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

4. Минимально необходимое сцепление в зоне ослабленных по­ род определяется из (77)

Cmin = [cos 20 (tg 20 — lg ф) — Ig tp] =

3■600

=[cos 2 -67,5° (tg 2 ■67,5° — tg 45°] = 37,8 кгс/см2.

Породы разрушатся в том случае, если будет превышен предел прочности штанг на срез. Железобетонная штанга имеет сопротив­ ление срезу около 2000 кгс/см2, т. е. ее предел прочности на срез намного превышает минимально необходимое сцепление и срез по железобетонным штангам в ослабленной зоне исключается. Поэтому расстояние между штангами выбирается из условия предотвращения вывалов породы между трещинами равным 1,4—1,5 м.

Предложенные расчетные методы носят в известной мере предварительный, ориентировочный характер, так как некоторые положения, используемые при выводе формул и определении численных значений применяемых

вних величин, нуждаются в последующих исследованиях

иуточнениях. Например, во всех расчетных схемах не учитывается имеющаяся связь по контакту между систе­ мой крепь — порода и породой; принятые расчетные зна­ чения [осш] для разрушенной породы нуждаются в уточ­ нении (по-видимому, они более высоки); сведения о сцеплении между отдельными породными блоками в раз­ личных горно-геологических условиях недостаточны.

Принятые допущения идут в запас прочности. Однако, выявление действительных значений используемых в рас­ четах величин будет способствовать уточнению представ­ лений о физической сущности процессов в заштангованном породном массиве и повышению надежности и эко­ номичности штанговой крепи.

§3. Расчеты набрызгбетонной крепи

В породах, залегающих на глубине менее критиче­ ской для них, определяемой из (67), крепь или будет не нагруженной, или нагрузки будут невелики и тол­ щина крепи определится технологическими показате­ лями (возможность возведения крепи и установки рас­ стрелов, предохранение пород от выветривания и т. д.). Обычно в таких условиях вполне достаточна толщина слоя набрызгбетона не свыше 3—5 см. На Высокогор­ ском руднике участки стволов шахт «Сернистая», № 11

125

и других закреплены набрызгбетоном именно такой тол­ щины. При глубине ствола, превышающей критическую, нагрузка на крепь зависит от конструкции и материала последней, способа проходки и технологии крепления, величины деформаций массива. Все эти обстоятельства должны получить отражение в расчетной схеме. В СНиП П-М. 4—65 в соответствии с рекомендациями ВНИМИ применена расчетная схема, учитывающая в той пли иной мере некоторые из перечисленных выше положений применительно к монолитной бетонной крепи. Как пока­ зано выше, набрызгбетон — это разновидность обычного быстротвердеющего бетона, поэтому основные положе­ ния указанной расчетной схемы можно использовать для приближенного расчета набрызгбетонной крепи.

Крепь ниже предельной глубины рассчитывают по расчетным максимальным нагрузкам

тивная средняя нагрузка на крепь протяженного участка ствола диаметром 6 м в свету для обычных условий и

(табл. 24); v' — безразмерный коэффициент неравномер­ ности распределения нагрузок по поверхности крепи ствола; принимается согласно табл. 25.

126

Т а б л и ц а 25

Коэффициент неравномерности при набрызг-

Толщину пабрызгбетонной монолитной крепи для стволов круглого сечения определяют согласно СНиП И-М. 4—65'

условий работы бетона, равный 0,7—0,9; р — безразмер­ ный коэффициент, равный 2 у сопряжений ствола на расстоянии 0,5 R2 в каждую сторону и 1— на остальной части ствола (кроме устья); ртях— расчетная макси­ мальная нагрузка на крепь, определяемая из (78); ст1Т— расчетное сопротивление иабрызгбетона на сжатие при изгибе; определяется в соответствии с рекомендациями Оргэнергостроя [57] из табл. 26.

Расчетная схема ВНИМИ достаточно полно, хотя и в обобщенном виде, учитывает влияние основных фак­ торов на величину нагрузки на крепь.

Вместе с тем методика не полностью учитывает взаимодействие пород и крепи, влияние податливости крепи на величину нагрузки на нее. Решение задачи определения давления породы на крепь в зависимости от свойств породы и крепи, технологии проходки и креп­ ления, выполненное в работе [76] и более подробно рас­ смотрено ниже.

127

Т а б л и ц а 26

В соответствии с этим решением, установившееся давление на крепь определяется из условия совместности смещенной крепи и точек поверхности обнажения, что выражается уравнением

где Uco(p)— смещения на контуре выработки после до­ стижения равновесного состояния системы крепь — по­ родный массив; и0— начальное смещение породного кон­ тура до ввода крепи в работу; ир — перемещения на внешнем контуре крепи от давления со стороны мас­ сива.

Условия совместности смещений породы п крепи хо­ рошо иллюстрируются с помощью графика (рис. 51). На нем кривая 1 показывает изменения давления породы на жесткую крепь, возведенную в период образования зоны неупругих деформаций. Вид кривой в числе прочих факторов определяется свойствами пород, пересекаемых стволом. Остальные линии показывают перемещения контура крепи (2 — жесткой, 3 и 4 — с различной сте-

128

Деформацию бетона ео времени представляют в виде

tx = 30 суток.

Модуль упругости бетона в возрасте т определяется из соотношения

стигает своего конечного значения за очень короткое время, можно принимать его без учета влияния времени,

т. е. Еб(т) =Еб = const.

Величина смещений м0 зависит от расстояния V от забоя ствола до участка, где возводится крепь. Мини­ мальное ее значение будет около забоя, максимальное — на расстоянии, примерно равном 4—5 диаметрам ствола.

При использовании иабрызгбетоиа в породах проч­ ных вполне возможна организация работ с возведением крепи при максимальных значениях V (например, схема

130