Файл: Мостков, В. М. Подземные сооружения большого сечения.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 83

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

По значению а, полученному из выражения (5), можно опреде­ лить глубину нарушенной (растянутой) зоны. На графике (рис. 13)

показана зависимость величины — —-Ц-от коэффициента Пуассона

а

Но

р, полученная по формулам (5) и

(6).

Эти формулы справедливы для упругой среды. Между тем в про­ цессе проходки от действия взрыва вокруг выработки в породе образуется область сильно развитой трещиноватости, не способная сопротивляться растягивающим усилиям. Таким образом, радиус выработки R о, входящий в формулу (5), должен быть увеличен на глубину этого нарушения, равную ао, т. е. радиусу действия заряда взрывчатых веществ (ВВ) в шпуре.

Распространение трещиноватости в глубь массива после взрыва может быть приближенно определено, исходя из следующих пред­ посылок. Радиус действия удлиненного заряда взрывчатого веще­

ства

в шпуре выражается следующей эмпирической формулой [65]:

 

 

 

 

ао= 0,02ро/°’3/з,3^п'8,

(7)

где

 

ао — радиус действия заряда ВВ в шпуре, м;

 

р0 =

1/

 

— для динамитов работоспособностью 437 см3;

Г

Г Тісж

 

прочности породы на сжатие,

кгс/см2;

 

 

і?сж — предел

 

 

I — длина

шпура, м;

 

 

 

13 — длина заряженной части шпура, м;

 

 

 

dn — диаметр патрона ВВ, мм.

 

Упростим формулу (7). Для этого введем поправочный коэффи­ циент ех, равный отношению работоспособности применяемого ВВ к 437. Кроме того, полагаем, что 13 = 0,7 I. Тогда глубина наруше­ ния породного массива над контуром выработки от действия взрыва зарядов

 

Z

м,

(8)

 

Y Дсж

где

 

z =

1,14e1dS.,8Z°’e.

(9)

Обычно контурные шпуры заряжают сплошным зарядом патро­ нами из аммонита В-3 или № 6 работоспособностью 360 см3; диаметр патронов этих ВВ равен 32 мм. Тогда коэффициент z в зависимости

от

глубины шпура I

будет иметь следующие значения:

 

О м .......................

2

3

4

5

 

z ...........................

22,8

28,9

34,6

39,4

 

При технологии контурного взрывания радиус действия заряда

следует умножить на коэффициент, приведенный на стр.

95.

чие

Возвращаясь к изложенному выше, будем полагать, что в отли­

от формулы

(5)

 

4~ ао

 

(5')

 

 

 

а

 

 

 

 

(8)R.

 

где

ао определяют

по

формуле

 

39

Глубина нарушенной зоны с учетом формулы (5')

К — R — Ro — Ro 1) + '^_ао- (10)

где а = У у, а 1/а определяют по графику, приведенному на рис. 13,

причем при р, 0,25 следует принимать а = 1, т. е. растягивающих напряжений в своде нет, а hH= а0.

Формула (10) относится к выработкам с полуциркульным очерта­ нием свода. Взамен радиуса выработки R о введем в расчет ее про­ лет Ь0

 

 

 

 

 

 

 

 

<“ >

где

кф — коэффициент формы, найденный экспериментально и учи­

 

тывающий изменение напряжений на контуре выработок

 

различного

очертания.

 

 

 

 

 

Этот коэффициент

в

зависимости от отношения стрелы свода

h i

к пролету Ь0

имеет

следую щ ие

значения:

 

 

 

h i / b 0 . . .

0,5

 

0,4

0,3

0,2

0,1

0

 

кф . . . . .

1,0

 

0,93

0,87

0,8

0,73

0,67

Тогда

К■-II

f i -

1

(±-0 + а Лп.

0

(12)

При одном вертикальном давлении (к =

0) по формуле (6) нахо-

Л

4

•

глубина

нарушенной

дим у =

откуда — = ]/3,

а предельная

зоны

 

 

 

 

 

*н = 0.37-^- + 1,7300.

