Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

55 страниц

Купить бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Инструкция предназначена для работников шахт, проектных и технических служб СУБРа и других горных предприятий со сходными условиями.

 Скачать PDF

Оглавление

Введение

1. Общие положения

2. Конструкция штанги

3. Обоснование параметров сталеполимерной штанговой крепи

4. Возведение штанговой крепи

5. Методика испытаний сталеполимерных штанг

6. Контроль за работой штанг и устойчивостью закрепленных пород

7. Паспорт крепления

8. Технология полупромышленного изготовления ампул

9. Техника безопасности

Литература

Приложение 1. Характеристика компонентов полимербетонной смеси

Приложение 2. Коэффициенты снижения прочности

Приложение 3. Физико-механические свойства горных пород северо-уральского бокситового рудника

Приложение 4. Весовое и объемное процентные соотношения в полимербетонной смеси

Приложение 5. Справочные данные о материалах для изготовления арматурных стержней сталеполимерных штанг

Приложение 6. Расчет параметров сталеполимерной штанговой крепи откаточного штрека

Приложение 7. Пример обработки результатов испытаний штанг

Приложение 8. Временная классификация пород непосредственной кровли на месторождениях СУБРа

Приложение 9. Рекомендуемые параметры обнажения кровли и паспорта крепления при квадратной сетке расположения целиков

Приложение 10. Паспорта крепления кровли камерно-столбовой системы разработки

 
Дата введения01.01.2021
Добавлен в базу05.05.2017
Актуализация01.01.2021

Этот документ находится в:

Организации:

РазработанЛенинградский горный институт
РазработанСевероуральский бокситовый рудник
УтвержденПроректор по научной работе
УтвержденГлавный инженер СУБРа
Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

Министерство цветной металлургии СССР Главалюминий

Североуральский ордена Ленина бокситовый рудник

Министерство высшего и среднего специального образования РСФСР

Ленинградский ордена Ленина ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени горный институт им.Г.В.Пле-ханова

ВРЕМЕННАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ СТАЛЕПОЛИМЕРНОЙ ШТАНГОВОЙ КРЕПИ НА ШАХТАХ СУБРа.

Утверждаю :

Проректор по научной работе проф. Медведев И.И.

........ 1975    г.


Утверждаю:

Главный инженер СУБРа

Сафронов В.Г. .......... 1975    г.


Ленинград - Североуральск 1975 г.

АННОТАЦИЯ

Временная инструкция составлена на основе обобщения опыта применения сталеполимерной штанговой крепи (СПШ) на отечественных и зарубежных шахтах, а также исследований ЛШ на шахтах СУБРа,"Ленинграде ланца" и треста "1Сузбассгидроуголь".

Приведены рекомендации по выбору параметров СПШ и технологии ее изготовления и возведения в горных выработках.Указаны требования предъявляемые к сталеполимерной штаноговой крепи, изложены методики контроля за работой СПШ и устойчивостью закрепленных ею пород.

Приведены основные требования по технике безопасности.

Инструкция предназначена для работников шахт, проектных и технических служб СУБРа и других горных предприятий со сходными условиями.

Настоящая инструкция составлена совместно Ленинградским горным институтом (к.т.н.Тимофеев 0.В.,горн.инж.Власов Н.И.) и Северо-уральским бокситовым рудником (горн.инж.Сафронов В.Г., Горев Е.С.),

Инструкция утверждена Главалюминием................ 197...г.

и согласована со Свердловским округом Госгортехнадзора СССР.......

...... 197...г.

3. ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ СТАЛЕПОЛИМЕРНОЙ ШТАНГОВОЙ КРЕПИ.

3.1* Применению штанговой крепи в конкретных условиях должно предшествовать обоснование ее параметров, которое следует приводить в пояснительной записке к паспорту крепления.Основными параметрами являются длина штанг, плотность их расстановки на контуре выработки, прочность закрепления в массиве пород, а для замковых штанг и величина начального натяжения.

