Выбор типа крепи и расчет ее прочных размеров

Выбор типа крепи и расчет ее прочных размеров

1.1 Расчет горного давления. Выбор типа крепи и формы поперечного сечения выработки

В качестве основных расчетных данных для определения устойчивости пород, нагрузок на крепь и параметров крепи принимаются: глубина заложения выработки и расчетное сопротивление пород сжатию.

 

где  предел прочности пород при сжатии, Па;

 – коэффициент, учитывающий структурные ослабления массива. При заданном расстоянии между трещинами <0,10 принимаем согласно таблице 1 Кс = 0,2.

Таблица 1 – Значения коэффициента структурного ослабления ()

Расстояние между трещинами, м	Значение Кс
Более 1,5	0,9
1,0-1,5	0,8
0,5-1,0	0,6
0,1-0,5	0,4
< 0,10	0,2

 

    Оценку устойчивости пород в горизонтальных и наклонных выработках и выбор крепи производим по показателю устойчивости К_к
       

где

  

По заданному значению плотности пород (ρ = 2720 кг/м³) определяем

 

Определив значение К_к = 0,3 по таблице 2принимаем анкер - набрызгбетонную  крепь.

 

Таблица 2 – Рекомендуемые типы крепи

Значение показателя устойчивости Кк	Рекомендуемые типы крепи
< 0,10	Крепь не требуется(в местах нарушений-анкерная крепь)
0,1….0,24	Неполная крепежная рама(набрызгбетонная крепь)
>0,24	Анкер-набрызгбетонная крепь

 

Определение прочных размеров крепи и вычерчивание проекций выработки

1.2.1 Определение высоты свода естественного равновесия, искусственного свода и интенсивности давления

    В случае, если кровля выработки неустойчива, а борт устойчив, то крепь будет нести нагрузку со стороны свода естественного равновесия. по гипотезе проф. М.М. Протодьяконова высота свода (b)

      

где a – полупролет выработки по кровле, а = В/2 = 1,42 м;

tg  коэффициент внутреннего трения пород,
        tg

где f – коэффициент крепости пород по шкале проф. М.М. Протодьяконова; (),

tg

При прямоугольно – сводчатой форме сечения выработки интенсивность горного давления () составит:

  Для заданных условий ,

 м.

Расчет набрызгбетонной крепи

 

Толщину набрызгбетонного покрытия (δ _к) находим по выражению

 

         

 

где  – коэффициент запаса прочности крепи,  = 1,2;

– коэффициент условий работы крепи, для неармированного набрызгбетона = 0,85;

 предел прочности бетона при растяжении, равный при стандартной марке бетона М400 = 1,2 МПа.

Расчет анкерной крепи

Принимаем железобетонный анкер.

Расчет несущей способности анкера производят из условий прочности его стержня, выполненного из стали периодического профиля, на разрыв () и сцепления бетона со стенками шпура (

    

где r – радиус стержня (из условия r > 0,008 м);

  предел прочности стержня на разрыв, для стали периодического профиля 270 МПа;

m – коэффициент условий работы крепи (из условий m = 0,9…1,0) принимаем равным 0,95.

     

где

 сила сцепления заполнителя с породой. При водоцементном соотношении (В/Ц), равном 0,5 и марке бетона М400  изменяется в пределах 1,0…1,4.

 глубина заделки стержня за пределы границ свода естественного равновесия, принимаем  равной 0,3 м;

Несущую способность анкера (  принимаем по наименьшему из полученных значений (

Плотность установки анкеров на 1м² выработки (S) составит

    

    

Расстояние между анкерами в ряду и между рядами анкеров ()

    

    

Длину анкера определяют по выражению

  

где  длина выступающей из шпура части стержня анкера,  принимаем равной 0,15 м.

В таблице 3 представлены расчетные параметры выработки.

 

 

Таблица 3 – Расчетные параметры выработки

 

Параметры выработки	Значения коэффициента крепости пород f >12
Высота искусственного свода	=В/4=2845/4=711 мм
Большой радиус закругления, R	R=0,905*B; R=0,905*2845=2574,72 мм
Малый радиус закругления,r	r= 0,173*В; r=0,173*2845=492 мм
Сечение выработки, S	В(h2 + 0,175В); Sсв=2845*(2000+0,175*2845)=6,65 м²
	Sч=2965*(2000+0,175*2965)=7,1 м²
Периметр выработки, подвергаемый креплению набрызгбетоном, Pкр	2h2 +1,22В;              Pкр=2*2000+1,22*2965=7,6

 

На рисунке 1 представлены параметры выработки и элементы паспорта крепления.

 

 2 Расчет параметров буровзрывных работ

Расчет параметров БВР

Выбор типа крепи и расчет ее прочных размеров

1.1 Расчет горного давления. Выбор типа крепи и формы поперечного сечения выработки

В качестве основных расчетных данных для определения устойчивости пород, нагрузок на крепь и параметров крепи принимаются: глубина заложения выработки и расчетное сопротивление пород сжатию.

 

где  предел прочности пород при сжатии, Па;

 – коэффициент, учитывающий структурные ослабления массива. При заданном расстоянии между трещинами <0,10 принимаем согласно таблице 1 Кс = 0,2.

Таблица 1 – Значения коэффициента структурного ослабления ()

Расстояние между трещинами, м	Значение Кс
Более 1,5	0,9
1,0-1,5	0,8
0,5-1,0	0,6
0,1-0,5	0,4
< 0,10	0,2

 

    Оценку устойчивости пород в горизонтальных и наклонных выработках и выбор крепи производим по показателю устойчивости К_к
       

где

  

По заданному значению плотности пород (ρ = 2720 кг/м³) определяем

 

Определив значение К_к = 0,3 по таблице 2принимаем анкер - набрызгбетонную  крепь.

 

Таблица 2 – Рекомендуемые типы крепи

Значение показателя устойчивости Кк	Рекомендуемые типы крепи
< 0,10	Крепь не требуется(в местах нарушений-анкерная крепь)
0,1….0,24	Неполная крепежная рама(набрызгбетонная крепь)
>0,24	Анкер-набрызгбетонная крепь