Файл: Бетонная крепь, технология и механизация ее возведения..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 18.10.2024

Просмотров: 77

Скачиваний: 0

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

 

для выработки

арочной

формы

 

 

 

8 q -

0,0083/?6

- Zk +

2,45

 

 

_

 

;

( 2 4 )

 

для выработки

кольцевой формы

 

 

 

_8__ g -

0,0049^б - 3k +

2,8

 

 

г

27,8

'

 

где

8 — толщина бетона;

 

 

 

/?6 — марочная прочность бетона;

 

Я — грузонесущая способность

крепи.

Определенная толщина бетона является минимально допустимой. Проектную толщину крепи следует на 20— 30% увеличить, исходя из конструктивных соображений и надежного поддержания разрушенных пород в зоне не­

упругих деформаций вокруг

выработки.

 

На

основе

заложенной

в проекте

толщины бетона

уточняем фактическую несущую способность

конструк­

ции:

 

 

 

 

 

 

для

арочной

крепи

 

 

 

 

 

? = 17-£-+0,0083/?6

+ 3 4 - 2 , 4 5 ;

(26)

для

кольцевой крепи

 

 

 

 

 

<?= 27,8— + 0,0049/?6

+ Zk -

2,8.

(27)

С учетом проектной несущей способности крепи уточ­ няем величины ожидаемых смещений контура пород вы­ работки, которыми определяется необходимая толщина податливого слоя крепи о по формулам (22) и (23). Толщина податливого слоя с запасом 20% должна обес­ печить смещение породного контура выработки, и ее ре­ комендуется принимать в кровле и боках разную.

П р и м е р . Рассчитать двухслойную монолитную крепь для сбойки между узлами сопряжений № 12 и 13 околоствольного двора шахты «Октябрьский рудник». Выработка шириной а=4,5 м и высотой А=3,7 м в про­ ходке расположена на глубине Н=995 м по простира-

77


нию. Вмещающие породы представлены: в кровле—гли­ нистый и песчано-глинистый сланец со средневзвешен­ ной прочностью #=570 кГ/см2, в боках — песчано-гли- нистые сланцы #=620 кГІсм2 и в почве — песчанистый сланец и песчаники #=960 кГ/см2.

Решение.

Проверяем устойчивость почвы выработки по форму­ ле (18)

_ 1,22-9600 _ л

п

а к р ~ 2,5-995

' М -

При ширине выработки 4,5 м ее почва будет устой­

чива, и устройство обратного свода крепи не требуется.

Следовательно, выбираем

крепь арочной

формы с пря­

мыми

стенками.

 

 

Определяем грузонесущую способность крепи по фор­

мулам

(19)

и (20):

 

 

 

 

2.5-995

- 1) = 0,244 м =

24,4 см,

 

с/ к =

0,1-4,5(е 5 7 0 0

 

 

8 - 2 , 5 1 / г ' " ^ 2 4 4 2 = Ю

W

Таким образом, грузонесущая способность крепи при действии нагрузки со стороны пород кровли должна со­ ставлять 10 Т[м2. Принимаем, что в боковом направлении

грузонесущая

способность

такой

крепи

составляет при­

мерно 50%

от вертикальной, т. е. ^ б = 5

Т/м2.

Находим

ожидаемые

смещения кровли UK и сближе­

ние боков выработки

по выражениям

(22) и (23):

 

 

/

».6-W-10(gg)-10

ч

 

с/к =0,1-4,5(

е

g™

- 1 1 = 0 . 2 ^ = 20 см,

 

I

0.85-2,5-995 - l 5

Q - 5

\

 

с / б = 0,07-3,71

е.

Ш

 

— 1/ = 0,086 м =8,6 см.

Находим отношение горизонтальных и вертикальных смещений контура выработки по формуле (21)

78


Полагая прочность бетона R = 150 кГ/см2, находим необходимую толщину бетонного слоя крепи по формуле

(24)

 

 

 

 

 

 

 

8 _ 1,0-0,0083-150-3-0,215+ 2,45 : _ . 0

0

9 2

 

г

 

17

 

'

*

 

 

Осюда S =0,092-/-=0,092-225=20,5 см.

