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

После преобразований ползаем

da

(76.4)

2(a—nyH) '

При определении прочных размеров целиков между выра­ ботками выпуска необходимо учитывать кроме временного сопротивления сжатию и диаметров дучек, вошедших в рас­ четные формулы, следующее:

Л. В основании целика между выработками выпуска прой­ дена горизонтальная выработка доставки, ослабляющая этот целик.

Б. В непосредственной близости от рассматриваемых це­ ликов производится большое число взрывов накладных заря­ дов при выпуске руды.

В. Конструктивно наиболее слабым местом днища является сопряжение выработки выпуска с выработкой доставки. Про­ верка прочности этого элемента необходима.

А. Влияние выработок целика на его прочность

Для учета снижения прочности целиков в связи с умень­ шением площади опоры за счет проведения горизонтальных выработок необходимо ввести в формулы (70.4, 71.4, 73.4, 76.4) поправочный коэффициент К0ц:

Б. Влияние вторичного взрывания на прочность целиков между выработками выпуска

В расчетные формулы, определяющие безопасные рассто­ яния между выработками выпуска, необходимо ввести попра­ вочный коэффициент Кв на снижение прочности днища за счет динамических ударов при производстве вторичного взрывания непосредственно в выработках выпуска. Причем коэффициент этот будет поправочным для значения O c w

130

Расчетные формулы (70.4, 71.4, 73.4, 76.4) с учетом коэф­ фициента Кв будут выглядеть так:

В. Проверка прочности сопряжений выработок выпуска доставки

Целик непосредственно над выработкой доставки представ­ ляет собой балку с защемленными концами (рис. 42). Но так как шарнирно-подвижная опора при одних и тех же нагрузках

ПоЫ

Рис. 42. Схема к расчету сопряжения выработки выпуска с выработкой доставки:

1 — балка выработки доставки; 2 — балка выработки выпуска; 3 — раз­ ность между длиной ниши под дучку и диаметром дучки

131-

допускает развитие несколько больших изгибающих момен­ тов и поперечных сил, можно принять, что балка лежит па шарнирно-подвижных опорах. Тогда достаточно максимальное напряжение при изгибе, которое может быть найдено из выра­ жения:

где Мщах — максимальный изгибающий момент; W — осевой момент сопротивления.

Однако в местах сопряжений выработок выпуска и достав­ ки балка выработки доставки в свою очередь опирается на балку выработки выпуска (см. рис. 42).

В связи с тем, что расчетный пролет балки (ширина выра­ боток выпуска и доставки) мал, а равномерно распределенная нагрузка (горное давление на днище) значительна, очевидно, что максимальное напряжение при изгибе будет незначитель­ ным п что прочность днища в местах сопряжений следует проверять па срез, так как тш'шжения среза будут значи­ тельно больше, чем напряжения при изгибе.

При равномерно распределенной нагрузке q реакция каж­ дой опоры балки выработки выпуска составит:

При расчете прочных размеров целиков между выработка­ ми выпуска разностью между длиной ниши под дучку и диа­ метром дучки можно было бы пренебречь. При расчете устой­ чивости сопряжений этого делать не следует, так как именно она, эта разность, определяет площадь среза.

Кроме того, следует учитывать, что при проведении дучек, развороте воронок, проведении всевозможных сбоек на гори­ зонте подсечки верхняя часть (0,5—0,8 м) надштрекового це­

132

лика в значительной степени нарушается. Поэтому при расче­ тах рекомендуется принимать значение высоты надштрекового целика без одного метра.

Из формулы (84.4) и рис. 42 видно, что увеличение надштрекового целика приведет к увеличению площади среза при той же нагрузке и, следовательно, к повышению прочно­ сти днища.

В местах сопряжений выработок и доставки руда работает на срез. Однако это совсем не значит, что в местах сопряжений будет срезаться весь надштрековый целик одновременно.

Рудный массив неоднороден, поэтому процесс разрушения днища начнется за счет постепенного отделения и выпадения обломков или составных элементов массива в местах наиболь­ ших напряжений и наибольших ослаблений. Именно такой характер разрушения сопряжений ясно наблюдается на прак­ тике при отработке блоков крепких руд, когда выработки до­ ставки и выпуска не крепятся.

П р и м е р. Расчет сравнительной прочности конструкций днищ при скреперной доставке.

Основные конструктивные различия днищ, подготовленных для скреперной доставки при одной и той же высоте падштрекового (надортового) целика заключается, как указывалось выше, в расположении выпускных выработок: одностороннем, двухстороннем шахматном, двухстороннем одноосном.

Рассмотрим: а) сравнительную прочность днищ с односто­ ронним, двухсторонним одноосным и двухсторонним шахмат­

133

Прочность днищ с различной высотой надштрекового це­ лика. Подставляя исходные данные в формулы (83.4 и 84.4), получаем:

где Дс1 — разность между длиной ниши под дучку и диамет­ ром дучки, м.

Ранее было установлено, что обычно Ad^ 0 ,5 м. Следова­ тельно,

S'= 0 ,5 (h—1).

Тогда

Для условий рассматриваемого примера получаем:

Анализ зависимости прочности днища от высоты надштре­ кового целика свидетельствует о том, что прочность днища особенно резко возрастает при увеличении высоты надштре­ кового целика до 5—7 м. Дальнейшее увеличение его высоты обеспечивает менее значительный рост прочности днища. Уве­ личение высоты надштрекового целика с 7 до 9 м приведет, по расчетам, к увеличению прочности днища на 28%.

134