Файл: Скуба, В. Н. Исследование устойчивости горных выработок в условиях многолетней мерзлоты.pdf

чивает сопротпвленпе выдергиванию деревянной штанги из втулки до 4000 кг/см2 и наиболее эффективен.

Цель шахтных испытаний деревянных штанг — определение величины закрепления замков штанг в породах кровли и боков горных выработок. Испытания проводились при помощи при­ бора ПА-3 и специального захвата. Исследования показали, что величина закрепления замков деревянных штанг в породах колеблется от 0,5 до 3,7 т. В том случае, когда стержень не де­ формируется, а происходит протаскивание штанги по шпуру, несущая способность деревянных штанг диаметром 38—39 мм из лиственницы составляет 1,6—3,5 т. Существенной разницы

У штанг, выдернутых из шпура, один и тот же характер дефор­ мации; закрепленный в шпуре конец штанги на участке 12 — 15 см имеет смятие, а иногда размочаленные стороны усов, прикасающихся к стенкам шпура. При качественном закреп­ лении замка величина смятия в верхнем конце усов достигает 5 —7 мм на одну сторону.

§ 4. Железобетонная штанговая крепь

При установке железобетонных штанг в породах с отрица­ тельной естественной температурой цементно-песчаные раст­ воры часто ' смерзаются в шпурах до начала схватывания. В связи с этим лабораторными исследованиями определялось влияние отрицательной температуры пород на затвердевание таких растворов при введении в них ускорителей схватывания.

Цементно-песчаные растворы различного состава и различ­ ной концентрации приготовлялись в камере с температурой воздуха —3° и оставлялись для затвердевания на месте затворения в формах из плотной бумаги размером 70x70x70 мм. Испытания опытных образцов производились через 1, 3, 7, 18, 28 суток на гидравлическом прессе. Всего на сжатие испы­ тано 180 образцов — по 45 в каждом из 4 растворов. Усред­ ненные результаты испытаний приведены в табл. 16.

Анализ результатов испытаний показывает, что все при­ готовленные образцы схватывались. Случаев смерзания не наб­ людалось. Через 7 суток после затворения растворов с водо­ цементным соотношением 0,42 и 0,53 кубики имели прочность более 100% от 28-суточной прочности раствора в нормальных условиях без СаС12.

Для определения влияния окружающей температуры на прочность затвердевания растворов было приготовлено и испы­ тано 80 кубиков с размерами 70x70x70 мм в камере с темпе­ ратурой от 0 до —7°. Усредненные результаты испытаний приведены в табл. 17.

84

Т а б л и ц а 16

В ода

— -----------= 0 ,6 9

ц ем ен т

Анализ результатов показывает, что отрицательная темпе­ ратура существенно влияет на прочность и скорость затверде­ вания песчано-цементной смеси, однако введение в нее 4% СаСЬ позволяет через сутки получить прочность смеси более 50% (от 28-суточной прочности) при температуре окружающей

при нормальных условиях без введения добавок). Лаборатор­ ные исследования позволили установить, что введение уско­ рителя схватывания СаСЬ в растворы повышает их морозо­ стойкость и убыстряет схватывание.

В шахтных условиях исследования проводились с целью установления эффективности применения железобетонных штанг при креплении подготовительных выработок с отрицательной температурой пород. В процессе исследований определялась прочность закрепления железобетонных штанг, устанавлива­ лись оптимальные растворы для условий отрицательных темпе­ ратур и зависимость прочности закрепления железобетонных

с целью определения оптимального состава раствора для железо­ бетонных штанг, устанавливаемых в породах с температурой

85

в суточном возрасте от величины заделки стержня в оптимальном растворе, которая может быть вы­ ражена формулой

§ 5. Влияние положительного теплового режима шахт на работоспособность штанговой крепи

в условиях многолетней мерзлоты

Закрепление замков различных металлических штанг су­ щественно зависит от типа пород, в которых они устанавли-

87

ча Стефана первого рода для области, ограниченной изнутри сферой с /?т , равным приведенному радиусу замка штанги.

Используя метод Л. С. Лейбензона (1939), запишем темпе­ ратуры в талой и мерзлой зонах:

‘(рис. 39). Для выяснения поведения координаты радиуса

88