МИНИСТЕРСТВО ТОПЛИВА И ЭНЕРГЕТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГОРНОЙ ГЕОМЕХАНИКИ И МАРКШЕЙДЕРСКОГО ДЕЛА -МЕЖОТРАСЛЕВОЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ВНИМИ

ИНСТРУКЦИЯ ПО РАСЧЕТУ И ПРИМЕНЕНИЮ АНКЕРНОЙ КРЕПИ НА УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ РОССИИ

С-Петербург

2000

МИНИСТЕРСТВО ТОПЛИВА И ЭНЕРГЕТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГОРНОЙ ГЕОМЕХАНИКИ И МАРКШЕЙДЕРСКОГО ДЕЛ А-МЕЖОТРАСЛЕВОЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ВНИМИ

"УТВЕРЖДАЮ"

Руководитель Комитета но угольной промышленности при Минтопэнерго РФ

А. Г САЛАМАТИН 12 апреля 2000 г.

ИНСТРУКЦИЯ ПО РАСЧЕТУ И ПРИМЕНЕНИЮ АНКЕРНОЙ КРЕПИ НА УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ РОССИИ

С.-Петербург

2000

Rc — (/?max "*■ /^min ) /fc/2,

где Лтах и Rm\n - максимальное и минимальное сопротивление пород на одноосное сжатие в кровле на высоту В.

3.1.7. При определении плотности установки анкеров, конструкции опор и затяжки и технологии крепления кровли при проходке для всех типов кровли по обрушаемости непосредственную кровлю над выработками и сопряжениями следует разделять на три класса по устойчивости в соответствии с табл.2.

Таблица 2

I класс Неустойчивая кровля II класс Кровля средней устойчивости III класс Устойчивая кровля Обрушение кровли после обнажения на расстоянии от забоя до 1 м. Преимущественно тонкослоистые и трещиноватые глинистые сланцы, Rc < 30 МПа Сохранение устойчивости при обнажении кровли на расстоянии от забоя от 1 до 3 м. Преимущественно слоистые малотрещиноватые глинистые и песчаные сланцы, 30 < Rc < 80 МПа Сохранение устойчивости кровли при обнажении на расстоянии от забоя свыше 3 м. Преимущественно массивные нетрещиноватые песчаники и известняки, Rc > 80 МПа

Во всех классах устойчивость кровли оценивается за период проходческого цикла.

3.1.8.    Для протяженных выработок кровлю следует считать одинаковой по всей их длине, если расчетное сопротивление пород кровли на сжатие находится в пределах ±15 %. При этом Rc нужно принимать по его минимальному значению. При различных типах кровли, классах устойчивости и изменении Rc более ±15 % выработку следует разделять на участки и расчеты крепи производить отдельно для каждого участка.

3.1.9.    Расчетную несущую способность анкеров, стоек, рам и посадочно-защитных крепей следует принимать в соответствии с техническими условиями (сертификатами) на их производство с учетом условий их работы, срока службы, влияния коррозии и других факторов. Количественные показатели расчетной несущей способности различных конструкций анкеров и крепей приведены в соответствующих разделах Инструкции.

3.2. Основные расчетные положения

3.2.1.    Расчет параметров анкерной крепи и дополнительных средств ее усиления должен производиться в зависимости от интенсивности горного давления, определяемого с учетом размеров и глубины расположения выработок и сопряжений от поверхности, способа и параметров их охраны от влияния очистных работ, прочности, трещиноватости и устойчивости пород в кровле.

3.2.2.    В качестве критерия интенсивности горного давления для расчета крепи следует принимать расчетные смещения кровли с анкерной кре-

10

пью, методика определения которых для различных категорий выработок и сопряжений, в зависимости от принятых в соответствии с п. 3.1 исходных данных, в конкретных условиях, приведена в прил. 1.

В условиях, где расчетные смещения превышают 300 мм, преимущественно при поддержании выработок на границе с выработанным пространством, проведении их вприсечку и охране разрушающимся целиком, расчет параметров производится из требования обеспечения максимальных смещений кровли не более 300 мм.

3.2.3.    В зависимости от расчетных смещений при определении параметров и выборе паспортов крепления кровли выделяются следующие условия поддержания выработок по интенсивности проявлений горного давления:

-    небольшое горное давление при смещениях кровли меньше 50 мм;

-    горное давление средней интенсивности при смещениях кровли от 50 до 200 мм;

-    интенсивное горное давление при смещениях кровли более 200 мм.

