Определение нагрузки на крепь протяжённой части

Вертикальных стволов (шурфов)

Расчётное горизонтальное (радиальное) давление пород Р_n, кПа (тс/м²) на крепь протяженной части вертикальной выработки при отсутствии влияния горизонтальных деформаций от воздействия очистных работ и давления воды определяется по формуле

(2.10)

где n - коэффициент перегрузки, равный 1,3;

- коэффициент условий работы крепи, зависящий от типа крепи: набрызгбетонная - = 0,5; сборная железобетонная - =0,75; монолитная - = 0,80;

n_n - коэффициент приведения к расчётному (максимальному) давлению при неравномерной эпюре нагрузок, зависящий от угла залегания пород и схемы проходки ствола (таблица 2.3);

Р^н - нормативное давление на крепь, кПа; (тс/м²), определяемое для пород первой, второй и третьей категорий устойчивости по формулам

при С ≤ 6 , (2.11)

при 10 ≥ С > 6 , (2.12)

где Δ - параметр, учитывающий технологию проходческих работ: при последовательной и параллельной схеме Δ=0; при совмещённой схеме с передвижной опалубкой при С ≤ 6 Δ=2; при 10 ≥ С > 6 Δ=3. Примечание: в формулах (2.11) и (2.12) множитель 10 вводится при единицах СИ.

r₀ – радиус выработки в свету, м.

Расчётное горизонтальное давление пород Р_n' кПа (тс/м²) на крепь вертикальной выработки в районе сопряжения на протяжении 20 м вверх и 20 м вниз от сопряжения определяется по формуле

, (2.13)

где n_nc – коэффициент перегрузки, определяемый по формуле

n_nc= n_n + (20 – z) х, (2.14)

где z – расстояние от угла сопряжения до рассматриваемого сечения в районе 20 м;

х – коэффициент перехода от протяжённого участка к району сопряжения (таблица 2.4);

- нормативное давление на крепь, кПа (тс/м²) в районе сопряжения, определяемое по формуле

(2.15)

Таблица 2.3 – Значение коэффициента n_n

Угол залегания пород, град.	Значения коэффициента n_n
Угол залегания пород, град.	параллельная и последовательная схема проходки	совмещённая схема проходки
до 10	2,0	1,75
от 10 до 35	2,50	2,0
более 35	2,75	2,25

Таблица 2.4 – Значение коэффициента х

Угол залегания пород α, град.	Значения коэффициента х
Угол залегания пород α, град.	при последовательной и параллельной схемах проходки	при совмещённой схеме проходки
до 10	0,050	0,037
более 10	0,025	0,025

Выбор и расчёт крепи вертикальных стволов

Наибольшее распространение для вертикальных стволов в настоящее время получила монолитная бетонная крепь. В меньшей степени применяется монолитная и сборная железобетонная крепь, а также набрызгбетонная. Металлическая крепь может применяться в виде чугунных тюбингов.

Крепь является главным конструктивным элементом ствола, а работа по её возведению – наиболее важным, ответственным и трудоёмким технологическим процессом. Тип и конструкцию крепи выбирают в зависимости от требуемого срока службы ствола, горных и гидрогеологических условий. Крепь должна обеспечивать надёжность работы ствола в течение всего срока службы, его минимальную стоимость и трудоёмкость её возведения, минимальный приток воды в ствол и минимальное аэродинамическое сопротивление. К крепи предъявляются повышенные требования в отношении точности её возведения. Отклонения стенок крепи по радиусу от вертикальной оси ствола не должны превышать для монолитной бетонной и железобетонной крепи ± 50 мм, для тюбинговой ± 30 мм. Остаточный приток воды в ствол глубиной до 500 м не должен превышать 5 м³/час. При большей глубине ствола допускается увеличение остаточного притока из расчёта не более 0,5 м³/час на каждые 100 м.

