•УТВЗРЕДАЮ"

Техначйский директор —

—    HHZCggp

20 ноября J9B0 гада*

ВРЕМЕННОЕ РУКОВОДСТВО

ПО ВЫБОРУ ПАРАМЕТРОВ КРЕПИ ВДГОТ0ВИТЕЛ1ШХ ВЫРАБОТОК И Ш, СОПРЯЖЕНИЯ ДА ШАХТАХ ИНШГСКОГО ШЗТОНВДЕЕЛЯ.

тЛнта

УТВЕРЖДАЮ'

Технический директор-главный инженер Г.А. Левашов

20 ноября 1980года

ВРЕМЕННОЕ РУКОВОДСТВО ПО ВЫБОРУ ПАРАМЕТРОВ КРЕПИ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК И

ИХ СОПРЯЖЕНИЙ НА ШАХТАХ ИНТИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Г7.Инта

, „    ±i‘- Z4,r

3. Горизонтальный распор    Л_в

где: /? - радиус верхней части арки (осевой дуги), м

А - расстояние от почвы выработки до центра верхней дуги, м

h₀ - высота выработки, м

- упругий отпор боковых пород, тЫ

Q-к- J •

где: к - коэффициент упругого отпора боковых пород принимается в зависимости от площади поперечного сечения выработки:

4.    Координаты опасного сечения

A-tpif*-,

5.    Максимальный изгибающий момент

-    4(1 - Щ - ф-tj;

в. Момент сопротивления

W/ - Мта *

£&]

7 Осевые усилия в опасном сечении арки

X, - -Н -    а    ^    ■

\Х// - момент сопрьотивления принятого прочтя р - площадь сечения профиля.

40.

При определении давления горных пород на крепь следует учить.¹-вать угол наклона выработок. Вертикальную силу Р разлагают на составляющие силы: нормальную // , направленную перпендикулярно к продольной оси выработки и тангеыциальную*1Г, направленную параллельно оси выработки- Нормальная сила давит на крепь выработки, а тангенциальная стремится опрокинуть крепь.

Вертикальное давление определяется по формуле:

р-    fpl-г

а составляющие сил У, Т по фюрмуле: т

Т* Р- *'* / , ^г

где : оС. - угол наклона выработки, град.

При изменении угля а наклона выработки от 0° до 90° величина силы // уменьшается и при угле 90° сила // равна нулю, поэтому при углах наклона выработок более 45° для расчетов можно принимать давления:

Л/• P-sss №

-Если наклонная выработка будет проводиться ло неустойчивые породам, то величина бокового давления будет зависеть от вертикальной высоты обнажения выработки, поэтому в таких случаях в расчет ввод значения высоты: р I

Л/ ⁹ ZZTcL )

Расчетный полупролет aj и высота свода естественного равновесия соответственно увеличивается-

§ 5. Расчет анкерной крепи с закреплениями хи?.з*чесними состава:.^_

Расстояние мезду анкерами по

■г?.

Р - прочность закрепления анкера в скважине (тс) Kg - к-т запаса 2-3 - комбОинооаЪ пролодко

Прочность закрепления анкеров химическими составами необходимо проверять по сдвигу закрепляющего состава относительно стенок скважины*

Р*    fa 'ёи/Zj;

где Ф - коэ<й£ицкент, учитывающий Лщадь, сопротивляющуюся срезу;

2L - допустимое сопротивление породы или закрепляющего ^ состава на срез неровностей в бочках скважины!

-    для песчанников и алевролитов 12-20 кГс/см²,

-    для аргиллитов 8-14 кГс/см2,

•f - величина сцвпления закрепляющего состава со стенками скважины - 28-38 кГс/см2*

-    коэффициент трения закрепляющего состава по составу 0,4"0_Д7 для сухих пород,

0,2 -0,5 для мокрых пород,

6* - нормальные алряжения бокового распора, кГс/см2 СлсЛ. - диаметр,скважины, см.