3.2.4.    Во всех условиях интенсивности горного давления определяемая по этому фактору плотность установки анкеров в кровле должна проверяться и, при необходимости, увеличиваться по фактору требуемой минимальной плотности установки анкеров в зависимости от устойчивости непосредственной кровли, составляющей в классе неустойчивой кровли не меньше 1 анк./м², в классе среднеустойчивой кровли не меньше 0,7 анк./м² и в классе устойчивой кровли не меньше 0,5 анк./м².

3.2.5.    Во всех выработках и сопряжениях при расчетных смещениях кровли больше 150 мм, для исключения перегрузок, анкеры и усиливающие поддерживающие крепи должны быть податливыми или с демпфирующими податливыми элементами, сминающимися при нагрузках, достигающих 0,8 от несущей способности анкера.

Для анкеров с частичным закреплением по длине скважины величина их податливости должна составлять от 40 мм при смещениях 150 мм до 70 мм при смещениях 300 мм, а закрепленных по всей длине - от 30 до 50 мм. В выработках и сопряжениях, в кровле которых залегают угольный пласт и породы, отнесенные к опасным по горным ударам и выбросам, анкеры должны иметь податливость не менее 50 мм и при смещениях свыше 50 мм.

3.3. Расчет параметров крепи выработок и сопряжений, проводимых и поддерживаемых в массиве вне влияния очистных работ

3.3.1. В условиях небольшого горного давления при расчетных смещениях кровли С/м до 50 мм выработки и сопряжения на весь срок службы могут быть закреплены только одной анкерной крепью. Для I типа кровли сопротивление анкерной крепи Ра и длину анкеров 1_а, устанавливаемых в проходческом забое, следует принимать по табл. 3.

и

Таблица 3

Расчетная ширина выработок и сопряжений в проходке, м Сопротивление анкерной крепи. кН/м: Длина анкеров, м 3,0 35 1.6 3,5 40 1,7 4,0 45 1,8 4,5 50 2,0 5,0 55 2,2 5,5 60 2,4 6,0 65 2,6 6,5 70 2,8 7,0 75 3,0 8,0 80 3,2

Примечание. Здесь и далее указывается общая длина анкеров с учетом их замковой части и выступающей в выработку части стержня.

При II типе кровли Р_а следует принимать как для I типа кровли, а длину анкеров - меньше с учетом мощности непосредственной кровли Л„._к < 0,3В и закрепление анкеров в устойчивых прочных породах > 0,5 м в соответствии с табл. 4.

Таблица 4

Расчетная ширина выработок и сопряжений в проходке, м Сопротивление анкерной крепи. кН/м2 Длина анкеров, м hit u < 0,2В Л„« > 0.2В 3 35 1.4 1,5 3,5 40 1,5 1,6 4,0 45 1.6 1,7 4.5 50 1,7 1,8 5,0 55 1,8 2,0 5,5 60 1,9 2,1 6.0 65 2,0 2,2 6,5 70 2,1 2.3 7,0 75 2.2 2,4 8,0 80 2.4 2,6

При III типе кровли А и L следует принимать в соответствии с табл.5.

Таблица 5

Расчетная ширина выработок и сопряжений в проходке, м Сопротивление анкерной крепи, кН/м2 Длина анкеров, м 3,0 40 1,8 3,5 45 2,0 4,0 50 2,0 4,5 55 2,2 5,0 60 2,4

12

Окончание табл. 5

Расчетная ширина выработок и сопряжении в проходке, м Сопротивление анкерной крепи, кН/м* Длина анкеров, м 5,5 65 2.6 6,0 71 2.8 6.5 77 3.0 7,0 83 3,3 8.0 90 3,6

3.3.2.    В условиях горного давления средней интенсивности и интенсивного при расчетных смещениях кровли £/_м до 300 мм, в выработках и сопряжениях, охраняемых целиками шириной более 0,1#, их крепление и поддержание в течение всего срока службы следует производить одной анкерной крепью с параметрами Р_Л и 6», которые при I типе кровли принимаются в соответствии с номограммой, приведенной на рис. 1.