Для

крепления

выработки принимаем

арочную

двухслойную

крепь

с

прямыми

стенками.

Несущий

слой

крепи

 

толщиной

250 мм (рассчитанную

толщину

принимаем с запасом

в

25%) возводится из бетона марки 150.

 

 

 

 

Уточняем проектную несущую способность крепи по

формуле

(26)

 

 

 

 

кГ/см2=

 

? = 17-0,112+0,0083-150 +3-0,215—2,45=1,3

 

 

=13 Т/м2.

Сучетом грузонесущей способности постоянной ароч­

ной

крепи со стороны

кровли

<7К=

13

Т/м2

принимаем

грузонесущую

способность

крепи

со

стороны боков

q6 =7 Т/м2 и уточняем

величины ожидаемых смещений

пород

 

 

 

 

 

 

 

£/к =

0,1-4,5І

е

era)

— 11 =

0,19

м =

19 см,

 

 

 

 

/6200Л

 

 

 

 

 

,

0,85-2,5-995 - 1 5 ^ J - 7

х

 

 

Ut

= 0,07-3,7(

е

Ш

-

1 )=0,077

м=7,7см.

Принимаем, исходя из ожидаемых смещений, толщи­ ну податливого слоя из карбамидного пенопласта с уче­ том 20% запаса: в кровле выработки §п =1,2-19=23 см;

вбоках 8П =1,2-0,5-7,7=5 см.

ГЛ А В А IV. ТЕХНОЛОГИЯ И МЕХАНИЗАЦИЯ

КРЕПЛЕНИЯ СТВОЛОВ

Организация работ по креплению стволов

Проходка вертикальных стволов ведется по различ­ ным технологическим схемам, обусловленным в основ­ ном, способом крепления выработки [28]. Если крепле-


ние возводится звеньями после проходки участка ствола, такая схема называется последовательной. Параллель­ ная же схема проходки характеризуется одновременным выполнением работ по выемке породы и возведению по­ стоянной крепи. При этом в забое ведутся проходческие работы, а выше, на расстоянии 20—40 м от забоя, воз­ водится постоянная крепь. Оба процесса выполняются независимо друг от друга.

Современная параллельно щитовая схема проходки (рис. 12) обеспечивает выемку породы и возведение по­ стоянной крепи в одном звене без применения времен­ ной крепи. В этом случае функции ограждающей вре­ менной крепи выполняет специальный передвижной щит, выше которого вслед за проходкой возводится постоян­ ная бетонная крепь.

При совмещенной схеме проходки (рис. 13) вынима­ ют породу и возводят постоянную крепь непосредствен­ но в призабойном пространстве ствола вслед за подвиганием забоя без применения временной крепи. Это основная технологическая схема, она относительно про­ ста и универсальна, но вместе с тем не обеспечивает полного совмещения операций по проходке и креплению

ствола, как это имеет место при

параллельно

щитовой

схеме.

 

 

 

 

Выбор технологической схемы

зависит от требуемой

скорости проходки, горно-геологических

условий

соору­

жения выработки, оснащения

ствола

и других

фак­

торов.

 

 

 

 

Отечественный и зарубежный

опыт проходки

стволов

и результаты научно-исследовательских

разработок по­

зволили сделать вывод, что монолитная крепь из быстротвердеющего бетона, возводимая с помощью пере­ движной опалубки и бетонной смеси, подаваемой в ствол по трубам, является наиболее прогрессивным, экономич­ ным и малотрудоемким видом крепления. Возведение бетонной крепи сверху вниз позволяет полностью отка­ заться от временного крепления.

Транспортирование бетонной смеси в ствол по тру­ бам имеет неоспоримые преимущества перед доставкой материала в бадьях или контейнерах. Подача смеси по трубам позволяет практически полностью механизиро­ вать процесс возведения крепи в стволе и вспомогатель­ ные работы на поверхности, исключить наличие грузо-

80