

109

6

Hành trình pittông

Mm

800

Da vo ti trng cụng tỏc cua ct thuy lc n DZ 22-22 ta la chn loi x kim
loi kiu cú khp ni HDJA-1200.


Bng 2. c tớnh k thut ca x kim loi kiu cú khp nụi
HDJA-1200

Quy
Chn cỏch,
g loi ký
hiu

Mụme Gúc iu chnh
Mụme
n un
cỏc hng
n un
cho
Khon S ct
Trn
cho
phộp
g cỏch ni d
g
phộp
Sang
trỏ
ca b Lờn trờn,
trung
i
ln
ca
i,
phn xung d
tõm mi l
g
thõn
sang
ph
khp
(mm)
n
(kg)
i
xK
i
niK
N.m)
N.m)

X
kim
loi
kiu
cú HDJ
khp A- 1200
ni 1200
model
HDJB

1

52.50 30.00

7

3

30.92

*p lc tỏc dng lờn lung phỏ ha:
Tính áp lực mỏ luồng bảo vệ theo giả thuyến dầm Console.
Theo giả thuyết này có hai trờng hợp:
Trờng hợp 1: Có ảnh hởng của đá vách cơ bản nên đá vách
trực tiếp (f1Trờng hợp 2: Không có ảnh hởng của đá vách cơ bản nên đá
vách trực tiếp (f1>f2)


Vách cơbản
l2

h2

f2
Vách trực tiếp
l1

h1

f1
m
l0

b

Sơ đồ tính áp lực mỏ theo giả thuyết dầm
console
* Tính độ võng của vách trực tiếp f1.
f1 =

1 .h 1 .l14
8E1 .J1

cm.

Trong đó:
1 = 2.5 T/m3 = 2.5.10-3 kG/cm3.
h1 = 6m = 600 cm.
l1: Chiều dài dầm Console vách trực tiếp; cm
l1 = b + l0 = 340 + 120 = 460 cm.
b: Khoảng cách từ gơng lò đến hàng cột phá hỏa; b =
340 cm.
l0: Bớc phá hỏa thờng kỳ; l0 = 120 cm.
E1: Modul đàn hồi của vách trực tiếp khi uốn;kG/cm 2

E1 =

(

4E1n .E1k
E1n + E1k

)2

E1n, E1k: Modul đàn hồi khi nén, khi kéo của đá vách
trực tiếp, tra bảng: E1n = 200 ì 103 kG/cm2
E1k = 100 ì 103 kG/cm2.
Vy E1 =137258 cm2.


J1: Momen quán tính đối với trục trung hòa của vách
trực tiếp cm4.
J1 = J0 + F.V0
cm4
J0: Momen quán tính của đá vách trực tiếp so với trục
giữa;
3

J0 =

b1 .h13 100.600
=
=
12
12

18. 108 cm4.
b1: chiều rộng của khối đá sụt lở, qui ớc b1 = 100 cm.
F: tiết diện ngang của đá vách trực tiếp; F 1 = b1. h1 =
6.104 cm2.
V0: khoảng cách từ trục trung hòa đến tâm của dầm:
2

h1 E1n
h

1 = 2649 cm 2
E + E
2
1n
1k

V0 =
Vậy J1 = 1959. 106 cm4.
Từ các giá trị trên ta tính đợc f1 = 3122.10-8 cm.
Tính độ võng của vách cơ bản f2
2 .h 2
2E 2 .J 2

l 22 .l12 l 2 .l13 l14


+
2
3
12


f2 =
cm
2: Thể trọng của vách cơ bản; 2 = 2.62 T/m3 = 2.62 ì 10-3
kG/cm3.
h2: chiều dày của vách cơ bản; h2 = 1500 cm;
l2: chiều dài dầm console vách cơ bản:
h2 .Ru
1500.200
=
= 6907 cm
3 2
3.2,62.10 3

l2 =
Ru: sức bền chịu uốn của vách cơ bản; Ru = 250 kG/cm2
E2: Modul đàn hồi của vách cơ bản khi uốn;kG/cm2

(

4E 2 n .E 2 k
E 2n + E 2k

)2

E2 =
kG/cm2
Vách cơ bản là cỏt kt nên:
E2n = 550. 103 kG/cm2
E2k = 200 ì 103 kG/cm2
Thay các giá trị cụ thể ta tính đợc: E2 = 311.3 ì 103 kG/cm2
J2: Momen quán tính đối với trục trung hòa của vách cơ bản;


2


h23
h
E2n
+ h23
2 = 1,89.1015 cm 4
E 2n + E
12
2
2k



J2 =
Từ các giá trị ở trên ta tính đợc f2 = 1,61.10-8 cm.
Qua kết quả tính toán ở trên ta nhận thấy f 1 > f2. Vậy áp lực
tác dụng lên luồng bảo vệ đợc xác định là chỉ do vách trực tiếp
và nó đợc xác định theo công thức sau:
3b 2 + 8.b.l0 + 6.l0
Pbv = Plc .
8.b