При II типе кровли Р_А следует принимать в соответствии с номограммой (см. рис.1), а длину анкеров - в соответствии с табл.4.

При III типе кровли сопротивление крепи и длину анкеров следует принимать на 10 % больше по сравнению с расчетными по номограмме (см. рис.1).

3.3.3.    В I и III типах кровли при увеличении сопротивления анкерной крепи по сравнению с указанными в пп. 3.3.1 и 3.3.2 минимальными величинами Ра, за счет повышения плотности установки анкеров или применения анкеров с увеличенной несущей способностью, длина анкеров может быть принята меньше на 10 % при 1,ЗР_а и на 20 % при 1,5 но не менее их минимальных величин, равных 0,35# при I типе и 0,42? при III типе кровли.

3.4. Расчет параметров крепи для магистральных выработок и сопряжений, поддерживаемых в зоне опорного давления при ширине целиков больше 0,05#, но не менее 15 м

3.4.1.    В условиях небольшого горного давления при расчетных смещениях кровли {/_ц до 50 мм крепление и поддержание всех выработок и сопряжений следует производить одной анкерной крепью, устанавливаемой в проходческом забое с параметрами сопротивления анкерной крепи Р_п и длины анкеров принимаемыми аналогично п. 3.3.1 для различных типов кровли в соответствии с таблицами 3, 4 и 5.

3.4.2.    В условиях горного давления средней интенсивности и интенсивного крепление и поддержание всех выработок и сопряжений следует производить одной анкерной крепью. При расчете анкерной крепи по смещениям £/_ц за весь срок службы параметры анкеров А и t_а следует принимать в соответствии с пп. 3.3.2 и 3.3.3.

13

УДК 622.281.74.001.24:622.831.31

Инструкция по расчету н применению анкерной крепи на угольных шахтах России. -СПб., 2000. - 70 с. ( М-во топлива и энергетики РФ. Гос. науч.-исслсд. in 1-т горн, геомех. и маркшейд. дела - Межотраслевой науч. центр ВНИМИ).

Инструкция предназначена для использования при проектировании и производстве работ по возведению и эксплуатации анкерной крепи на угольных шахтах России. Она регламентирует выбор конструкций и расчет требуемых параметров анкерной крепи и средств се усиления при составлении паспортов и проектов крепления околоствольных, магистральных и пластовых выемочных выработок и их сопряжений, а также мероприятия по обеспечению безопасности работ при установке анкерной крепи и методы и средства контроля ее надежности и работоспособности в продолжение всего срока службы выработок.

Настоящая Инструкция отменяет действие ранее разработанных нормативных документов по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах.

Инструкция является собственностью ВНИМИ и угольного Комитета Министерства топлива и энергетики РФ. Перевод ее на другие языки, тиражирование, переиздание, составление программ на ЭВМ и использование в производственной деятельности в странах СНГ и других государствах разрешается только на коммерческой основе.

Ил. 3, табл. 9, прил. 9.

СОСТАВИТЕЛ И:

(руководитель), В. Б. Артемьев, В. N. Аксененко, В. А. Борисовец,

А. В. Борисов, В. В. Беликов. В. М. Вернирор, Ю. И. Долоткин, В. Е. Зайденварр,

А. N. Злапшцкий. Л. М. Коновалов. Ю. N. Коренной, А. N. Кулнецов. Т. N. Лазаревич. К. N. Лспченко, В. С. Лудзиш, А. А. Обухов, С. N. Посыльный, А. А. Привалов,

В. В. Райский, В. И. Рева, А. В. Рслипов. М. А. Розенбаум, К N. Рупгьков, П. С. Сырки/1. А. Б. Соколов, С. А. Толмачев, В. М. Удовиченко

© Государственный научно-исследовательский институт горной геомеханики и марк шейдерского дела - Межотраслевой научный центр ВНИМИ. 2000.

ВВЕДЕНИЕ

Анкерная крепь, состоящая из анкеров, устанавливаемых и закрепляемых в пробуренных в кровлю и бока выработок скважинах, опорных элементов для анкеров и межанкерной затяжки пород на контуре, в отличие от металлических рамных и других поддерживающих крепей, сразу же после установки осуществляет связывание и упрочнение массива в кровле и боках и активно противодействует развитию их смещений и разрушения. Это преимущество позволяет при значительно меньшем расходе металла обеспечить повышение устойчивости и надежности поддержания выработок. Другим преимуществом анкерной крепи является возможность полной механизации крепления, в результате чего значительно снижается трудоемкость проходческих работ и возрастает скорость проведения выработок.