Расчет длины штанг и расстояния между ними

3.2. Характер работы штанговой крепи в различных условиях может быть представлен двумя основными схемами.

Первая схема - штанги прикрепляют породу, находящуюся в пределах зоны возможного обрушения, к устойчивой части массива пород и рассчитываются на восприятие давления, вызванного весом прикрепляемых пород в кровле и боках выработки.Замковые части штанг заглубляют в устойчивую зону массива на 0,3-0,5 м.

Вторая схема - штанги скрепляют слои или структурные элементы породного массива вокруг выработки, формируя несущую укрепленную зону в виде плиты, свода,арки или кольца.Упрочняющая роль атапг, препятствующих расслоению пород и взаимному перемещению слоев или структурных элементов, проявляется в этом случае в сохранении или увеличении сил природного сцепления и трения, в повышении сопротивления породного массива сдвигающим усилиям, в создании подпора на обнаженной поверхности, улучшающего соотношение напряжений в массиве вблизи контура выработки.

Первая схема работы штанговой крепи наиболее проста и достаточно надежна, но она не в полной мере отражает действительный характер работы такой крепи.Эта схема пригодна к использованию при сравнительно небольших размерах зоны возможного обрушения (обычно

до 1,5-2 м),когда длина и диаметр штанг имеют приемлемые для практики размеры.

3.3.    Полную длину штанги при расчете по первой схеме определяют по формуле

L'- 4*4    (зло

tn - пассивная длина штанги (длина ее части,выступающей в выработку от контура вчерне),определяемая по конструктивным соображениям с учетом толщины подхвата, затяжки и конструкции штанги; г - активная длина штанги (длина ее части, находящейся в скважине).

3.4.    Активная длина штанги при расчете по первой схеме (рис.4) определяется, исходя из условия закрепления замков штанг за пределами зоны возможного обрушения

£•4*5    (3.2.)

С - наибольшая глубина зоны возможного обручения, определяемая расчетным путем по гипотезе горного давления, в наибольшей мэре соответствующей данным конкретным условиям, или по экспериментальным данным;

^ - величина заглубления замковой части штанги в устойчивую зону массива пород за пределами зоны обрушений.

По данным практики, величину ^ принимают 0,3-0,5 м /4/.

3.5. Расстояние между штангами Ош в кровле выработки или площадь Sy , приходящуюся на одну штангу, рассчитывают по первой схеме из условия восприятия штангами веса пород в объеме зоны возможного их обрушения в кровле (рис.4).

s-'Th.    ^

jf - средний объемный вес пород в пределах зоны обрушения;

% - расчетная осевая нагрузка на штангу;

П - коэффициент перегрузки (л = 1,5 - для выработок околостволь-п    я

пого двора и капитальных^ tln = 1,2 - для остальных горных вы-

пяЛпфпкЛ

При квадратной сетке размещения штанг расстояние между ними

(3.4.)

Рш

При заданных осевой нагрузки на штангу Рш и расстоянии меяду рядами штанг CL^ их число в кровле Чк составит:

(3.5.)

ZOL'ttY' я-ш

Я а. - пролет кровли выработки, м; остальные обозначения прежние.

3.6. Вторая схема работы штанговой крепи полнее отражает действительный характер ее работы, но требует большего числа данных о свойствах массива пород и более сложна в расчетном отношении, поэтому такую схему используют тогда, когда нецелесообразно или невозможно применить первую схему, в частности, когда размеры зоны возможного обрушения пород превышают приемлемую для практики длину штанг (более 2,5 м).

