Проектирование тоннеля, сооружаемого горным способом

 

P^Э_погр = 0,8 / (2*(1/4 + 3/ (11*0,9)) = 0,72 м³/мин.

 

2.5.3 Транспортные средства.

Время оборота автомобиля КамАЗ-5511:

Т_обор = Т_погр + Т_дв + Т_разгр + Т_ман

Т_погр – время погрузки, мин

Т_погр = 1/ P^Э_погр * V_в η

Т_погр = 1/0,72* 11* 0,9 = 13,75 мин.

Т_дв – время движения автопоезда, мин

Т_дв = Т_туда + Т_обр = L/ V_груж + L/ V_порожн

V_груж = 225 м/мин – скорость движения груженого автопоезда

V_порожн = 250 м/мин – скорость движения порожняка

L – расстояние от породопогрузочной машины до места разгрузки, м. При проходке тоннеля с двух порталов, принимаем L=700 м.

Т_дв = 700/225 + 700/250 = 5,9 мин.

T_разгр = 3 мин – время разгрузки

T_ман = 7 мин -  время на маневры в течение рейса

Необходимое количество составов:

Т_обор = 13,8 + 5,9 + 3 + 7 = 29,7 мин.

N_c = T_обор/ T_погр

N_c =29,7 / 13,8 = 3 машины.

 

Окончательное количество транспортных средств принимается с учетом необходимого резерва на случай задержки разгрузки, ремонта и т.д.

 

2.6 Возведение  тоннельной обделки.

2.6.1 Технология производства бетонных  работ.

В данном курсовом проекте  обделка возводится сразу только для подсводовой части , а потом по мере разработки грунта и для боковых штросс. Для достижения  высокого качества и однотипности внутренней поверхности тоннеля, а также для ускорения работ решено применить переставную опалубку ОПВ-65. Секции опалубки устанавливают и бетонируют, начиная с ближайшей от забоя, в направлении выхода из тоннеля.

В качестве устройства для  подачи и укладки бетонной смеси  применяем пневмобетононагнетатель  ПН-0,5 со следующими характеристиками:

• Вместимость сосуда – 0,5 м
• Расстояние нагнетания, м

По горизонтали - 150

По вертикали - 15

• Расход сжатого воздуха, м/мин – 0,8-1,0
• Время выгрузки бетона, мин 1,0
• Масса, т – 0,64

Для приготовления и  перевозки сухой смеси до места  производства работ используется специальный  транспорт – автобетоносмеситель СБ-92-1А на базе КамАЗ-5511.

Требования к бетонной смеси:

• набольшая крупность заполнителя, мм :

гравия   50

щебня   40

• количество цемента в бетонной смеси, кг/м 220
• осадка бетонной смеси, см 8 – 20

 

2.7 Циклограмма  проходки тоннельной выработки.

Циклограмма проходки тоннельной выработки является документом отражающим последовательность выполнения операций проходческого цикла, продолжительность этих операций, необходимое число рабочих. При составлении циклограммы использовались данные сооружения тоннелей в соответствующих условиях и расчеты производительности проходческого оборудования. Работы ведутся непрерывно в 4 смены по 6 часов на протяжении 6 дней в неделю.

 

2.8 Вспомогательные  работы.

Кроме основных работ предусмотренных  при сооружении тоннеля существуют вспомогательные работы, обеспечивающие их производство, а также безопасность. 

 

 

2.8.1 Вентиляция выработки в период  строительства.

Вентиляция тоннеля  необходима для обеспечения безопасности работ людей, находящихся в тоннеле.

Проветривание забоя  после взрыва осуществляется по комбинированной вытяжной схеме, при вывозе грунта – по приточной. Поэтому в условиях подземных выработок необходимо соблюдать условие реверсирования воздушного потока.

Объем проветривания  определяется исходя из наибольшего количества людей, одновременно находящихся в подземной выработке, включая бригаду проходчиков; минимальной скорости движения воздуха; объема ядовитых газов, образующихся при взрывных работах; объема вредных газов, выделяемых двигателями внутреннего сгорания.

Таблица 2.7

Формулы для  определения объемов проветривания Q, м³/с.

Фактор вредности	Расчетная формула
Количество людей	Q = 1.15 q z / 60
Минимальная скорость воздуха	Q = vmin S
Газы взрывания	Q = 4.1 lст S / t  lg(a lk γ/ S1/2 )
Газы двигателей внутреннего  сгорания	Q = k1k2 / Ck (mqг Сог + (qг Сог + qп Cоп )(L/Tпогрv + 0.25))

В этих формулах:

Q = 6 м³/мин – норма подачи воздуха на 1 чел.;

z – расчетное количество людей (20 человек);

v_min = 0.1 м/с – минимальная скорость движения воздуха для выработки S>25 м²;

l_ст = 18.7 S^1/2(w/S)^1/3 – длина свободной струи, м;

w – площадь сечения вентиляционной трубы (диаметр трубы примем 1.2 м);

t = 1800 c – время проветривания после взрыва;

a = 48 – коэффициент учета площади сечения;

l_k = 3.89 м – длина комплекта шпуров;

γ = 2,8 т/м³ – плотность взрываемого грунта;

k₁ = 1.7 – коэффициент концентрации выхлопных газов при длине выработки менее 2 км;

k₂ = 0.75 – коэффициент поглощения выхлопных газов в увлажненных грунтах;

C_к = 1.6*10^-5 – объемная предельно допустимая концентрация окиси углерода ;

m = 2 – число автомашин одновременно находящихся в забое;

 q_г = q_г = 8.6*10^-2 – расчетное выделение выхлопных газов гружеными и порожними машинами;

C_ог = 1.4*10^-3 и C_оп = 1.2*10^-3 – начальные концентрации окиси углерода в выхлопных газах груженых и порожних автомашин с нейтрализаторами;

L = 500 м - длина выработки

T_погр = 330 с - время погрузки одной машины.

v = 4 м/с – скорость движения автомашины по выработке.

