Пиши Дома Нужные Работы

Обратная связь

Выбор и расчет рамных крепей

Цель работы: получить практические навыки по расчету крепей.

Выбор вида крепи согласно СНиП (Строительным нормам и правилам), допускается про­изводить по безразмерному показателю устойчивости пород (Пу):

Пу= γ×Hp/Rсж, (2.1)

здесь γ - объемный вес пород, кН/м3; Нр - расчетная глубина расположения выработ­ки, м; Rcж - расчетное сопротивление пород сжатию, кПа.

Rcж = Gсж× Кс×ξ , (2.2)

где Gсж – предел прочности пород одноосному сжатию, кПа; Кс - коэффициент структурного ослабления, доли ед.; ξ - коэффициент длительной прочности, доли ед.

Коэффициент длительной прочности (ξ) равен отношению предела прочности образца при длительном воздействии нагрузки (Gд) к пределу прочности пород при сжатии (Gсж). Для пород с хрупким характером разрушения (гранитов, кварцитов, песчаников с кварце­вым цементом и т.п.) рекомендуется принимать ξ =1-0,7; для пород, в которых перед раз­рушением возникают пластические деформации (большинство слабых и средней крепо­сти осадочных и метаморфических пород), ξ =0,7-0, 5.

Согласно рекомендации СНиП II-94-80 установить значение коэффициента структур­ного ослабления (Кс) можно по табл. 2.1.

Таблица 2.1 Зависимость коэффициента (Кс) от трещиноватости пород

Среднее расстояние между поверхно­стями ослабления пород, м >1,5 1,0-1,5 0,5-1, 0 0,1-0,5 <0,1
Коэффициент структурного ослабления (Кс) 0,9 0,8 0,6 0,4 0,2

 

Для рудников цветной металлургии рекомендуется выбирать вид крепи по табл. 2.2, а для угольных шахт по табл. 2.3.

 

Таблица 2.2 Выбор крепи по показателю устойчивости пород для рудников

Значение Пу Рекомендуемая крепь
до 0,10 Крепь не требуется. При интенсивной трещиноватости пород следует применять набрызгбетон толщиной до 30 мм.
0,10-0,30 Анкерная либо комбинированная крепь.
0,30-0,45 Крепи: монолитная бетонная без обратного свода; деревянная; металлическая податливая; комбинированная с металлическими рамами или арками, либо с бетоном.

 



Таблица 2.3

Выбор крепи по показателю устойчивости пород для угольных шахт

Значение Пу Расположение выработки относительно напластования пород Рекомендуемая крепь
до 0,05 Вкрест простирания и в однородных породах Крепь не требуется. При интенсивной трещиноватости применять торкретирование.
0,05-0,10 Вкрест простирания и в однородных породах Крепь не требуется. При интенсивной трещиноватости применять торкретирование или набрызгбетон толщиной до 30 мм.
0,10-0,24 Вкрест простирания и в однородных породах Набрызгбетон толщиной 30-50 мм, деревянные рамы (параметры рамы - по расчету).
Более 0,24 Вкрест простирания и в однородных породах Комбинированная крепь - набрызгбетон и ан­керы (параметры по расчету)
до 0,05   По простиранию Крепь не требуется. При интенсивной трещиноватости применять торкретирование.
0,05-0,10 По простиранию Крепь не требуется. При интенсивной трещиноватости применять торкретирование или на­брызгбетон толщиной до 30 мм.
0,10-0,24 По простиранию Комбинированная крепь - набрызгбетон и анкеры (параметры по расчету)
Более 0,24 По простиранию Податливая металлическая арочная крепь (параметры по расчету)

Расчеты крепей производятся по одной из групп предельных состояний, принятых в строительной механике: первая - по потере несущей способности; вторая - по пригодности к нормативной эксплуатации, т.е. по допустимым деформациям.

Расчеты крепей по первой группе предельных состоянийведутся по значениям расчетной нагрузки (Р) и расчетного сопротив­ления материала крепи (R). Расчетная нагрузка равна величине горного давления на крепь, умноженной на коэффициент перегрузки (m). В большинстве расчетов при этом давление считают установившимся без учета фактора времени, условий формиро­вания давления, глубины ведения горных работ и конструктивных особенностей крепи, что снижает достоверность расчетов.

Расчеты по второй группе предельных состояний выполняют на нормативные нагруз­ки с учетом нормативных сопротивлений материалов, чтобы не допустить чрезмерных деформаций и перемещений конструкций крепи либо ограничить ширину раскрытия тре­щин в породах. Расчетные предельные состояния принимают в зависимости от назначе­ния и вида выработки, срока ее службы в соответствии с эксплуатационными, технологи­ческими и технико-экономическими требованиями.

Для ответственных капитальных горизонтальных и наклонных выработок расчеты рекомендуется выполнять по обеим группам предельных состояний и окончательно при­нимать большие расчетные параметры крепи. Для выработок с небольшим сроком службы (до 5-6 лет) и выработок в зоне влияния очистных работ расчеты можно вести по первой группе предельных состояний.

Расчет деревянной крепи

 

Расчет деревянной крепи производят по первой группе предельных состояний.И он заключается в определении диаметра верхняка, а при необходимости и диаметра стоек крепежной рамы по максимальному изгибающему моменту, моменту сопротивления элементов крепи и действующим усилиям в этих элементах. При установке крепежных рам вразбежку и необходимости возведения межрамного ограждения (затяжки), то параметры затяжки также подлежат расчетам.

В породах с коэффициентом крепости f>4,когда борта выработки устойчивы, а кровля неустойчива и при отсутствии бокового давления определяют только прочные размеры верхняка крепежной рамы. Диаметр стойки принимается равным принятому диаметру верхняка.

Расчет верхняка.Верхняк уподобляется балке, лежащей на двух опорах. Он выдер­жит давление со стороны кровли, если его сопротивление изгибу (Rиз) будет не меньше мак­симального изгибающего момента, обусловленного этим давлением (Миз, кН×м):

Rиз×W> Миз, (2.3)

Данному условию будет удовлетворять верхняк диаметром (d, м):

, (2.4)

где a – полупролет выработки по кровле вчерне, м; m - коэффициент перегрузки, ед. (m=1,5 - для стволов, их сопряжений, околоствольных дворов и камер, m=1,2 - для остальных выработок, m=1,5÷2 - соответственно в сложных горно-­геологических условиях); L - расстояние между смежными крепежными рамами, м; Rиз – расчетное сопротивление древесины изгибу, кПа (табл. 2.4); nv - коэффициент условий работы деревянной крепи, (табл. 2.5).

Таблица 2.4 Характеристики пород древесины

Породы древесины Плотность воздушно-сухой дре­весины, г/см3 Расчетные значения сопротивления, кПа
при изгибе при растя­жении вдоль воло­кон при сжатии и смятии вдоль воло­кон при сжатии и смятии по­перек воло­кон
Сосна 0.53
Ель 0.46
Пихта 0.39
Лиственница 0.68

 

Таблица 2.5 Величина коэффициента условий работы крепи

Величина (nу) Условия работы крепи
0,75 Для конструкций, длительное время работающих в условиях повышенной влажности
0,85 При кратковременном увлажнении
0,9 В сухих выработках на свежей струе

Расчет межрамных ограждений. Межрамные ограждения (затяжки), бортов и кровли выработок могут сооружаться из досок, обапола, распилов, а также из гибких материалов, металлических сеток, решеток, стеклоткани. При расчете межрамных ограждений норма­тивные и расчетные нагрузки на них от горного давления принимаются такими же, как и при расчете крепежной рамы. Для расчета выбирается та затяжка, которая наиболее на­гружена, т.е. лежащая на участке периметра рамы, где интенсивность давления макси­мальная. Обычно это характерно для кровли выработки. Затяжка рассчитывается как балка, свободно лежащая на двух опорах - соседних рамах, ее пролет принимается рав­ным (L) - шагу рамы.

Толщина затяжек из досок (Δ, м): , (2.5)

где q - максимальная интенсивность нагрузки, кН/м2:

q = b× γ = (a/ƒ)×γ, (2.6)

где b - высота свода обрушения, м.

Толщина затяжек из обапола (Δоб, м): Δоб = 1,5× Δ, (2.7)

 

Толщина затяжек из распилов (dр, м): , (2.8)

 






ТОП 5 статей:
Экономическая сущность инвестиций - Экономическая сущность инвестиций – долгосрочные вложения экономических ресурсов сроком более 1 года для получения прибыли путем...
Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ - На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона...
Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях - Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента...
Схема построения базисных индексов - Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) - относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления...
Тема 11. Международное космическое право - Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию...



©2015- 2024 pdnr.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.