(13)

 

 

п ф

 

 

Упругопластическая задача. Глубину нарушенной зоны в резуль­ тате решения упругопластической задачи можно определить из выражения [41 ]

К ~

 

(14)

где

 

1- s in ф

 

 

1

1 — sin Ф

2s in Ф

с

(15)

 

ун Ctg ф

 

Ъо — пролет выработки; кф — коэффициент формы; ср — угол вну­ треннего трения породы; с — величина сцепления; Н — глубина залегания выработки; у — объемный вес породы.

По формуле (15) построен график (рис. 14) изменения относитель­ ного радиуса нарушенной зоны х в зависимости от угла внутреннего трения породы <р и безразмерного параметра с/уН. Величины ср и с необходимо определять в натуре. Для предварительных подсчетов можно воспользоваться известными данными, в частности приведен­ ными в табл. 14 [107].

40

Рис.

14. График изменения относительного радиуса нарушенной зоны

----- в зависимости от

угла

внутреннего трения породы <р

и параметра с / у И

Йо

 

 

Достаточно близко значению величины сцепления породы в окрест­

ности выработки отвечает

зависимость

 

 

 

с = 3/, тс/м2,

(16)

где / — коэффициент крепости породы по шкале проф. М. М. Протодьяконова.

Таблица

14

 

 

 

 

Величина

 

Угол внут­

Порода

 

реннего

сцепления с,

 

трения

ф,

 

и ге /см 2

 

 

 

градус

 

 

 

Глинистый сланец ...................

0 -

7

26—70

Глинистые прослои в трещинах

ОД

 

24-45

Сланцевое заполнение трещин .

0,4-1,0

 

20-40

М е р г е л ь .......................................

7,2

 

13-60

П есчаник...............................

0 - 2

13

4 0 -

54

Гранит ...........................

1—

4 1 -

62

41

Обобщенная формула глубины нарушенной зоны. Глубину зоны нарушенных пород в выработках большого сечения можно опреде­ лять по обобщенной формуле

 

К = кЬ0,

(17)

где к — коэффициент

пропорциональности,

определяемый в зави­

симости от характеристик горного

массива по формулам,

приведенным

в табл. 15.

 

По формулам, приведенным в табл. 15, произведены многочислен­ ные вычисления для различных инженерно-геологических условий и параметров выработок. В результате статистического анализа получена и рекомендуется табл. 16 для определения численного значения коэффициента пропорциональности к, входящего в фор­ мулу (17).

В сильнотрещиноватых, силыювыветрившихся, вывалоопасных породах величину к следует определять экспериментально (на моде­ лях или в натуре), а на предварительных стадиях проектирования

можно принимать

по табл. 16 — с

коэффициентом 1,5.

 

Таблица

15

 

Х арактеристика

Рекомендуемый расчетный

 

метод и формула для

Коэффициент k в формуле (17)

горного массива

определения глубины

зоны Лн

Породы Y—XI катего­ Упругопластическая за­ рии по СНиП трещи­ дача, формула (14) новатые

Породы

V III—X

кате­

Упругая задача с уче­

гории

по

СНиП

том действия взрыва,

сравнительно однород­

формула (12)

ные,

слаботрещино­

 

ватые

 

 

 

Породы V I—IX

катего­

По возможному вывалу,

рии

по СНиП

слоис­

формула (2)

тые,

трещиноватые

 

с прослоями из гли­

 

ны или брекчии тре­

 

ния,

контактные зоны

 

к = 2 к ф ,(18)

где X определяют по формуле (15) или по графику, при­ веденному на рис. 14; кф находят но данным, при­ веденным на стр. 40

А = 2 ^ ( ^ - 0 +

Н - Г 0 ’ (19)

1

где — определяют по фор­

мулам

(5), (5').

(6)

или

по графику,

приведенно­

му на

рис.

13;

ад

опре­

деляют по формуле (8)

 

к = п г ,

(20)

фор­

где п і определяют по

муле (3) или по данным

табл.

13

 

 

 

42

Смотрите также файлы