£_ь - длина закрепления анкера в скважине, см.

Прочность закрепления анкерной крепи химическими составами в породах превышает прочность стержня разрыв. Прочность закрепления этой крепи со временем не изменяется. Взрывные работы не оказывают существенного влияния на несущую способность анкерной крепи. Наиболее целесообразно применять в слабых породах с 3-4, Не исключается ее применение и в более крепких породах.

Кал показали результаты замеров, при длине анкера 1,3 м

(федел сопротивления стали анкера на растяжение - 2100 кГс/см2) и

его закрепления пятью к ампулами, несущая способность анкера составляла 8 и более тонн.

При расчете несущей способности анкера необходимо производить проверочный расчет на срез резьбы и смятие гайки.

•г.

При усилении балок перекрытия анкерами с химическим закреплением (рис,2) в расчет несущей способности анкера вводится коэффициент запаса К_д = 2

При схеме крепления, указанной на ряс.2 расчет ведется по несущей способности одного анкера.

Длина анкера принимается на 0,5 м больше высоты свода обрушения пород кровли.

Количество анкеров «усиливающих балки перекрытия зависит от длинЬ/ балки, а, следовательно, нагрузки на нее.

До закрепления балки перекрытия анкерами под нее необходимо подвести усиливающую стойку.

ВВЕДЕНИЕ

На шахтах объединения "Интауголь" применяются различные конструкции деревянной, металлической, сборной железобетонной, штанговой и других видов крепи. Для правильного решения вопроса о применении того или иного вида и конструкции крепи в конкретных условиях, необходимо уметь определять величину горного давления и параметры крепи.

В "Типовых сечениях..." Центрогипрошахта [l,2] основные факторы, о пределящие параметры крепления деревянной и металлической крепью приведены в обсщенном виде, требуют конкретизации с учетом горнагеологических условий Интинского месфоадения. В типовых сечениях не учтены глубина заложения выработок, мощность и угол падения пласта, физико-механические свойства и структура вмещающих пород.

Настоящее "Временное руководство..." разработано на основании об ощени я результатов исследований проявлений горного давления в подготовительных выработках, выполненных ВНШИ, ПечорНИИпроектом, ЛГИ и работниками объединения "Интауголь".

Во "Временном руководстве ..." решаются вопросы выбора плотности крепи и ее прочностных параметров, как в подготовительных выработках, так и их сопряжений.

Область применения "Временного руководства..." не распространяется на выработки, поддерживаемые для повтфного использования, а также подверженные влиянию подработки.

'Временное руководство..." является основанием для работников шахт и проектных организаций по вопросам выбора параметров крепи подготовительных выработок и их сопряжений в условиях Пнтинского месторождения.

Руководство подготовлено технической службой ПО "Интауголь".

X. Горно-геалогичесгге и горнотехничесюте условия проведения к под л ерзания выработок

ТУ>рНПРРП?ПГ^УИ*1ПВ» уггтпчяут “ПрП'йРДРНИ Н л ТОДТТ РрЖЯFCTЯ ВЫрСб{>—

тот jbqxt Иытинпкого месторождения на тлубинах до ЗСО-350 и являются достаточно бангиприлт1шыи по устойчивости горного массива. С увеличением .глубины ведения горных работ до 60D-650 м условия дрддераганил выработок значительно ухудшаются.

Структура торного пассива Ялтинского месторождения осложн<я-етсн сближенностью угольных пластов (расстояние по нормали между пластами составляет от -14 до 90 м), частым чередованием различных МСгологическлх разгостей, отличающихся как по мощности - от 0,5 до 12 и. так и по шээффифнту крепости пород - от 1,5 до В-10 по шкале дроф.М.Д. Лротодь Яконова, а также тремя основными системами трещиноватости, разбивающей массив на блоки различной формы и размеров,

В трудах ЛечорНИИпроекта и ЛГИ большое внимание уделено уточнению структур!ого состава и определению прочностных характеристик вмещащих пород, т.к* эти факторы имеют основное значение на характер проявления горного давления в горных выработках.