Практика крепления штангами кровли очистных камер на СУБРе, а также наблюдения за случаями обрушения закрепленных штангами пород показывают, что высота зоны обрушения чаще всего достигала 2,5 *

* 3 м /§/.Длина штанг при этом составляла 1,8 м + 2,2 м.Следовательно,при указанных условиях первую схему расчета применять не следует.Нужно использовать вторую схему.Для нее известно несколько расчетных методов /5; 6; 7; 8; 9; 10; II/

Кровля залежей боксита на шахтах СУБРа представлена отдельными легко разделяющимися между собой слоями известняка мощностью 20 -- 50 см.Для месторождений осадочного происхождения с такой структурой кровли характерно прогибание слоев над выработанным пространством с образованием между ними небольших пустот /12/.Расчет параметров штанговой крепи для выработок СУБРа, имеющих пролеты не бо-/ / у    -и    панельные^

лсеу-0м.( откаточныеТштреки, восстающие и T.n.J, а следовательно и незначительные прогибы, рекомендуется выполнять по методике ЛГО /II/, учитывающей боковой распор и глубину расположения выработок.

- и -


3.8.    Активная длина штанги при расчете параметров по этой методике (рис.5,а) определяется по формуле:

£«£♦4    (3,6)

толщина составной породной конструкции в пределах укрепленной штангами толщи пород.

3.9.    Толщинг1§£ составной породной Оалк$ определяется при рас

чете по сжимающим и растягивающим напряжениям соответственно формулами:    г----

0е 1 \ __

c,*o,ez 4/-


vr

г

(3.7.)


£-


п. п


(3.8.)


расчетный пролет кровли выработки, м;

-    интенсивность вертикальной нагрузки, т/м^, от веса пород

в пределах зоны возможного обрушения (/>?    )»

-    коэффициент перегрузки, учитывающий условия ведения горных работ: при выемке пород комбайнами чп = 2-3; буровзрывным способом пп = 3-8-4; при массовых взрывах = 5-6;

- напряжения бокового распора в кровле, т/м^,

Hie - средний объемный вес толщи пород до поверхности,

Н - глубина, Д - коэффициент бокового распора (ъ упругом массиве Д =    —    ,где    /*    -    коэффициент    Пуассона, рав

ный 0,2 г 0,$

-    расчетное сопротивление породы одноосному сжатию; т/м^, равное Rej/c- Z’S , гае предел прочиости породы, £ и ^ - коэффициенты структурного ослабления и длительной прочности (см. приложение 2);

-    расчетное сопротивление породы одноосному растяжению, т/м2,

равное приближённого, 6*0,?)    , где ^ - предел прочности

породы при растяжении;    ^

'р - коэффициент уменьшения момента сопр'Эйвления составной балки по сравнению с цельной, принимаемыйпо данным проф.А.А;Бори-сова равным:

число слоев в балке 123 коэффициент У    I 0,75 0,70

Из найденных по формулам (3.7.) и (3.8.) значений I большее.

ЗЛО. Расстояние между штангами следует принимать по условиям: а) предотвращения расслоения и обрушения пород под действием соб-


V-

пп-


е».


и более


4 0,65 принимается


— 16 —


ственного веса в пределах закрепляемой толщи, б) восприятия сдвигающих напряжений по поверхностям наслоения составной породной плиты, в) по устойчивости нижнего слоя пород между штангами.

Для первого условия (с некоторым запасом прочности) по аналогии с формулой (ЗЛ.)


4^

Для второго условия:


(3.9.)


R

2


&


°"--1--i,s- Рпп b/o.zs-e,1- z'j    (З.ю.)

-    величина начального натяжения штанг, обычно 3*4 т;

-    коэффициент трения пород по контакту слоев;

-    расстояние от нейтральной оси до проверяемой на сдвиг плоскости (см. рис. 5,6);

угол, характеризующий зону влияния штанги в массиве пород, рекомендуется принимать равным "кажущемуся" углу внутреннего трения с учётом коэффициента структурного ослабления массива породы    где    f    -    коэффициент крепости

породы, £ - коэффициент структурного ослабления (см.приложение 2).

