Определение нагрузки на крепь протяжённой части
Вертикальных стволов (шурфов)
Расчётное горизонтальное (радиальное) давление пород Рn, 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;
nn - коэффициент приведения к расчётному (максимальному) давлению при неравномерной эпюре нагрузок, зависящий от угла залегания пород и схемы проходки ствола (таблица 2.3);
Рн - 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 Рn' 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 nnc – коэффициент перегрузки, определяемый по формуле
nnc= nn + (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 nn
Угол залегания пород, град. | Значения коэффициента nn | |
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 | |
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;
Rпр - расчётное сопротивление бетона сжатию, кПа (тс/м2), принимается по таблице 2.5;
Рn - горизонтальное давление, кПа (тc/м2);
Kр - коэффициент концентрации напряжений в конструкции крепи: на протяжённых участках ствола Kр = 1, в районе сопряжения на расстоянии Z, м от сопряжения Kр = 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 | |||||||||
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) Rпр, 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 Rр, 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. | |
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. | |
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! |
Мы поможем в написании ваших работ!