T/m

Trong đó:
Plc: áp lực mỏ luồng gơng, Plc = 13,59 T/m2.
b: chiều rộng luồng gơng; b = 3.4m.
l0: bớc phá hỏa thờng kỳ; l0 = 1.2m.
Thay vào công thức ta tính đợc: Pbv = 37,23 T/m.
*Lập hộ chiếu chống giữ luồng gơng
a. Xác định mật độ cột chống
p dụng công thức
Mc =

Plc.k 13,59.2
=
= 0,906
Pc
30

cột / m2.

Trong đó:
k = 2: hệ số an toàn
Pc = 30 T: tải trọng làm việc của cột DZ 22-22.
b. Khoảng cách giữa các cột theo chiều dốc
Xác định theo công thức:
L=

n
b.M c

=

4
3,4.0,906

= 1,29 m.

Trong đó:
n = 4 cột: Số cột chống 1 hàng theo phơng của luồng gơng.
b = 3.4 m: chiều rộng của luồng gơng.
c. Số cột thủy lực cho một hàng theo hớng dốc của lò chợ
Đợc xác định theo công thức:
128

Lk

+ 1.1,1 = 100
+ 1.k dt =
L

1,29

ncột =
k = 1.1: hệ số dự trữ cột;
d. Hộ chiếu chống giữ luồng gơng

cột


Trên cơ sở tính toán ở trên và kết hợp với kinh nghiệm của
các mỏ đề xuất hộ chiếu chống giữ nh sau:

Số cột thủy lực trong một hàng ngang theo phơng là 4 cột với
các khoảng cách chống giữ nh sau:
- Từ gơng đến hàng cột thứ nhất là 0.2m.
- Từ gơng đến hàng cột thứ hai là 1m.
- Từ gơng đến hàng cột thứ ba là 2.2m.
- Từ gơng đến hàng cột thứ t là 3.4m.
Khoảng cách giữa các hàng theo hớng dốc: 1,29m
*Hộ chiếu chống giữ luồng phá hỏa
Hàng cột thứ năm cách hàng cột thứ t một khoảng cách bằng
bớc phá hỏa thờng kỳ là hàng cột phá hỏa.
a. Khoảng cách giữa cột theo hớng dốc
Đợc xác định theo công thức
Lp =
Trong đó:

Pc
30
=
= 0.4m
Pbv .k 37,23.2

Pc

: Ti trng cụng tỏc cua ct thuy lc DZ 2-22
k = 2: hệ số an toàn;
Pbv = 37,23 T/m.
b. Số lợng cột phá hỏa cần cho lò chợ
Llc

128

+ 1.1,1 =
+ 1.1,1 = 353
L

0,4
p


ncột =
cột
c. Hộ chiếu chống giữ
Để phù hợp với hộ chiếu chống giữ luồng gơng, đề xuất hộ
chiếu chống giữ luồng phá hỏa nh sau:
- Hàng cột chồng phá hỏa gồm có hai cột chống sát nhau (1
cột chống tăng cờng).
- Khoảng cách giữa các hàng cột theo hớng dốc: 1,29m.
*Kiểm tra điều kiện lún cột
Để đảm bảo cột không bị lún vào nền lò thì diện tích đế
cột phải đảm bảo điều kiện sau:
P
kl

F
cm2.
Trong đó:


F: diện tích đế cột DZ 22-22; F = 109 cm2
P: Tải trọng thực tế tác dụng lên một cột chống.

- p lc nn luồng khai thác P1 =

13,59
= 15
0,906

T/cột = 15000

kG/cột
- p lc nn luồng phá hỏa P2 = 37,23 ì 0,4 = 14,892
T/cột = 14892 kG/cột
kl: Là khả năng kháng lún của nền lò, ở đây nền lò chợ
là than nên
kl = 100 kG/cm2.
Nh vậy: Nn luồng khai thác

P1 12540
=
= 125.4
kl
100

cm2.

P2 12558
=
= 125.58
kl
100

Nn luồng phá hỏa
cm2.
Vậy điều kiện trên thỏa mãn ở c luồng phá hỏa v lung khai thỏc,
cột sẽ khụng bị lún vào nền than.
*Số lợng xà cột cần cho lò chợ
a. Số lợng xà HDJA 1200
Chiều dài lò chợ là 128m nh vậy theo suốt chiều dài lò chợ
128
+ 1 = 100
1,29

có:
hàng vì chống. Mỗi hàng có 4 xà (tính cho lúc
chiều rộng lò chợ lớn nhất). Nh vậy tổng cộng có: 100 ì 4 = 400
xà.
Lấy số xà dự phòng là 10% = 40 xà.
Tổng số xà cần cho lò chợ là 440 xà.
b. Số lợng cột DZ 22-22
Dới mỗi xà có một cột, ngoài ra còn có các ct chống tăng cờng và các cột gơng.
+ Số cột chống tăng cờng là 100 cột
+ Số cột gơng là 100 cột
- Số cột cần cho lò chợ là 100ì 4 + 100 + 100 = 600 cột.
- Số cột dự phòng 10% là 60 cột.
Tổng số cột cần cho lò chợ là 660 cột.


