РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ КРЕПИ ДЛЯ КРОВЛИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

I. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА КРЕПИ

1. Исходные данные, для расчета сопротивления анкерной крепи, длины анкеров и их податливости, количества анкеров в ряду и расстояния между рядами, дополнительных средств усиления:

1) условия проходки, охраны и поддержания горных выработок;

2) расчетная ширина (В, м) и высота (h, м) горных выработок и сопряжений в проходке;

3) расчетная глубина расположения горных выработок от поверхности (Н, м);

4) тип строения пород кровли горных выработок;

5) класс устойчивости пород непосредственной кровли горных выработок;

6) расчетное сопротивление пород кровли горных выработок на одноосное сжатие, (R_с, МПа);

7) расчетная несущая способность анкеров, усиливающих стоек, рам, посадочно-защитных крепей (N, кН).

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

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

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

3) пластовые выемочные горные выработки, проводимые в массиве, а затем погашаемые за лавой;

4) пластовые выемочные горные выработки, проводимые в массиве на надработанных и подработанных участках шахтного поля, а затем погашаемые за лавой;

5) пластовые выемочные горные выработки, проводимые по нижним слоям мощных пластов;

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

7) пластовые выемочные горные выработки, проводимые в массиве на ударо- и выбросоопасных пластах, а затем погашаемые за лавой;

8) пластовые выемочные выработки, проводимые в массиве и охраняемые, целиками, а затем погашаемые за смежной лавой на ударо- и выбросоопасных пластах;

9) на пластах, склонных к горным ударам и выбросам угля и газа, ширина целиков определяется согласно действующим нормативным документам;

10) пластовые выемочные выработки, проводимые в массиве и охраняемые за отрабатываемой лавой разрушающимся в выработанном пространстве целиком угля шириной (2, 5–3, 0) m, где m – мощность пласта, а затем погашаемые за смежной лавой (для мощных пластов ширина целика принимается (2, 5–3, 0)h, где h – высота выработки, м);

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

12) пластовые выемочные выработки, проводимые за отрабатываемой лавой на расстоянии свыше 200 м или после отработки лавы вприсечку к выработанному пространству с защитной полосой угля шириной 2–3 м и погашаемые за смежной лавой;

13) пластовые монтажные рассечки (камеры), проводимые в массиве (в том числе по нижнему слою мощных пластов) и погашаемые за лавой;

14) разрезные печи, очистные камеры и заходки при системах разработки короткими забоями;

15) пластовые демонтажные камеры.

 

3. Расчетная ширина протяженных горных выработок принимается равной их максимальной фактической ширине в проходке. Расчетная ширина сопряжений пересекающихся горных выработок, B_c, м, определяется по формуле

, (1)

где В₁ и В₂ – фактическая ширина пересекающихся горных выработок в проходке, м.

Расчетная ширина сопряжений с примыканием одной горной выработки к другой (основной) определяется по формуле

, (2)

где В₁ – фактическая ширина основной более широкой горной выработки, м;

В₂ – фактическая ширина горной выработки, примыкающей к основной, м.

Если ширина сопряжения < 8 м, то к зоне сопряжения относятся также части примыкающих и пересекающихся выработок на протяжении равном 0, 5 их ширины. Если ширина сопряжения ≥ 8 м, то к зоне сопряжения относятся также части примыкающих и пересекающихся выработок на протяжении равном их ширине. Расчетная высота горных выработок и сопряжений принимается равной их максимальной фактической высоте в проходке.

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

5. Расчетное сопротивление пород одноосному сжатию в массиве, R_с, МПа, следует определять отдельно для кровли и боков как усредненное по залегающим литологическим разностям, вмещающих горную выработку пород, в кровле – на высоту, равную ширине протяженных горизонтальных, наклонных горных выработок, равную В, где В – ширина выработки, м; на сопряжениях – на высоту, равную 1, 5В_с, где В_с – расчетная ширина сопряжения, м. В боках учитывается прочность пород, залегающих по высоте выработки или сопряжения.

Расчетное сопротивление пород определяется:

Для кровли ; (3)

Для боков , (4)

где R_с1…R_cn– сопротивление сжатию слоев пород, МПа (при определении прочности пород по коэффициенту крепости ¦ пересчет в МПа проводят по формуле R = 10¦);

m₁, ..., m_n –мощности слоев пород, залегающих в кровле или в боках горной выработки, м.

k_с – коэффициент, учитывающий нарушенность массива пород поверхностями без сцепления, либо с малой связностью. Коэффициент k_с при отсутствии результатов по бурению с отбором керна принимается равным 0, 9 для I и II типов кровли, 0, 6 для III типа и 0, 7–0, 8 для IV типа кровли. При наличии результатов разведочного бурения при R_сравным и более 30 МПа, k_с определяется по таблице № 1 настоящего приложения. Для пород с R_с менее 30 МПа k_с определяется по таблице № 2 настоящего приложения.

 

Таблица № 1

Значения коэффициента k_спри породах с R_с равным и более 30 МПа

Среднее расстояние между поверхностями ослабления пород, м	kс
Более 1, 5 1, 5–1, 0 1, 0–0, 5 0, 5–0, 1 Менее 0, 1	0, 9 0, 8 0, 6 0, 4 0, 2

Таблица № 2

Значения коэффициента k_спри породах с R_с менее 30 МПа и в зонах тектонических нарушений

Характеристика места размещения выработки	kс
Пликативные нарушения с радиусом более 300 м или дизъюнктивные – на расстоянии свыше 4Nнор (Nнор – нормальная амплитуда нарушения до 10 м), то есть вне зоны влияния нарушений	0, 9
Пликативные нарушения с радиусом менее 300 м или в зоне влияния дизъюнктивного нарушения на расстояниях от него 4Nнор до Nнор	0, 6
Непосредственно в дизъюнктивных нарушениях на расстоянии от них менее Nнор, в том числе в замках тектонических нарушений	0, 3

k_вл – коэффициент снижения сопротивления пород сжатию за счет воздействия влаги, указанный в таблице № 3 настоящего приложения, принимается в зависимости от прочности пород и учитывается только в случае длительного обводнения пород в горных выработках (более 6 мес.), для остальных условий k_вл = 1.

Таблица № 3

Значения коэффициента k_вл

Сопротивление пород одноосному сжатию в образце Rс, МПа
Значение коэффициента kвл	0, 4	0, 5	0, 6	0, 7	0, 75	0, 82	0, 86	0, 9

При однородной кровле (I тип кровли), приведенной в таблице № 4 настоящего приложения, R_c, определяется по формуле

, (5)

где R_mах и R_min – максимальное и минимальное сопротивление пород на одноосное сжатие в кровле на высоту В или 1, 5В_с, МПа.

6. Если в кровле горных выработок залегает слой прочных однородных пород с R_c > 60 МПа при соотношении ≥ 0, 5, то расчет проводят по прочности этого слоя без учета пород, расположенных выше. При больших разбросах значений мощности слоев и их прочности, необходимо принимать средние значения, если невозможно их уточнить.

Расчетное сопротивление пород кровли на одноосное сжатие в протяженных горных выработках следует считать одинаковым, если оно находится в пределах ± 30 %. При этом принимается его минимальное значение. При изменении R_сболее чем на ± 30 % последующий расчет параметров крепи ведется по отдельным участкам горной выработки.

7. При расчете сопротивления и длины анкеров, выделяют 4 типа кровли по обрушаемости, приведенные в таблице № 4 настоящего приложения.

Таблица № 4

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: