Файл: Кравченко Г.И. Облегченные крепи вертикальных выработок.pdf

геологических условиях в зависимости от крепости пород, глубины вывалов, длительности и стоимости установки, прочностных показателей и стоимости материала штанг полная стоимость крепления 1 м2 поверхности штанговой крепью по прямым затратам может быть получена из выражения

штанг большой длины обеспечивается значительное раз­ режение сетки их размещения при сохранении нужной несущей способности. Этим достигается сокращение бу­ ровых работ и снижение затрат на зозведение крепи. В табл. 23 приведены результаты подсчетов стоимости

120

Расчеты произведена для условий Высокогорского руд­

Вышеприведенная методика позволяет выбрать наи­ более дешевый из нескольких паспортов, обеспечиваю­ щих одинаковую несущую способность породного слоя, закрепленного штангами. Но при этом не рассчитывается действительно необходимая несущая способность си­ стемы крепь — порода. Способ расчета, устраняющий этот недостаток, излагается ниже.

Вначале с помощью формулы (59) или данных табл. 21 определяется ширина зоны неупругих дефор­ маций, затем с помощью формулы (70) или (71) нахо­

нием [сгщт], определяемая из преобразованной формулы Ляме

где ho — толщина рабочей зоны системы крепь — порода. Имея в виду возможную неравномерность нагрузки, целесообразно уменьшить несущую способность крепи в

2—2,5 раза. Тогда

Толщина системы крепь — порода определяется дли­ ной штанг и в общем случае меньше последней на глубину сводов, образующихся между опорными пли­ тами штанг из-за обрушения нарушенных взрывными работами пород.

Известно, что уже на малом расстоянии от сосредо­ точенно приложенной силы (т. е. от опорной плиты штанги), равном примерно (0,5-ь0,6)/г (где 1г — длина

121

штанги), породы находятся вне сжимающего воздействия штанг, препятствующего их выпадению. В трещиноватых породах область сжимающего воздействия еще меньше. При сгущении сетки размещения штанг зоны их сжи­ мающего воздействия перекрываются и объем пород вне зон уменьшается. Такая же картина распределения сжимающих напряжений -наблюдается и со стороны замков, где тоже есть породы, находящиеся вне влияния штанг. Практически установлено, что высота сводов об­ рушения между штангами может достигать 20—50 см в зависимости от расстояния между ними.

Поэтому в формуле (74) следует принимать Rn = R\ + + г' и h0 = h — 2/-', где г' — высота породных сводов, на­ ходящихся вне сжимающего воздействия со стороны опорных плит и замков штанг (0,2—0,5 м); R\ — радиус выработки.

ных условий; при наличии всех необходимых сведений

тию разрушенной породы, определяемое из табл. 6. В первом случае из (32)

Ы = 1 , 4 8 [ ( Т с ж ] 0 0-27

определяется значение коэффициента объемного напря­ жения V . Затем из .(31)

задаваясь одной из величин (Р или /), определяем другую.

Во втором случае, при [стКп]<(оСж], как это следует из рис. 32 и логики расчетного метода, штанговая крепь должна сохранять существующее положение и ее пара­ метры назначаются из условия предотвращения вывалов между штангами.

122

Пример 5. Ствол диаметром 8 м пройден в глинистых сланцах, со следующими характеристиками: 0Сж=2ОО кгс/см2; стр = 40 кгс/см2: минимальное сцепление 2 кгс/см2; минимальный размер структурно­ го блока нарушенной породы 0,6 м; у = 2,5 т/м3; р=30°.

I. С помощью (59) илы табл. 21 определяем ширину зоны не­ упругих деформаций

При Р—4 тс /=1,72 м. Таким образом, штанги длиной 1,5 м необходимо устанавливать по сетке 1,72x1,72 при натяжении 4 тс.

Штанговая крепь в прочных трещиноватых породах. Размер зоны ослабления определяется из (61). В рас­ четной схеме, предложенной в работе [28], в качестве исходного допущения предполагается, что напряженное состояние в ослабленной зоне обусловлено весом пород этой зоны, а горизонтальные напряжения о0 и аг равны нулю. Тогда,' после подстановки оз = 0 и некоторого пре­ образования условие специального предельного равнове­ сия [II]

Pl ~ Рз cos 2а (tg 2а — tg ф) = с + Pl ^ Рз - tg ф

запишется в форме

123

й с учетом того, что наиболее опасными в зоне ослаб­ ления пород являются плоскости, ориентированные к го­

Из выражения (77) определяется минимально необ­ ходимое сцепление в зоне ослабленных пород, чтобы исключить образование вывалов.

Длину штанг при данной методике принимают такой, чтобы обеспечить закрепление замков штанг в неослаб­ ленном массиве. Расстояние между штангами прини­ мают по величине структурного блока или по средним расстояниям между трещинами. Следовательно, выбор собственно параметров штанговой крепи определяется теми же соображениями, что и при наличии области не­ упругих деформаций, образующейся в условиях обыч­ ного предельного равновесия.

Пример 6. Ствол круглого поперечного сечения диаметром 5 м

1.Определяем из (61) радиус зоны ослабления связен ме

124