S lũ ch

*Tính toán các thông số nổ mìn:
-Chọn thuốc nổ
Chọn thuốc nổ AH1
-Chọn phơng tiện nổ mìn
Chọn kíp nổ: đồ án chọn kíp vi sai loại KZ - 25 của Liên
Xô.
Chọn máy nổ mìn: Dùng loại máy nổ mìn KB-1/100 M
(Liên Xô cũ).
Các thông số của máy đợc thể hiện trong bảng III-7.
ST
T
1
2
3

Tên thông số

Đơn
vị
Điện dung các tụ điện trong máy àF
Số kíp điện mắc nối tiếp và Cái
nổ đồng thời
V

Giá trị
10
100
600


Điện áp của tụ
a - Chiều sâu lỗ khoan
Chiều dài lỗ khoan thẳng góc với gơng lò đợc xác định theo
công thức:
l=

r
K sd

(m)

Trong đó:
l: Tiến độ chu kỳ lò chợ; l = 1.2 m.
Ksd: Hệ số sử dụng lỗ mìn; Ksd = 0.85.
Vậy l = 1.2 / 0.85 = 1.4 m.
Chiều dài lỗ khoan thực tế khoan xiên một góc 75
ơng mặt phẳng gơng lò là:
ltt =

l
1 .4
=
sin sin 75

0

so với ph-

= 1.45 m.

b - Chỉ tiêu thuốc nổ :
công thức:

Chỉ tiêu thuốc nổ đợc xác định theo

q = q1 ì F1 ì V1 ì E1 kg/m3.
Trong đó:
q1: Lợng thuốc nổ tiêu chuẩn, q1 = 0.15 kg/m3.
F1: hệ số cấu trúc của than; F1 = 0.8 ữ 2, chọn F1 = 1.3.
V1: hệ số nén ép của than, phụ thuộc vào tiết diện
mặt tự do.


12.5
12.5
=
= 0.744
S
281,6

V1 =
S: diện tích gơng lò chợ khi nổ mìn;
S = llc ì h = 128 ì 2.2 = 281.6 m2.
e1: hệ số công phá của thuốc nổ sử dụng, e1 = 380 / Psd
Psd: khả năng công nổ của thuốc nổ AH1, Psd = 260 cm3
380: Là khả năng công nổ của thuốc nổ chuẩn Diamit
62%.


e1 = 380 / 260 = 1.46.
Thay vào công thức ta tính đợc:
q = 0.15 ì 1.3 ì 0.744 ì 1.46 = 0.212 kg/m3.

c - Tổng số lỗ khoan trong 1 chu kỳ :
p dụng công thức của Protodiakonov :
N=

q.v.1,27
.d 2 .k n

, lỗ

Trong đó:
q - Lợng thuốc nổ đơn vị , q = 0,24kg/m3
v - Thể tích cần nổ : v = Stc . r . m = 128 . 1,2 . 2,2
v = 337,92m3
- Mật độ nạp thuốc : = 950 ữ 1100 kg/m3
d - Đờng kính bao thuốc : d = 36mm = 0,036m
Kn - Hệ số nạp thuốc, Kn = 0,3
Thay số và tính toán ta đợc : N = 265 lỗ
d - Đờng kính lỗ khoan
dk = dt + 10%dt = 36 + 3.6 = 39.6 mm.
Lấy dk = 40 mm.
e - Số m lỗ khoan trong 1 chu kỳ
Lk = N1 ì llc ì lk = 2 ì 128 ì 1.45 = 371,2 m.
f - Lợng thuốc nổ cần thiết
Q = q ì V = q ì llc ì h ì r = 0.24ì128ì2.2ì1.2 = 54,06 kg.
g - Lợng thuốc nổ nạp trong một lỗ khoan


Q 54,06
=
= 0,204
N1
265

Qlk =
kg/lỗ
Lấy Qlk = 0.2 kg/lỗ
Vậy khối lợng thuốc nổ thực tế trong một chu kỳ Q' =53
kg.
Số kíp trong một chu kỳ là 265 kíp.

k. Thiết bị khoan lỗ mìn
Đồ án sử dụng khoan điện cầm tay loại CP - 19M.
Lý lịch nổ mìn