Анкерную крепь на угольных шахтах России начали применять в 50-х годах. При этом для определения условий применения анкерной крепи, расчета ее параметров и выбора паспортов крепления был разработан ряд отраслевых и бассейновых нормативно-методических документов. Для обеспечения эффективного применения анкерной крепи также были разработаны различные конструкции анкеров, верхняков и затяжек. Выполнение указанных работ обеспечило широкое промышленное внедрение анкерной крепи, которой в 1986 г. закреплено более 1000 км подготовительных выработок. Однако в последующие годы объем применения анкерной крепи стал уменьшаться и в 1994 г. составил всего 125 км или около 11% от протяженности проведенных выработок.

Такое положение связано с тем, что по действующим нормативным документам, ориентированным преимущественно на использование различных клинораспорных анкеров (АШ-1, ЭС-1М, АК-8 и др.) с несущей способностью по условию закрепления замка, как правило, не превышающей 60-70 кН, и длиной до 1,8-2 м, устанавливаемых в скважине диаметром 43 мм, крепление выработок одной анкерной крепью следовало производить только в благоприятных условиях при залегании в кровле малотрещиноватых пород прочностью свыше 30 МПа и небольшом горном давлении при поддержании выработок вне зоны влияния очистных работ. В более сложных условиях анкерную крепь рекомендовалось использовать лишь как временную при проходке и как усиливающую при рамных, бетонных или других поддерживающих крепях.

Как показал мировой опыт (США, Англия, Австралия, Германия и др.), эффективное и надежное крепление и поддержание одной анкерной крепью капитальных и подготовительных выработок и сопряжений шириной до 8-9 м в условиях залегания в кровле слабых трещиноватых пород, на больших глубинах и в различных зонах влияния очистных работ, может быть обеспечено при применении сталеполимерных анкеров, закрепляемых частично на длине более 0,5 м или по всей длине скважины быстротвердеющими смолами с несущей способностью 200-250 кН и длиной 2-3 м, усиливаемой в особо сложных условиях специальными анкера-

з

ми длиной до 5-6 м или гидравлическими стойками. Достоинством сталеполимерных анкеров также является уменьшение диаметра скважины до 26-28 мм, что при использовании зарубежного высокопроизводительного бурового оборудования и ампул с быстротвердеющими смолами позволяет сократить время бурения и установки анкера до 2-3 мин. Это, в свою очередь, обеспечивает увеличение скорости проходки выработок до 15-20 м/сутки и более.

Учитывая отмеченные достоинства, в ближайшее время предусмотрен переход на крепление и поддержание горных выработок на угольных шахтах России анкерной крепью с использованием зарубежных, а в дальнейшем аналогичных им отечественных сталеполимерных анкеров и бурового оборудования. Однако для решения этой проблемы, наряду с оснащением шахт анкерами и оборудованием, также необходима новая методика расчета требуемых параметров, выбора рациональных паспортов и конструкций анкерной крепи и контроля ее работоспособности в различных конкретных условиях, с оформлением ее в качестве нормативного документа. Поэтому в 1995 г. по заданию ОАО “Росуголь” и Госгортехнадзора России институтом ВНИМИ совместно с КузНИУИ и ПечорНИИпроек-том, производственниками и специалистами округов Госгортехнадзора для шахт Кузнецкого, Печорского бассейнов и Восточного Донбасса разработаны новые бассейновые Временные инструкции по расчету и применению анкерной крепи. В дальнейшем на основании опыта применения этих нормативных документов ВНИМИ поручено в 1999 г. разработать и передать для утверждения единую отраслевую Инструкцию по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах России.