у - (0,3 - 0,5) С 9 где С - сила сцепления между слоями пород, т/м2.

О,1-0,2 - коэффициент, учитывающий площадь выступов на контакте слоёв, работающую на срез; *с = (0,3*0,5) Rp - рас


чётное сопротивление породы срезу, Для третьего условия:


т/м2.


аш~163т.

Р Пп ,


(З.П.)


- мощность нижнего слоя, м; р - равномерно распределённая нагрузка от собственного веса нижнего слоя, т/м2;

Чп - коэффициент перегрузки (с учётом наиболее трудных условий работы нижнего слоя следует принимать п1 = 8-10).

Формулой (З.П.) целесообразно пользоваться при мощности слоя не менее 0,10-0,15 м.

З.П. В качестве расчётного расстояния    между    штангами

принимается меньшее из значений, определённых по формулам (3.9.), (ЗЛО.) и (З.И.).

3.12. Расчёт параметров штанговой крепи для выработок СУБРа с пролётами более $ м рекомендуется выполнять по методике СУБРа /Ь], исходящей из предельного состояния кровли, когда она отделилась от основного массива и расслоилась на пачки.


ОГЛАВЛЕНИЕ:

Стр.

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8. 9.

ВВЕДЕНИЕ

Общие положения    s

Конструкция штанги    __ ?

Обоснование параметров сталеполимерной    _ //

штанговой крепи

Возведение штанговой крепи    _ Л/

Методика испытания сталеполимерных штанг    __ лз

Контроль за работой штанг и устойчивостью закреплённых пород    27

Паспорт крепления

Технология полупромышленного изготовления ампул Техника безопасности    33

ЛИТЕРАТУРА    37

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

Ю.

ПРИЛОЖЕНИЯ:

Характеристика компонентов полимсрбетонной смеси.    39

Коэффициенты снижения прочности ^ и ^ .    Ч/

Физико-механические свойства горных пород Североуральского бокситового рудника.    J[X

Весовое и объёмное процентные соотношения компонентов в полимербетонной смеси.    43

Некоторые справочные данные о материалах для изготовления арматурных стернней СПШ.    44

Пример расчёта параметров сталеполимерной штанговой крепи.    4S

Пример обработки результатов испытаний    штанг.    _£о

Временная классификация пород непосредственной кровли на месторождениях СУБРа.    SZ

Рекомендуемые параметры обнажения кровли и паспорта крепления при квадратной сетке расположения целиков. Паспорта крепления кровли при камерно-столбовой системе разработки.    ff

ВВЕДЕНИЕ

Бокситовые месторождения Североуральского бассейна приурочены к свите девонских карбонатных пород меридианального простирания с сетью тектонических нарушений, характеризующихся сильной закарсто-ваяностью и обводненностью /I/.

Имеющая сложную структуру, непосредственная кровля залежей бокситов, закрепленная штанговой крепью, допускает значительные обнажения.

Широко применяемые на шахтах СУБРа металлические штанги (обычно диаметром 22-24 км) характеризуются простотой конструкции и способностью воспринимать нагрузку сразу после установки начального натяжения .Одна ко, они обладают весьма податливой деформационно-силовой характеристикой и требуют излишнего расхода материала из-за сравнительно большого диаметра стержня.

Железобетонные штанги, объем применения которых на СУБРе составляет около 20% от общего объема штанговой крепи, работают после затвердевания раствора в жестком режиме, обладают высоким сопротивлением расслоению и смещению пород, характеризуются простотой конструкции и сравнительно небольшим расходом стали.Однако, железобетонные штанги вступают в работу лишь спустя несколько часов после установки.

В целях изыскания более рационального вида штанговой крепи Ленинградским горным институтом на СУБРе проведены испытания сталепо-лимериых штанг (СПШ), обладающих, как известно, высокой несущей способностью и короткими сроками твердения полимербетона.Для закрепления стержней штанг з скважинах использован разработанный ЛГИ состав [?J на основе эпоксидной смолы ЭКС-1.