STT

1
2

Nhó
m lỗ
khoa
n
Hàng
nóc
Hàng
nền

Góc nghiêng
Mặt
Mặt
phẳ
phẳ
ng
ng
đứn
bằng
g
(độ)
(độ)
0
75
0

75

Chiề
u dài
lỗ
khoa
n
1
1

Thuố
c nổ
sử
dụng

Kíp
nổ
sử
dụng

Thuố
c nổ
AH1

Kíp
vi sai
KZ
-25

Lợng
thuố
c nổ
1 lỗ
khoa
n

Chiề
u dài
bua

Phơng
tiện
nổ

Phơng
pháp
đấu
kíp

0.3

0.7

0.3

0.7

Máy
nổ
mìn
KB
1/100
M

Nối
tiếp

*Chọn phơng pháp điều khiển đá vách
Đồ án chọn phơng pháp điều khiển đá vách là phá hỏa toàn
phần
Kiểm tra theo điều kiện áp dụng. Theo điều kiện này thì:
m
h1
kp 1


h1 = 6m: chiều dài vách trực tiếp;
m = 2.2m: chiều dày lớp khấu;
kp: hệ số nở rời của đá vách kp = 1.4
2.2
= 5.5
1.4 1

Thay vào ta có:
m < 6 m.
Vậy phơng pháp phá hỏa toàn phần là hợp lý.
Xác định bớc phá hỏa
a. Tính bớc phá hỏa ban đầu
h. u
3.

L=
u: 50 T/m2.
Vậy L = 6,32m.
Chọn bớc phá hỏa ban đầu là 6 m.
Lò chợ tổ chức phá hỏa ban đầu khi gơng lò tiến đợc 6m.
Trờng hợp dịch chuyển xong cột chống phá hỏa mà đá vách
vẫn không tự sập xuống thì công nhân phá hỏa đứng tại vị trí
an toàn, khoan bắn mìn cho đá vách sập xuống, lấp kín khoảng
trống đã khai thác.
b. Bớc phá hỏa thờng kỳ.
Sau bớc phá hỏa ban đầu thì cứ sau một chu kỳ khấu ta
tiến hành phá hỏa thờng kỳ với bớc phá hỏa bằng bớc tiến của gơng 1.2 m.
*Khối lợng công việc
a - Thành lập đội thợ
Xác định số ngời cần thiết để hoàn thành công việc theo công
thức :
Ni =

Vi
Di

, ngời

Trong đó :
Vi - Khối lợng công việc thứ i
Di - Định mức công việc thứ i
Thay số và tính toán ta đợc bảng kết quả sau :


Vi

Di

Ni

Số
ngời
chọn

TT

Tên công việc

Đơn
vị

1

Kiểm tra củng cố

m

128

40

3,2

3

2

Khoan nổ mìn

m

128

22

5,8

6

3

Tải than dựng cột

m

128

11

11,6 12
3

4

Chuyển gỗ

m3

2,31 1,6 1,44 1

5

Chuyển máng

m

128

18

7,1

6

Sửa nóc, lên xà, cài chèn

m

128

10

12,8 13

7

Trải lới

m

128

33

3,87 4

8

Dựng và thu hồi cột phá, m
hoả

128

13

9,84 10

9

Phá hoả

128

13

9,84 10

10

Tng cng

m

7

66

Vậy tổng số ngời để hoàn thành hết các công việc trong 1 chu
kỳ là 66 ngời.
Ta chọn đội thợ gồm 66 ngời, chia làm 3 ca, mỗi ca 22 ngời.
Bố trí đội thợ toàn năng làm việc, riêng thợ khoan nổ mìn chỉ
làm các công việc nh khoan, nạp nổ mìn.


Bng 4. Biểu đồ tổ chức công tác lò chợ
Chiều
dài lò
chợ
(m)

Ký hiệu

Ca I

Ca II

Ca III

128

Nạp, nổ mìn,
thông gió
Xúc bốc, sửa gơng,
dọn nền, chống lò
Khoan lỗ mìn
Chuyển gỗ
Chuyển máng trợt
Xếp cũi
Phá hoả đá vách
Bng 5. Biểu đồ bố trí nhân lực lò chợ

TT

Số công
nhân

Công việc

tổn
g số
c.n
h

ca I ca II caIII

Nạp, nổ mìn, thông
gió
Xúc bốc, s.g, d.n,
2
chống lò
3 Khoan lỗ mìn
1

(3) (3) - (6)
14 14 - 28
3

4

Chuyển gỗ

5

5

Chuyển máng trợt

-

3

- 6
(22
5
10
)
- 4 4

Ca I

Ca II

Ca III


6

XÕp còi

-

7

Ph¸ háa ®¸ v¸ch

Céng

- 18 18
(22 (22
) )

22 22 22 66



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×