Расчёт толщины монолитной бетонной и набрызгбетонной крепи , мм рекомендуется определять по формуле

, (2.16)

где - коэффициент условий работы крепи, принимается равным 1,25;

r₀ - радиус ствола в свету, мм;

- коэффициент, учитывающий длительность нагрузки, принимается равным 0,85; 1,0; 1,1;

- коэффициент условия нарастания прочности бетона. Для устья ствола принимается равным 0,85, ниже - 0,95;

- коэффициент температурных колебаний, принимается равным 0,85;

R_пр - расчётное сопротивление бетона сжатию, кПа (тс/м²), принимается по таблице 2.5;

Р_n - горизонтальное давление, кПа (тc/м²);

K_р - коэффициент концентрации напряжений в конструкции крепи: на протяжённых участках ствола K_р = 1, в районе сопряжения на расстоянии Z, м от сопряжения K_р = 2 - 0,05Z;

- толщина породобетонной оболочки, принимаемая для набрызгбетона равной 50 мм, для остальных видов крепи - равной нулю.

Полученную расчётом толщину крепи следует скорректировать с рекомендациями СНиП П-94-80: на протяжённых участках ствола с жёсткой армировкой, а также для участков сопряжений ствола в породах первой, второй и третьей категорий устойчивости при отсутствии воздействий очистных работ, других выработок и водопонижения следует принимать, как правило, монолитную бетонную крепь.

Таблица 2.5 – Характеристика прочности бетона и набрызгбетона

Характеристика деформации	Значение характеристики при проектной марке бетона и набрызгбетона
Характеристика деформации	М 150	М 200	М 250	М 300	М 350	М 400	М 450	М 500	М 600	М 700
Расчётное сопротивление сжатию (призменная проч ность) R_пр, МПа	6,0	9,0	11,0	13,5	15,5	17,5	19,5	21,5	24,5	28,0
Расчётное сопротивление осевому растяжению R_р, МПа	0,63	0,75	0,89	1,0	1,1	1,2	1,35	1,45	1,55	1,6
Модуль упругости бетона Е·10^-3	21,0	24,0	26,5	29,0	31,0	33,0	34,5	36,0	38,0	40,0

В породах первой категорий устойчивости толщина бетонной крепи может быть принята по таблице 2.6.

Таблица 2.6 – Рекомендуемая толщина крепи

Глубина расположения участка ствола, м	Толщина бетонной крепи, мм при углах залегания пород, град.
Глубина расположения участка ствола, м	до 35	более 35
до 500	200	250
более 500	250	300

В породах второй и третьей категории устойчивости толщину бетонной крепи следует рассчитывать, но принимать её не менее указанной в таблице 2.6.

Если расчётная толщина бетонной крепи превышает 500 мм, то следует применять бетон более высокой марки или другой вид крепи.

В стволах с гибкой армировкой, а также в вертикальных выработках, не оборудованных подъёмными установками, при отсутствии влияния очистных работ и водопонижения, при потоке воды не более 8 м³/час в породах первой и второй категорий устойчивости следует применять либо набрызгбетонную крепь, либо комбинированную из анкеров, металлической сетки и набрызгбетона. При потоках воды более 8 м³/ч в породах первой, второй и третьей категорий устойчивости - монолитную бетонную крепь.

В породах первой категории устойчивости толщина набрызгбетонной крепи на протяженных участках принимается по таблице 2.7.

Таблица 2.7 - Рекомендуемая толщина набрызгбетонной крепи

Глубина расположения участка, м	Толщина набрызгбетонной крепи, мм при углах залегания пород, град.
Глубина расположения участка, м	до 35	более 35
до 500	80	120
более 500	100	150

В породах первой категории устойчивости для участков сопряжения ствола с другими выработками, а также в породах второй категории устойчивости на протяженных участках ствола толщину набрызгбетонной крепи следует рассчитывать. При этом толщина её не должна быть менее 150 мм на глубине до 500 м и менее 200 мм - на глубине более 500 м.

Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 462; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 3 4 5 6 789 10 11 12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!