Расчет:

1. Количество людей

Q =1,15*6*20/60 = 2,3 м³/с

2. Минимальная скорость воздуха

Q =0,1*106,28 = 10,628 м³/с

3. Газы взрывания

l_ст =18,7*106,28^1/2 *(3,14*1,2² / 4 / 106,28)^1/3 = 42,4 м

Q =4,1*42,4*106,28/1800* lg(48*3,89*2,8/106,28^1/2) = 17,5 м³/с

4. Газы двигателей  внутреннего сгорания

Q =1,7*0,75/1,6*10^-5 *(2* 8,6^*10^-2 * 1,4^*10^-3 + (8,6^*10^-2 * 1,4^*10^-3  + 8,6^*10^-2  * 1,2^*10^-3 )* (500/ (330*4) + 0,25) = 30,4  м³/с

В качестве расчетного проветривания  принимаем величину

Q_p = KQ

K = 1,2 – коэффициент учитывающий систему вентиляции (в данном случае для вытяжной)

Q = 30,4 м³/с – максимальное из посчитанных значений.

Q_p = 1,2* 30,4 = 36,48 м³/с.

Необходимая производительность вентилятора:

Q_в = pQ_p

где  p = 1+ 0,5 L – коэффициент потерь по длине трубы;

L = 0,5 км – длина вентиляционной трубы.

p = 1 +  0,5 * 0,5 = 1,25

 

Q_в =1,25* 36,48 = 45,6 м³/с.

На основании полученного  значения выбираем тип вентилятора. Данной производительности удовлетворяет  центробежный вентилятор ВЦД – 16.

Таблица 2.8

Технические характеристики вентилятора ВЦД-16

Диаметр рабочего колеса, мм	1600
Производительность, м3/с	22-80
Давление, даПа	380-140
Мощность электродвинателя, кВт	240
Габаритные  размеры, мм: длина ширина высота	8630 7070 6860
Масса, т (без  электродвигателя)	10,5

 

Отставание вентиляционной трубы от забоя должно не превышать  длину свободной струи, т.е. 49,2 м.

 

2.8.2 Освещение, энергоснабжение.

Подземная выработка  оснащается установками общего освещения  в соответствии с требованиями соответствующих  нормативных документов.

Электрическое освещение  подразделяется на рабочее и аварийное (не менее 3 лк, для продолжения работы при отключении рабочего освещения), эвакуационное (не менее 0,5 лк, для эвакуации людей при отключении рабочего освещения) и охранное (вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время).

Сети рабочего и аварийного освещения раздельные.

Освещение рабочих мест на проходческих машинах и механизмах, применяемых в подземной выработке, создается стационарными светильниками, встроенными в корпус машин и  механизмов или закрепленными на них.

Для освещения забоя  и других рабочих поверхностей используются стационарные и переносные, а также ручные осветительные приборы.

Светильники общего освещения  устанавливаются на высоте не менее 2,5 м.

2.8.3 Водоотлив.

При проходке выработки  на подъем как в случае данного  проекта водоотлив осуществляется самотеком по водоотводной канавке, располагаемой вдоль стены выработки.

 

2.9 Охрана окружающей  природной среды.

При сооружении тоннеля  предусматривается охрана сооружений и окружающей природной среды  от вредного влияния горных работ.

Основные охранные мероприятия:

1. Наблюдение за проявлением горного давления и сдвижением горных пород с определением опасных зон.
2. Уточнение гидрогеологических данных для повышения эффективности осушения выработки.
3. Запрещение ведения работ в границах опасных зон прорыва воды, глины, пульпы, вредных газов.
4. Обеспечение здоровья и безопасности жизни населения. Охрана атмосферного воздуха, земель, лесов, объектов окружающей среды. Очистка сточных вод в специальных очистных сооружениях.
5. Мероприятия, препятствующие эрозии почв. Безопасный отвал грунта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы.

 

1. Ю.С. Фролов. Проектирование тоннелей, сооружаемых горным способом. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию. Ленинград, 1983
2. СНиП 32-04-97. Нормы проектирования. Тоннели железнодорожные и автодорожные. М., 1997. 20 с.

 

3. Тоннели и метрополитены / Под ред. В.Г. Храпова. М., 1989. 383 с.

 

4. Справочник инженера-тоннельщика / Под. ред. В.Е. Меркина, С.Н. Власова, О.Н. Макарова. М., 1993. 389 с.

 

5. Технологические карты-схемы сооружения горных транспортных тоннелей / Минтрансстрой СССР. М., 1985. 266 с.

 

6. Пособие по производству и приемке работ при сооружении горных транспортных тоннелей /  Под. ред. В.Е. Меркина, С.Н. Власова. Минтрансстрой СССР. М., 1989. 232 с.

 

7. Л.В. Маковский. Проектирование автодорожных и городских тоннелей. М.: Транспорт, 1993. 352 с.