Настоящая Инструкция по расчету и применению анкерной крепи, разработанная ВНИМИ при участии специалистов КузНИУИ, Печор-НИИпроекта, ЦАКК Кузбасса, ШахтНИУИ, производственников и Госгортехнадзора России регламентирует крепление и поддержание капитальных и подготовительных выработок и сопряжений анкерной крепью во всех типичных для шахт условиях, что позволяет решить проблему коренного повышения экономической эффективности и безопасности работ на шахтах России.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Инструкция предназначена для использования при проектировании и производстве работ по возведению и эксплуатации анкерной крепи на шахтах России в течение всего срока службы выработок во всех типичных для угольных шахт России горно-геологических и горно-технических условиях, включая условия интенсивного горного давления на больших глубинах, в слабых трещиноватых породах и при различных способах охраны от влияния очистных работ целиками и без целиков при поддержании выработок на границе с выработанным пространством.

1.2.    Инструкция регламентирует расчет требуемых параметров при проектировании, определение паспортов крепления и поддержания, выбор конструкций анкерной крепи и, при необходимости, средств ее усиления, мероприятия по обеспечению безопасности работ при установке анкерной крепи, методы и средства контроля надежности и работоспособности ее в продолжение всего срока службы выработок.

1.3.    Расчет параметров, выбор паспортов крепления и поддержания, а также конструкций анкеров, опорных элементов и затяжки в кровле и боках выработок в конкретных условиях по Инструкции производится в зависимости от размеров и формы поперечного сечения, характеристик прочности, слоистости, трещиноватости и устойчивости пород в кровле, боках и почве и интенсивности горного давления на различных стадиях ее поддержания, определяемой глубиной от поверхности и степенью влияния на выработку других выработок и очистных работ.

1.4.    Инструкцией с целью увеличения скорости проходки, снижения стоимости крепления и повышения надежности поддержания предусмотрен выбор различных паспортов крепления и поддержания выработок: с одной анкерной крепью в качестве постоянной, рассчитываемой на весь срок службы выработки; с усилением устанавливаемой при проходке анкерной крепи в условиях интенсивного горного давления и в зоне влияния очистных работ дополнительной анкерной крепью или поддерживающей крепью, преимущественно стойками. При поддержании пластовых выработок на границе с выработанным пространством для управления сдвижением и обрушением основной кровли, в паспорте также предусматривается установка специальной посадочно-защитной крепи. При этом все рекомендуемые Инструкцией паспорта и параметры крепей определены из требований обеспечения безопасности крепления при проходке и поддержании рабочего состояния кровли и боков выработок и сопряжений в продолжение всего срока службы.

1.5.    Для обеспечения экономичного крепления и надежного поддержания кровли выработок и их сопряжений анкерной крепью в типичных для шахт России условиях. Инструкцией предусмотрено преимущественное применение сталеполимерных анкеров с высокой несущей способностью с закреплением стержней в скважинах быстротвердеющими смолами на длине более 0,5 м или по всей их длине.

5

1.6.    При анкерной крепи форму выработок следует принимать, как правило, прямоугольной или трапециевидной с плоской кровлей, совпадающей с поверхностями напластования пород, а в пластовых выемочных выработках - с кровлей пласта.

В условиях залегания в кровле неустойчивых пород, образующих купола или обрушающихся в проходческом забое до установки анкерной крепи, выработки следует проходить либо с присечкой этих пород, либо в паспортах необходимо предусматривать проведение специальных мероприятий по предупреждению обрушений кровли (опережающая крепь, упрочнение пород, сводчатая форма кровли и т. п.).

1.7.    При применении анкерной крепи, наряду с выполнением установленных ПБ, ПТЭ и другими нормативными документами требований, необходимо выполнять установленные настоящей Инструкцией требования по технологии проходки, возведению крепи и контролю надежности и работоспособности анкерной крепи в продолжение всего срока службы выработок и сопряжений.

1.8.    К промышленному применению допускаются конструкции анкеров, ампулы с быстротвердеющими составами (смолами и т. п. ) и другие элементы анкерной крепи, а также приборы для оценки и контроля ее работоспособности только после получения положительных результатов их шахтных испытаний, оформленных в установленном порядке актами и сертификатами с указанием условий применения, технических характеристик и технологии установки и эксплуатации.