Выполненные испытания СПШ показали, что их несущая способность при длине подимербе тонной пробки 250-300 ш достигала в двухчасовом возрасте при арматуре периодического профиля диаметром 20 мм и круглой гладкой диаметром 24 мм - 64-7 тс; а в суточном возрасте более 8-9 тс.При этом смещение штанг не превышало 5-10 мм.

Предложенные составы полимербетона, конструктивные и технологические параметры СПИ] рекомендованы для промышленного применения в условиях СУБРа.При составлении и редактировании данного варианта инструкции учтены советы и замечания, высказанные работниками управления и шахт СУБРа СС.Мирошниченко, Г.П.ВеселоЕа, И.С.Левит-ского, А.И.Эрдмана, А.Н.Рябухина, Е.С.Микулина, А.И.Швецова и др..

"Временная инструкция ..." в процессе промышленного освоения СПШ будет уточняться и дополняться.Замечания по инструкции и предложения по ее совершенствованию просьба направлять главному инженеру Североуральского бокситового рудника или на кафедру строительства горных предприятий Ленинградского горного института.

I. ОБЩИЕ ПОЛОЕЕНИЯ.

1.1.    Штанговая крепь, закрепляемая в скважинах полимербетоном, применяется в качестве постоянной и временной крепи, самостоятельно или в сочетании с другими видами крепи, а также для вспомогательных целей.

1.2.    Стале полимерна я штанга монет закрепляться в скважине по всей длине (сплошная штанга) или только в глубинной части (замковая). Сплошная штанга лучше препятствует расслоению и смещению, чем замковая.Однако, она требует большего расхода материалов, характеризуется большей стоимостью и трудоемкостью при установке.Поэтому, такие штанги следует применять в наиболее трудных условиях - вблизи зон тектонических нарушений или других ослаблений пород, с опасностью интенсивного их расслоения и смещения.

При обычных условиях поддержания выработок реко.мендуется применять замковые СПШ, которые при диаметре 22 мм имеют несущую способность 6г7 тс через дьа 'аса после установки к более 8-г9 тс в суточном возрасте.

1.3.    Состав полимербетона, подбираемый опытным путем по ме-

тодике рационального планирования экспериментов с учетом температуры и влажности массива пород /3/, должен обеспечивать расчетпую несущую способность замка в течение всего срока поддержания выработки.

В настоящее время рекомендуется применять разработанный ЛШ

состав, содердащий 100 вес.ч. эпоксидной смолы ЭД-5 или ЗИС-1,

25-30 вес.ч. отвердите ля аминоденола АФ-^полиэтиленполнамша, 35-

. /?f'Z0o 4*с.ч.

-40 вес.ч. ускорителя - суммарных сланцевых с^еиолов и^ЗапЫшителя - песка.Характеристика указанных компонентов приведена в Приложении £ I.

1.4.    Прочность закрепления СТОП в скважине зависит от прочности полимербетона на срез, его сцепления с арматурным стержнем и породой в боках скважины .После отверждения смеси замок работает жестко, благодаря чему СПШ при оптимальном составе полимербетона и правильно выработанной длине замка препятствует расслоению пород в большей мере, чем штанги с распорными и клино-щелевыми замками и в меньшей мере подвержены влиянию сейсмических воздействий.По сравнению с железобетонными, СПШ быстрее вводятся в работу благодаря меньшим срокам твердения полимербетонной смеси.Прочность полимербетона значительно выше прочности цементных бетонов, особенно в раннем возрасте.

Длина полимербе тонн ого замка определяется расчетным путем с дальнейшей ее экспериментальной проверкой.Во всех случаях она не должна быть меньше 300 мм.

1.5.    Для вспомогательных целей СПШ могут применяться при креплении шахтного оборудования, подвеске оборудования монорельсовых дорожек, кабелей, различных трубопроводов и другого оборудования.

