Тема дипломной работы: Выбор типа крепления для откаточного штрека горизонта +310 м Расвумчоррского рудника АО «Апатит»

В данной дипломной работе рассмотрены геологическая характеристика месторождения, свойства пород, залегающих в данном месте. Рассмотрены различные виды горной крепи, сделан расчет и выбор крепи для нового горизонта Расвумчоррского рудника.

      Содержание

Введение. 3

1. Экономико-географическая характеристика месторождения. 6

1.1 Морфология и условия залегания рудных тел. 6

2. Геологическая характеристика месторождения. 8

2.1 Вещественный состав руд. 8

2.1.1 Разновидности руд. 8

2.1.2 Гранулометрический состав руд. 8

2.2 Гидрогеологические условия месторождения. 9

2.3 Запасы месторождения. 11

3. Физико-механические и реологические свойства горных пород. 12

3.1 Горное давление. 12

3.2 Прочность пород. 14

3.3 Трещиноватость пород. 16

3.4 Крепость горных пород. 17

   3.5 Устойчивость пород. 19

4. Определение категории состояния горных выработок. 20

4.1 Виды крепи. 20

4.1.1 Металлическая рамная крепь. 20

4.1.2 Анкерная крепь. 21

4.1.3 Бетонная крепь. 26

4.1.4 Железобетонная крепь. 27

4.1.5 Набрызг-бетонная и торкрет-бетонная крепи. 30

4.2 Принципы выбора крепей горных выработок. 33

4.3 Набрызгиваемые полимерные покрытия. 35

   4.4 Латексные покрытия. 37

4.5 Крепи, применяемые на Расвумчоррском руднике. 39

5. Выбор типа крепления для откаточного штрека горизонта +310 м.. 40

5.1 Основные характеристики откаточного штрека гор. +310 м.. 40

5.2 Расчёт усиленной набрызг-бетонной крепи. 41

5.3 Экономическое обоснование выбора крепи. 42

5.4 Меры безопасности при возведении крепи. 43

5.5 Контроль качества. 44

Заключение. 46

Список литературы.. 47

Введение

При строительстве и эксплуатации шахт, подземных сооружений специального назначения технологические процессы связаны, прежде всего, с разрушением, погрузкой и транспортированием горных пород, а также с обеспечением устойчивости подземных горных выработок.

Без знаний физико-механических, водно-физических и других свойств горных пород, а также без минимума сведений о механических явлениях, происходящих в окружающем массиве горных пород в результате горных работ, нельзя успешно решать основные задачи горного дела.

В результате горных работ нарушается природное равновесное состояние массива, вокруг горных выработок возникают дополнительные внутренние силы, которые при определенных условиях вызывают деформации боковых пород, сопровождающиеся иногда разрушением, как пород, так и выработок. Внутренние силы в массиве пород, естественные и дополнительные, вызванные горными работами, называют горным давлением, а различные механические явления, происходящие в результате воздействия на горные породы и выработки этих сил, называют проявлениями горного давления. Для поддержания горных выработок в безопасном состоянии применяют горную крепь.

Знание основных закономерностей явлений, происходящих в массиве вокруг выработок, позволяет управлять горным давлением, находить такие формы и методы разработки месторождений, проходки и крепления горных выработок, при которых возможно вести разработки и обеспечить устойчивость выработок при минимальных затратах средств и сил.

Объемы сооружения горных выработок, тоннелей и других подземных объектов год от года возрастают как в России, так и за рубежом, причем поперечные сечения выработок в некоторых случаях достигают нескольких десятков и даже сотен квадратных метров, а располагать их приходится в условиях, требующих разнообразных конструкций.

Выбор типа материала и конструкции крепи, несущей способности и способа возведения ее во многом обусловливается свойствами горных пород и их поведением в обнажениях.

Для крепления горных выработок, тоннелей и других подземных сооружений расходуется ежегодно большое количество строительных материалов – дерева, стали, чугуна, цемента и др. Правильное и экономичное решение конструкций крепи в каждом конкретном случае должно базироваться па глубоком анализе горно-геологических условий и технико-экономическом расчете [1].