2. ОБЛАСТЬ И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ АНКЕРНОЙ КРЕПИ

2.1. Область действия настоящей Инструкции распространяется на горизонтальные капитальные выработки околоствольного двора, квершлаги, полевые и пластовые магистральные бремсберги, уклоны и штреки, пластовые выемочные выработки шириной в проходке до 6 м, а также на различные сопряжения этих выработок и монтажные рассечки (камеры) с расчетной шириной в проходке до 8 м, проводимые и поддерживаемые в ненадработанном и неподработанном, а также полностью надработанном и подработанном массиве на расстояниях соответственно больше ширины выработки и 12-ти мощностей пласта, с углом залегания пластов до 30°, при отношении глубины расположения от поверхности (Я, м) к расчетному сопротивлению пород в кровле (R_c, МПа) меньше 25 и следующих способах их охраны от влияния очистных работ:

-для околоствольных выработок и их сопряжений при поддержании в продолжение всего срока службы вне влияния очистных работ при ширине охранных угольных целиков больше 0,1Я, но не менее 30 м;

- для квершлагов и магистральных бремсбергов, уклонов и штреков и их сопряжений при поддержании в продолжение всего срока службы вне

6

влияния очистных работ, а также в зоне их влияния при ширине охранных целиков больше 0,05#, но не менее 15 м;

- для пластовых выемочных выработок при различных технологиях подготовки и отработки пластов: с проведением выработок в массиве и погашением за лавой; с проведением в массиве, охраной за лавой нераз-рушающимся целиком шириной больше 0,05# и больше 15 м, а затем погашаемых за смежной лавой; с проведением в массиве, охраной за лавой разрушающимся в выработанном пространстве целиком шириной 2,5-3 мощности пласта, а затем погашаемых за смежной лавой; при проведении в массиве, поддерживаемых без целика на границе с выработанным пространством, а затем погашаемых за смежной лавой; с проведением за лавой на расстоянии свыше 200 м вприсечку к выработанному пространству с защитной полосой пласта 2-3 м, а затем погашаемых за смежной лавой. На пластах, склонных к горным ударам и выбросам угля и газа, ширина целиков определяется соответствующими нормативными документами.

2.2.    Инструкция не распространяется на применение анкерной крепи в специфических и особо сложных условиях, к которым относятся: массивы с высокими геодинамическими и тектоническими напряжениями; зоны ПГД под и над целиками и краевыми частями на сближенных пластах; замки складок; дизъюнктивные нарушения с дроблеными и обводненными (капеж, струи и т.п.) породами; массивы с выветренными, пластичными и мерзлыми породами. Инструкция также не распространяется на ранее закрепленные анкерной крепью выработки.

2.3.    При применении анкерной крепи в области действия Инструкции разработка паспортов и их выполнение производятся на шахтах в установленном ПБ, ПТЭ и другими действующими нормативными документами порядке и объеме без дополнительного согласования и утверждения. При этом в условиях ударо- и выбросоопасных пластов, наряду с выполнением установленных нормативными документами мероприятий по безопасности проходки и эксплуатации выработок, на анкерах должны быть установлены демпфирующие податливые элементы.

2.4.    В области действия Инструкции уменьшение параметров анкерной крепи, крепи усиления и посадочно-защитной крепи, по сравнению с требуемыми по Инструкции, допускается производить только на основании заключений ВНИМИ и других организаций, имеющих соответствующие лицензии, и при согласовании с территориальными управлениями Госгортехнадзора России.

2.5.    За пределами действия Инструкции, а также на начальном этапе внедрения на шахте применение анкерной крепи следует производить по специальным проектам, разрабатываемым на основе рекомендаций ВНИМИ и других организаций, имеющих соответствующие лицензии, в которых с учетом специфики и сложности условий должны предусматриваться дополнительные меры безопасности и постоянные наблюдения за проявлениями горного давления и состоянием крепи для принятия, при необходимости, оперативных решений по ее усилению.

7

3. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ КРЕПИ ДЛЯ КРОВЛИ ВЫРАБОТОК И СОПРЯЖЕНИЙ

3.1. Исходные данные для расчета крепи

3.1.1.    Исходными данными, необходимыми для расчета сопротивления анкерной крепи, длины анкеров и их податливости, количества анкеров в рядах и расстояния между рядами, а также дополнительных средств усиления, являются следующие:

-условия проходки, охраны и поддержания;

-    расчетная ширина (В, м) и высота (А, м) выработок и сопряжений в проходке;

-    расчетная глубина расположения от поверхности (Я, м);

-    тип строения пород кровли;

-    класс устойчивости пород непосредственной кровли;

-    расчетное сопротивление пород кровли на сжатие (R_c, МПа);

-    расчетная несущая способность анкеров, усиливающих стоек, рам, а также посадочно-защитных крепей (Я, кН).