Разделение пород кровли на типы произведено ЛГИ на основе классификации НУГИ с учетом анализа большого числа структурных колонок, а также изучения физико-механических свойств и характера обрушения пород кровли угольных пластов Читинского месторождения (рис.1).

Исследованиями ЛечорНИИпроекта, ВНИМИ и ЛГИ установлены ос-новшге закономерности проявления торного давления в подготовительных выработках шахт Интилского бассейна.

В табл. Т приведены величины ожидаете: гтерснсцс:о:й пород в пластовых и полевых выработках вне зоны влияния очистных работ за период 1,5 - 2,0 года.

3.

Табл. 1

тип кровли !Ожидаемое величины перемещений &h пород в выработках вне зоны влияния очистных работ , мм ! Пластовые ! Полевые I 120-180 80-140 п 60- 90 40- 75 Ш 15-20 10- 20

Безремонтное состояние выработок обеспечивается при выполнении условия Лобщ.<^*/>,

где к кр. - технически допустимые величины перемещения пород кровли и почвы, зависящие от конструкции крепи и вмещающих пород.

2. Определение лара\»тров крепления выработок деревянной крепьо

Pag чет алиментов деревянной грели сводится л определению диаметра верхняка и стоек, а также толщины зягняек.

Диаметр верхняков крепежных рам деревянной врепи выработок ( и ) ж толщину затяжки (с) следует определять по формулам:

d=J. 6ia³flk. .

' ^биц. '

ЛЯ ;    fe^J)

где — вы<9га свода естественного равновесия ;

в - ^ (срок службы выработки до I года)

$ (срок службы выработки более I года)

уде а — полупролет выработки вчерне,см;

/ — объемный вес породы, т/мЗ,

L — расстояние между крепежными рамами, см;

/&7- допускаемое напряжение дерева на изгиб; для ^х сосны принимается 80 кг/с м2.

/— тшэффшзиент 1фепости пород по тзквле ироф.Протодьяко-нова Jd.U.

Диаметр леса для стоек принимают равным диаметру верхняка и проверяют на допускаемое напряжение на сжатие с учетом продольного изгиба по формуле:

&СМ*. ~ £ Р~л{7 ^ /^*** 1 где Р — величина горного давления на верхняк, кг;

р-

р    **

Гс - площадь поперечного сечения стойки, см2;

7 = I - 0,007 т^7-    -    коэффициент    уменьшения допускаемого

напряжения;

П - длина птойки, см;

наименьший радиус инерции стойки;

i-L -

4

d - диаметр стойки, см;

[<ос»с]- допускаемое напряжение дерева на осевое сжатие, для сосны принимаем 100 кг/см2.

Пример № I. Необходимо провести горную выработку по пласту X в породах крепостью ^    =    6    и    объемным    весом ^ = 2,6 т/мЗ.

Крепь - дерево, сосна. Ширина выработки в проходке 2а=2,4 м, высота - 2.25 м. Срок службы - один год. Расстояние между крепёжными рамами /г = 0,9 м.

Определить прочные размеры крепи.

Решение Согласно Формуле 2Лпри кровлях Ш типа и сроке службы один г од_з диаметр верхняка определим по формуле

- ****

Принимаем верхняк диаметром 18 см. Диаметр леса для стоек принимаем равным диаметру верхняка.

Давление горных пород на одну крепежную раду (на верхняк)

О, У-St

Наименьший радиус инерции сечения стойки

<•- г- *.#■

Коэффициент уменьшения допускаемого напряжения в стойках

Напряжение в стойках толщина затяжки    V

с-4

G.

Принимаем затяжки толщиной 2 см.