Горная крепь – искусственные сооружения, возводимые в горных выработках для предотвращения обрушения и пучения окружающих пород, сохранения необходимых размеров и рабочего состояния выработок. Снижение затрат на поддержание выработок может быть достигнуто при соответствующем выборе типа крепи и способа охраны выработки с соблюдением комплекса следующих правил:

—                       придание выработке формы, наиболее целесообразной для данных горногеологических условий;

—                       выбор рациональных способов охраны выработок: оставление предохранительных толщ и целиков, сооружение бутовых полос, размещение выработок вне зоны опорного давления и др.; 

—                       по площади крепь должна занимать в выработке как можно меньше места, не мешать выполнению производственных процессов, оказывать минимальное сопротивление движению воздуха;

—                       обеспечивать возможность механизации возведения крепи и изготовления ее элементов;

—                       быть транспортабельной, нетрудоемкой при возведении и ремонте, предусматривать возможность ее максимального извлечения из погашаемых выработок и дальнейшего повторного использования;

—                       конструкция и материал должны соответствовать сроку службы выработки, а сумма материальных и трудовых затрат на изготовление, возведение, эксплуатацию и ремонт в течение срока службы выработки должны быть минимальными.

В отдельных случаях крепь должна быть огнестойкой, морозостойкой, водо- или газонепроницаемой, сейсмостойкой.

Всем этим требованиям одновременно не удовлетворяет ни одна конструкция горной крепи, поэтому при выборе ее необходимо учитывать конкретные горногеологические условия.

В России и за рубежом применяются различные виды крепи. За рубежом создаются специальные участки, где испытываются различные технологии крепления горных выработок, позволяющие вести работы в тяжелых горно-геологических условиях.

Переход горных работ на глубокие горизонты Хибинских апатитовых месторождений сопровождается интенсификацией проявлений горного давления, связанной с вовлечением в эксплуатацию высоконапряженных участков. Это приводит к увеличению объемов крепления горных выработок.

Для поддержания мощности Расвумчоррского рудника ОАО «Гипроруда» был выполнен технический проект "Пересмотр проекта реконструкции Расвумчоррского рудника с целью совершенствования технологии горных работ", которым предусматривалось вовлечение в отработку глубинного горизонта + 310 м, расположенного ниже горизонта капитальной штольни.

Горнотехнические и горно-геологические условия разработки горизонта +310 м Расвумчоррского рудника характеризуются большой протяженностью рудного тела по простиранию (2,6 км) и переменной мощностью горизонтальной рудной залежи (от 40 до 144 м). Ведение горных работ в ухудшающихся горно-геологических условиях требует обеспечения их безопасности, в связи, с чем вопросы поддержания горных выработок и контроль над их состоянием в течение всего срока эксплуатации приобретают все большую актуальность.

Параметры крепи, и технология ее возведения принимаются в соответствии с «Инструкцией по креплению горных выработок на рудниках АО «Апатит», а также в соответствии с регламентом на проектирование отработки запасов месторождения «Апатитовый Цирк» и подкарьерной части «Плато Расвумчорр» Расвумчоррским рудником до гор. +310 м (СПГГИ, НЦ геомеханики и проблем горного производства, 2010 г.)

Для возведения крепи применяются комплексы: типа Sandvik DS 410-С, Spramec 6050, Utimec 1500 transmixer и другое самоходное оборудование.

Цель дипломной работы – выбор рационального вида крепи и ее параметров, обеспечивающих повышение эффективности и безопасности ведения горных работ на горизонте +310 м Расвумчоррского рудника.

Задачи:

—               анализ горно-геологических условий Расвумчоррского рудника;

—               изучение видов крепи, применяемых в России и за рубежом в условиях, сходных с горно-геологическими условиями на Расвумчоррском руднике;

—               изучение методики расчета крепи;

—               выбор из новейших разработок наиболее рационального вида крепи для откаточного штрека горизонта +310 м;

—               расчет параметров крепи, применяемого на Расвумчоррском руднике для горизонта +310 м;

—               сравнительный анализ результатов расчетов.