Файл: Садовский, Г. И. Механика горных пород, расчеты крепи и конструктивных элементов систем разработки рудных месторождений подземным способом [учебное пособие].pdf

Г а с ч e т. Пролет выработки вчерне принимаем на 25% больше пролета выработки в свету, учитывая толщину крепи. Тогда расчетная ширина выработки вчерне:

Величину горного давления (нормативную нагрузку) опре­ деляем по формуле ироф. М. М. Протодьякопова

У=4/3 ab у L -- 4/3 ■ 150 •50 ■0,0024 ■ 70 = 1680 кг.

где о высота свода обрушения:

b a/f — 150/3 = 50 см.

герхняка при симметричной параболически распределенной на­ грузке :

М ~ 5/1(iQa = 5/16• 2016• 150 — 94500 кг/см.

Необходимый мо'мент сопротивления

W =■■ M/mRn = 94500/ 0,7 • 160,

где in — 0,7 — коэффициент работы по СНиП 11 -М. 4—655,

и. 1.13;

Rn=160 кг/см2 — расчетное сопротивление древесины сосны на изгиб по СНиП 11-И . 4 -6 2 , и. 3. 1.

Диаметр верхняка

11— У32W/ я = У10W= VЮ~845=20,4 см.

Но ГОСТ 616—59 «Стойки рудничные деревянным» прини­ маем верхняк диаметром d = 22 см.

70

При заданных размерах сечения выработки угол наклона стоек к горизонту определяем из условия

tga = (3.2—2-4)/2 ” 2.^0,4 = 5,25,

а = 79°13'.

Длина стойки крепи в свету

/'=h/sina = 2,1/0,9823 = 2,14 м.

С учетом замка около 8 см и лунки 8 см длину стойки при­ нимаем по ГОСТу 616—59 равной 2,3 м.

Осевое расчетное усилие на стойку определяем по формуле

Рр= Qp/2sina = 2016/2 •0,9823 = 1050 кг.

где т — коэффициент условий работы по СНиП 11—М. 4—65-

Этот результат показывает, что можно было бы взять стой­ ки меньшего диаметра, но по конструктивным соображениям принимаем диаметр d = 22 см.

71

Толщину затяжки досок определяем по формуле

=0,87-70 ‘

Принимаем доски по ГОСТ 8486—66 толщиной с--25 мм. Сели брать обапалы, то толщина их должна быть щ = :1,5 с —

1,5-2,2 = 3 5 мм.

§ 4. Расчет горного давления в наклонных выработках

Пелл угол наклона выработки не превышает 10°, при расче­ те нагрузок на крепь следует пользоваться методом, предло­ женным для горизонтальных выработок.

Рпс. 23. Схема горного давления в наклон ной выработке

Давление на крепь со стороны кровли при большом угле наклона направлено отвесно, Q может быть разложено на две составляющие — нормальную к продольной оси выработки N и параллельную оси (тангенциальную) Т (рис. 23). При угле на­ клона оси выработки к горизонту а величины этих составляю тихравны:

N = Q-cosa

(4.3)

Т = Q-since

В этих формулах величина Q определяется как для гори-

72

зонтальноп пыработкп. Для восприятия силы Т предусмат рт:ают распорные элементы, препятствующие движению крепи вниз, в направлении уклона.

При углах а более 80° горное давление определяется как для вертикальной выработки.

§5. Расчет составляющих бетона

Всостав бетона входят цемент, вода, лесок, щебень пли гравий. Состав обычно обозначается 1:А:Б; I — одна объемная часть цемента; Л объемных частей песка и Б — частей щеб­

топиого кубика размером 20x20x20 см, испытанного в возрасте 28 суток после хранения в нормальных условиях. Бетоны под­ разделяют на марки 25, 25. 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500

и G00. Для крепления горных выработок применяют бетоны ма­ рон 100, 150 и выше.

Чем меньше водоцементное отношение, тем больше проч­ ность бетона. В зависимости от необходимой прочности бетона водоцементное отгюшенпе можно определить из формулы, пре­ дложенной! проф. Н. М. Беляевым.

73

П р и м е р . Для крепления горной выработки принят бетон марки 200. Для приготовления бетона имеется щебень влажно­ стью 1,5%, песок влаяшостыо 3%, цемент марки 300.Объемный вес щебня ущ=2,1 т/м3, песка уп=1,8 т/м3, цемента уц=1,3 т/м3. Быход бетона р =0,6. Определить расход составляющих па 1 м3 бетона, если состав бетона принят 1:2:3.

74

Рис. 24. Расчетная схема для определения разме ров бетонной крепи

Согласно водоцементному отношению, без учета влажности составляющих, для затворения бетона необходимо поды

- В = 0,5811=~ 0,58 •0,364 = 0,21 т.

Для получения бетона необходимой прочности следует учесть также влажность составляющих, равную *

1,01-0,03+1,76-0,015 = 0,056 т.

Таким образом, для затворения 1 м3 бетона необходимо

0,21 — 0,056 — 0,154 т, или 154 л воды.

§6. Расчет бетонной крепи горизонтальных и наклонных выработок

Основной формой бетонной крепи является сводчатая. В за впсимостп от величины отношения стрелы свода h0 к его про­ лету 2/0 различают три тина сводов: параболический, полуцир­ кульный, коробовый пли трехцептровый (рис. 24). Для пара­ болического свода при Ь0/2/0> 1 /2 ;

75

Ширина выработки в свету 2/0—3,83 м. Определить прочные размеры крепи.

Р е ш е н и е . Высота свода выработки

h0 = 2/3/о = 2/3 •3.83/2 = 1,28 м.

Толщина крепи в замке свода

do=0,06V2UTb (l+V 2/0/f) =0,0бУЗ,83/1,28 •

•(1+V 3,83/4) = 0 ,2 м.

Толщина крепи в пяте свода

dn== 1,5-d0= l,5 - 2,0=30 см.

Толщину стен и фундамента принимаем равной толщине крепи в пяте свода.

П ри м е р. Две горизонтальные горные выработки пересека­ ются иод прямым углом. Постоянная крепь выработок и пх пе­ ресечения по проекту бетонные, стенки вертикальные, свод ко­ робовый.

Ширина пересекающихся выработок в свету 3,2 м, коэффи­ циент крепости пород f —5. Определить прочные размеры эле­ ментов крепи.

Р е ш е н и е . Определяем расчетный пролет (наибольшую

Высота свода пересекающихся выработок

h0= 1/3 -3,2=1,07 м;

толщина крепи в замке свода

d = 0 ,0 6 y ig /h o (l-H № —О.ОбУбЛГСЩуГ(1+У5Ж/5) =0,284 м.

77

§ 7. Расчет горного давления на крепь ствола

13 расчетной практике в большинстве случаев давление на крепь ствола определяется по методу П. М. Цпмбаревича.

Г1о этому методу величина давления на единицу площади крепи ствола, который пересекает слои породы последователь­ но сверху вниз, определяется по формуле:

A„=tg'? 90—ср — коэффициент горизонтального распора.

Значения коэффициентов горизонтального распора сведены в табл. 15.

78