I. 6ч Не рекомендуется применение СПШ в качестве самостоятельной крепи в зонах геологических нарушений, осадочных выветренных и сильно обводненных пород.

2. КОНСТРУКЦИЯ тят

2Л. В комплект сталеполимерной штанги входят арматурный стержень I, ампулы со смесью быстротвердеющего полимербетона 2, опорная плитка 3 и гайка 4 (рисЛ).

2.2.    В качестве арматуры СПШ рекомендуется применять сталь периодического профиля диаметром 18-22 мм (определяется расчетом), или круглую гладкую диаметром 22-24 мм с волнообразным замковым концом на длине 250-300 мм или крупной резьбой.

2.3.    Контурный конец стержня замковой СПШ должен иметь на длине 100-120 мм метрическую правую резьбу для прижатия к породе с помощью гайки опорного элемента и создания начального натяжения штанг.

Контурный конец стержня сплошной СПШ вместо резьбы может иметь головку, обеспечивающую при установке штанги возможность вращения стержня в скважине с помощью вращательной машины (пневмо- или электросверла, буровой каретки "Секома" и т.п. ),для перемешивания компонентов закрепляющей смеси.

2.4.    Для предотвращения вытекания из замковой части скважины поли-мербетонной смеси в момент ее перемешивания и начальное время твердения, на арматурный стержень устанавливают металл!: чес кое кольцо толщиной 1,5 -- 2 мм из ст.З наружны?.: диаметром на 5-6 мм меньше диаметра скважины.

На металлическое опорное кольцо надевается уплотнительное кольцо диаметром, равным диаметру скважины, из резины, полиэтилена или другого эластичного материала.

2.5.    Ампулы для стале полимерных штанг можно применять стеклянные, полиэтиленовые и комбинированные (рис.2).

На СУБРе в настоящее время рекомендуется применять комбинированные ампулы, обеспечивающие равномерное распределение компонентов смеси по высоте ампулы и удобные при ее изготовлении и наполнении,хранении и введении в скважину.

Диаметр ампулы с полимербетонной смесью следует принимать на 3-4 мм меньше диаметра скважины, длину - в зависимости от требуемой длины по-

Рис.I, Конструкция сталеполимерной штанги.

лимербетонного замка (см.п.8.3.).Для условий СУБРа при расчетном диаметре с к га кия и 37 ± I мм, наружный диаметр ампулы равен 33+ I мм , а ее длина 300-350 мм. Пробирка    под    отвердите    ль    должна    быть

на 10-15 мм короче ампулы.Ее внутренний диаметр составляет 12-13 мм.

В случае совместного расположения отЕердителя и ускорителя диаметр пробирки равен 17-18 мм.

Объем полимербетонной смеси в ампуле составляет 240-320 см 3# вес 360-430 г.

2.6. Опорная плитка должна обеспечивать плотное прилегание к породе, удобство при завинчивании гайки и сохранение заданного натяжения штанги при ее перпендикулярном и слегка наклонном положении относительно укрепляемой поверхности.

Наиболее целесообразна в этом смысле сферическая опорная плитка с овальным отверстием (рис.З.а).


1

|




Допустимо применение распространенных на СУБРе сферических опорных плиток с круглым отверстием (рис.З.б) или плоских опорных плиток (рис.З.в).

Рис.2. Конструкции ампул.

2.7. При нарушенных и сильнотрещиноватых породах непосредственной кровли на месторождениях СУБРа штанговую крепь рекомендуется устанавливать в сочетании с металлическими или деревянными подхватами и затяжкой.

При выветривающихся породах и выработках с большим сроком службы рекомендуется наносить на укрепляемую поверхность торкрет-

10 -


или набрызгбетонное покрытие.


«в в "С


Рис.З. Конструкции опорных плит.



Рис.Схема к расчету штангопой крепи