3.1.2.    По условиям проходки, охраны и поддержания при расчете параметров крепи рассматриваются следующие выработки и сопряжения:

-    капитальные околоствольные и магистральные выработки и их сопряжения, проводимые и поддерживаемые в ненарушенном очистными работами массиве за пределами зон опорного давления, при ширине целиков больше 0,1Я, но не менее 30 м;

-    магистральные полевые и пластовые выработки и сопряжения, проводимые в массиве, а затем поддерживаемые в зоне опорного давления от очистных работ при ширине целиков меньше 0,1 Я, но не менее 15 м;

-    пластовые выемочные выработки, проводимые в массиве, а затем погашаемые за лавой;

-    пластовые выемочные выработки и сопряжения, проводимые в массиве, охраняемые за отрабатываемой лавой целиком шириной не менее 15 м, а затем погашаемые за смежной лавой;

-    пластовые выемочные выработки, проводимые в массиве, охраняемые за отрабатываемой лавой разрушающимся в выработанном пространстве целиком шириной 2,5-3 мощности пласта, а затем погашаемые за смежной лавой (для мощных пластов ширина целика принимается 2,5-ЗА);

-    пластовые выемочные выработки, проводимые в массиве, а затем поддерживаемые на границе с выработанным пространством и погашаемые за смежной лавой;

-    пластовые выемочные выработки, проводимые за отрабатываемой лавой на расстоянии свыше 200 м или после отработки лавы вприсечку к выработанному пространству с защитной полосой угля 2-4 м и погашаемые за смежной лавой;

-    пластовые монтажные рассечки (камеры), проводимые в массиве и погашаемые лавой.

3.1.3.    Расчетная ширина всех протяженных выработок принимается

равной их максимальной фактической ширине в проходке. Расчетная ширина сопряжений с пересекающимися выработками определяется по формуле: В_с = ^/?,² + В\ , где В\ и Вг - фактическая ширина пересекающихся выработок в проходке. Расчетная ширина сопряжений с примыканием одной выработки к другой определяется по формуле: В_с =    +0,5В\ , где Bi - фак

тическая ширина основной широкой выработки, а Вг- то же, примыкающей. При этом к зоне сопряжений относятся также части примыкающих и пересекающихся выработок на протяжениях, равных 0,5 их ширины. Расчетная высота выработок и сопряжений принимается равной их максимальной фактической высоте в проходке.

3.1.4.    Расчетная глубина для сопряжений принимается равной фактической глубине от поверхности. Расчетная глубина для протяженных горизонтальных и наклонных выработок, различные участки которых находятся на разных отметках, отличающихся не более чем на 15 %, принимается равной их максимальной глубине. При большей разности отметок расчетная глубина таких выработок принимается по участкам с различными расчетными глубинами.

3.1.5.    При расчете сопротивления крепей и длины анкеров в кровле по строению пород в кровле выработок и сопряжений на высоту, равную их расчетной ширине, следует выделять три типа кровли по обрушаемости в соответствии с табл. 1.

Таблица 1

I тип кровли II тип кровли III тип кровли Однородная, из слоистых преимущественно глинистых, пссчано-глинистых и песчаных сланцев (аргиллитов и алевролитов), /?с < 60 МПа Неоднородная; над непосредственной кровлей из слоистых сланцев мощностью от 0 до 0,35 залегают массивные песчаники и известняки, преимущественно Rc > 80 МПа Однородная и неоднородная, с интенсивной кососекущей трещиноватостью в зонах тектонических пли катив ных и разрывных нарушений

3.1.6. Расчетное сопротивление пород кровли на сжатие Век следует определять как усредненное для всех слоев пород на высоту, равную ширине выработок и сопряжений по формуле:

Rc =    +    Rc₂nn ⁺ .. + Rc_n т_п) KJB,    (1)

где - /2с,; Rc₂\ /2с„ - сопротивление сжатию различных слоев пород; т\\ тг\ /и_п - мощности различных слоев пород; К_с - коэффициент, учитывающий дополнительную нарушенность кровли трещиноватостью, который следует принимать равным 0,9 для I и II типов кровли и 0,6 - для III типа.

При I типе кровли допускается определять R_c по следующей формуле:

9