Пошлео 2 Какой тпаг крепя по уиловиггт прочности ьердняков следует принять в выработке, проводимой при кровле крепостью 4 и породах с объемным весом у~ 2,4 т/мЗ, если пролет выработки поверху в тфоходке 2а = 4 и, а для верхняков предназначен сосновый лес диаметром d ■ 22 см?

Решение: Момент сопротивления сечения леса для верхняков

и/- ¥= ^

Пролет верхняка принимается на 10 % меньше пролета выработки поверху в проходке.

Тогда /= 0,9 х 2а = 0,9 х 400 = 360 см.

Максимальное расстояние между крепежными рамами по условию прочности верхняков при допускаемом напряжении на изгиб материала верх-«яков £<3lJ = 80 кг/см2.

/ _г 4gtr£Gi 7

/ /    '    Q.0&y-jCC-3&

Следовательно, шаг крепи по условию прочности верхняков следует принять равным Lj - 0,4 м.

3, Металлическая трапе!уевидная крепь

7.

Расчет элементов металлической трапециевидной крепежной рамы сводится к определению номера профиля проката, для чего подсчитывают давление горных пород на одну раму и затем определяют максимальный изгибающий момент по формуле:

М -    /    ж

где Р - давление горных пород на одну крепежную раму.

Необходимый момент сопротивления верхняка:

_п ^

Но необходимому моменту сопротивления подбирают номер балки. Двутавр для стоек рамы принимают того же номера, как и для верхняка.    Jt    Р /

I

Поскольку Р = з й су А то максимально возможное расстояние между 1фепежными рамами подсчитывается по формуле:

Необходимый момент сопротивления и допускаемое напряжение изгиба берется для соответствующего номера двутавра,-* швеллера иля рельса по таблицам в приложении I.

Пример Jp 1. Горизонтальная горная выработка пройдена по пласту с породами кровли Ш типа (/* S ;    9Sr/**    )

Размеры выработки в проходке : 2а = 3,56 м, высота / = 2,58 м* Расстояние между крепеннкми рамали Z- =

= 0,8 м. Срок службы глхаботки12 лет. Определить номер двутавра, при котором крепь будет прочной.

Решение:    Давление    горных    пород    на    одну крепежную раму:

„    А-1    o.6is-0s -P-S'/r

максимальный изгибающий момент:    °    •*-

М* 4г - -    --

Момент сопротивления: ^    ^

W =    1

По прилет. Ур 1 принимаем двутавр    момент    сопрэтигления

которого Wx    см3.

Номер профиля для стоек принимаем равным номеру двутазровых балок верхняка.

§ 4. Расчет металлической арочной крепи

2.

-Расчет арочной торели из спецпрофиля для выработан _с устанззив-ллмся горным давлением обышо сводится к выбору спецпрофиля з зависимости от нагрузки на арку и расстояния заяду арками., а такле к установлению размеров затяжек^*-*)

Расстояние ыеаду арками (шаг крепи) мокно наладить по фор?!уле:

_л/

где: Р - грузоподъемность арки, кг определяется по таблице 4.1.

Таблица 4.1

Площадь поперечного сечения выработки в свету, м2 1 Тип стецпро-! (Тиля ! ! ! Ширина выработ-1 зш в свету, м2 1 Шредель нал ! расчетная ] грузоподъемность аоки. 7.9 СШ-22 3,42 28000 9,6 СВП->22 з,вз 25000 12,в СВП-^7 4,33 30000 13,1 СШ-27 4,78 28000 14,6 СВП-27 4,88 28000

где

полупролет -выработки по наибольшей ширине ее в проходке, см При расчетах податливой арки следует учитывать: нагрузки ^ _r h.j/ т/_г,

I. Интенсивность

£^к Т - высота свода естественного равновесия, м ' h - расстояние между арками, и у. - объемный Бес ropinoc пород, т/мЗ £    -    расчетная ширина арки, м _Л £

2. Опорные реакции А = В

= Ь