Расчет паспорта крепления

Работы, связанные с креплением горных выработок производятся согласно паспортам крепления, разработанными на основании расчетов крепи и геологической характеристики горных пород.

Расчет параметров крепи включает определение величины нагрузки (горного давления) и прочных размеров крепи.

Расчет нагрузки на крепь.

Наиболее общей формой проявления горного давления является деформирование горных пород, которое приводит к потере ими устойчивости, формированию нагрузки на крепь. Нагрузки на крепь зависят от глубины заложения выработки, горно-геологических и сейсмических условий, формы и размеров выработки, конструктивных особенностей и собственной массы крепи, ее предварительного напряжения, температурных напряжений, воздействия соседних выработок, гидростатического давления воды, способа проведения выработок.

Расчет паспорта крепления

При определении нагрузки на крепь существенным является выбор модели взаимодействия крепи с массивом пород. Нагрузка на крепь обусловлена весом пород в объеме свода и составляет [ 3, стр. 465 ]:

(3.3.1)

где Р - нагрузка, т/м.;

g - удельный вес руды;

a - полупролет выработки, м.,

f - коэффициент крепости пород.

Согласно заданным условиям: a=1,9; f=10; g=4,5 т/м³. Тогда:

Длину железобетонных штанг (ЖБШ) определяем по формуле [ 2, стр.133 ]:

(3.3.2)

где b - высота зоны обрушения пород, м.;

l_з - величина заглубления в устойчивый массив пород, l_з=0,5 м.;

l_к - отрезок штанги, l_к=0,07 м.

Определяем высоту зоны обрушения пород [ 2, стр.133 ]:

(3.3.3)

где j - угол внутреннего трения (для f=10 j= 74°);

L’ - ширина свода обрушения, м.

Определяем ширину свода обрушения [ 2, стр.134 ]:

(3.3.4)

где Н - высота выработки, Н=4,0 м.;

L - ширина выработки, L=4,0 м.

Используя полученные данные, определяем длину штанги[ 2, стр.15 ]:

Принимаем длину штанги l_шт=1,8 м. Сетка штангования С=0,7´0,7. Рассчитаем толщину набрызг-бетонной крепи (первичной). Расчет набрызг-бетонной крепи включает подбор состава бетонной смеси и определение толщины набрызг - бетонного покрытия. Набрызг - бетон включает: воду, цемент, песок (соотношение песок¸цемент = 1¸2). Рассчитаем толщину набрызг - бетонной (первичной) крепи по формуле[ 2, стр.133 ]:

где D - толщина крепи;

К₁=0,8- расчетный коэффициент;

Р - давление пород со стороны кровли;

n_п - коэффициент перегрузки n_п=1,2;

R_p=1,33 Мпа - сопротивление набрызг-бетона растяжению;

m_б=1 - коэффициент условий работы.

Принимаем толщину первичного набрызг - бетона А=1,5 см.

Рассчитаем количество ЖБШ в ряду и на один погонный метр с учетом сетки штангования. Определяем периметр выработки, на котором устанавливаются ЖБШ.

(3.3.6)

где В=4,0 м - ширина выработки;

h=2,5 м.- высота выработки до пяты свода.

Учитывая, что от почвы выработки до места установки первой ЖБШ расстояние не должно превышать один метр, принимаем его 1 м. Рассчитаем количество ЖБШ в ряду.

(3.3.7)

где: N_шр – количество штанг в одном ряду.

(3.3.8)

где: N_р – количество, рядов штангования

L_ух =1,9 м – продвигание забоя за цикл

(3.3.9)

где: N_кр – количество штанг в крепи.

N_шр = 13 штанг.

N_р= 3 ряда.

N_кр= 39 штанг

Рассчитаем объём работ по бурению под крепления ЖБШ.

А_кр=N_кр l_шт; шп.м.; (3.3.10)

где:

N_кр – количество штанг крепления.

L_шт – глубина штангования.

А_кр= 70,2 шп. м.

Исходя из вышеприведенных расчетов и горно-геологических условий, принимаем следующие параметры крепи:

В качестве предохранительной крепи применяются деревянные предохранительные стойки диаметром 120 мм. из расчета: одна стойка на 2,5 м² обнаженной поверхности кровли. Они устанавливаются в призабойной части выработки после тщательной оборке "заколов". Количество стоек предохранительной крепи определяется в паспортах крепления.

В качестве временной крепи используются железобетонные штанги длиной 1.8 м. и набрызг-бетон толщиной 1,5 см.

Виды постоянной крепи определены проектами института "Норильскпроект". В качестве постоянной крепи применяется усиленная комбинированная крепь (далее по тексту УКК), состоящая из металлической сетки, которая крепится на ЖБШ и набрызг-бетона толщиной 3 см. Тип и параметры постоянной крепи разрабатываются в паспортах крепления.

Ниже приводится таблица 3.3.1, в которой представлены нормы расходов материалов на крепление 1 погонного метра выработки:

Таблица 3.3.1

Поиск по сайту: