книги из ГПНТБ / Широков, А. П. Теория и практика применения деревянной анкерной крепи
.pdf■J увеличением нагрузки деформация ползучести происхо
дит быстрое и прододиаетоя более длительное время.
При нагрузке 40-60 % от разрушающей деформации ползучес
ти слабь.-: пород затухает на 6-8 |
сутки, а у крепких пород - |
|
на 3-5 сутки. |
Капоодев интенсивно |
ползучесть горных пород |
происходит .в первые сутки, |
|
|
Ползучесть |
горних пород с преобладанием глинистого и |
|
серкцктовогс цемента'происходит белее интенсивно, особенно у пород с цементом контактного и перового типов. Последнее
.'шленае объясняется менее прочным ооедпаонпзм отдельных зе
рен горны пород, |
чек ара цемаьге базального типа. |
|
|
О у в е л и ч е н и е м |
нагрузки упругое тосстановленре горних |
||
пород у г еличиэается во абсолютной величине |
и сплив?' сч |
в |
|
процентном отношении от мгновенной упругом |
дефоркаче |
при |
|
эоР5.т<?тс!зухицей нагрузке. Остаточная деформация с чгтепешг-
ем нагрузка от 60 до 90 % от разсушащей возрастает •** |
II |
до 50 % от упругой нз части и енкжоотся в неправлены |
or |
слабых к более крепким породам, составляя соответственно для
песчаника XI—21 %, для алевролита - 15-30 |
дач аргиллита - |
31-60 |
|
.«гковзиноч упругое восстановление деформированных гор |
|
них пород от воличины первоначальной упругой деформации со -
ставлязт в среднем для пасчавика 61-00 %, для алевролита |
- |
72-1)0 %. Упругая часть деформации горных пород значительно |
|
превышает пластическую. На девятые сутки в зависимости от |
|
крепости горных пород и их влажности при нагрузке 60-80 |
% |
••г разрушающей, упругая деформация превышала пластическую у |
|
маенапака з 21-47 раз, у алевролита в 7-Х6 раза, у аргиллита и 4-II саз,
;-ю
Влажность способствует снижению прочности г,орннх поров,
и,увеличению их ползучести. Например, ыелковарнвотый пеона-
йьи о кремниото-серипитовкм цементом базального типа о при
месью кальцита 18-10 %), |
состоящей по обломков 50-60 % при |
||
влажноота 0„94 % или (%м ■= 900 кГ/см^, а с ,увеличением |
|||
влнжнооти на 50 % |
= 720 иГ/см*% то есть аа 20 |
нш—, |
|
|
Ползучесть же песчаника при нагрузка 80 % от. разрутар- |
||
щей |
возросла с 2,2 до 4 |
' |
i < " |
% от упругой дефорыа'даи,. Бсчедатв |
|||
вие |
|
I i ■ ■ |
|
рдвяния фактора ползучести образцы горных исрод радру, |
|||
;щались при меньшей нагрузка, чем при мгновенном их: нагру^е-
шй.
Коафф-ащеит .1<и снижения ьрочпооти горакх. аоргд т : дей ствии. ползучести а зависимости с^-рээноввднорда крепорта*
горных пород в петрографического ид состава при1злагдорти
0,156-4,7 % находится в пределах 0,65-0,75 % (ом. таО>... 7)
|
i |
. |
> |
. |
|
щвцдальвые доследования ползучести горянх порцд. |
|||
|
I |
■ |
|
'. 1 |
шахтных уодовиях производились по методике, |
разруботанярК. |
|||
докторами технических наук А.С.Бурлаковым и И,Л.Черняком |
||||
(ММ). |
|
|
|
|
1 |
В шахтных условиях наблюдения эа сдвижением контура ,ва- |
|||
• |
' |
•} |
ы..■}!■,> |
|
работки осуществлялись путем установки парных реперов, а"'за
• ’ ’ • , j. • ч ,
раослоевием кровли1путем установки глубинных, реперов •и; дрид боров Olj’K-I дли ПРК-2м конструкции КуэНИУИ.
Наблюдения имели своей целью путем сравнения графило?
чистой ползучвоти с обидим графиком; одвижений установить ы*
процентном отношении сдвижение горнихпород от 'фактора; ползу-.
Чеоти,
Графила чистой полэучеоти строились по данным скоростей сдвижений контурных реперов,
А.С.Бурчаковш и И,Я.Черняком установлено, что измене- -
ние скорости сдвинэний во время образования трещин и рассло ений при точечном их измерении на графике отражается в виде вершки ломанной линия, а сдвижение горных, пород в результа те ползучести соответствует нижним топкам ломанной кривой.
Зная общий график одвижения контура выработки, по данным скоростей сдвижения можно построить общий график одвижепия контура выработки и график сдвижения и результате ползучес
ти.
Наблюдениями еа ползучестью горных пород в шахтных условиях также было установлено, что при напряже>ншк мены».о
предела длительной прочности происходит плавное затухание деформации, Причем процент сдвижения горних пород на конту ре заработни во времени из-за различных фат пре» зависит от Ункстуры породы кровли, их крепости, петрографического соста ва, глубины расположения « сечения экрабсткч, разновидности
крегиг г. т.д.
Так, в ззвгилнциовном штреке вахты "йрчсжжоменская",
лроАдейяом по пласту Горелому с коэффашзктом крепости по
шкало прсф. М,;'А.Протодьяконива 1-1,5 ь районе расположения
выработки о установившимся горным давлением, деформация
угольной кроили штрека величиной до 20 ;£ происходила из-за ползучести, а до 80 % - а результате увеличения объема гор
ных пород при разрушений, |
„ |
В откаточном штреко, |
пройденном по пласту II Западному |
с лязффицаенгок крепости угля по шкале проф,М ,М.Яротодьяко-
ыовз .-,С (вахты'"Редаковб*, деформация угольной кровли штрека j.c.3.7льтать ползучести составила 17,54 %м была примерно
такой же, как а в вентиляционном штреке пласта Горело:: к
Другие результаты были получены пра наблюдении в шахт ных условиях за ползучеотыо горных пород.
Так, в подэтажном штреке, пройденном по пласту №10 шах
ты "Пионерка", кровля оложена аргиллитом с коэффициентом
крепости, равным 4. В этом случае деформация горпых пород на 50 % происходила в результате ползучести.
Кровля же выработки, сложенная алевролитом с коэффициен
том крепости 5-6 в условиях шахты "Редаково" (южный район),
из-за ползучести деформировалась на 40,7, а из-за увеличения объема горнах пород - на 59,3 %.
Таким образом, шахтныо наблюдения подтвердили значитель
ное влияние на ползучесть горных-пород их петрографического состава.
В породе, где цементирующее вещество было представлено
глинистыми фракциями, |
ползучэсть горных пород протекала наи |
|
более интенсивно' и резко снижалась для угольного массива |
||
§ 2 . М е т о д и к а |
о п р е д е л е н и я |
п а е в |
ые т р о в |
а в к е о й о й . к р е п и |
|
Расчетными параметрами для составления паопорта крепле ния подготовительных выработок анкерной крепью являются:
высота возможного обрушения горных пород в кровле якииботки:
глубина отжима угля в боках выработка; длина анкера в боках' и кровле выработки; прочность закрепления анкера;
площадь кровли, поддерживаемая одним анкером;
площадь бока выработки, поддерживаемая одним анкером;
шаг крепи а расстояние между анкерами в ряду.
Расчетная схема к определению параметров крепи поиве-
■•“ны' на рис. 22.
Высота возможного обрушения пород в кровле выработки
определяется из выражения:
й |
+ С |
(150) |
|
Л |
|||
|
|||
|
|
||
|
|
(151) |
|
при положительных значениях С , то есть при |
С >0 |
||
требуется анкерование боков выработки, В этом случае |
под С |
||
понимается глубина отжима угля в боках выработки. |
|
||
Рл0,22. Расчетная схема к определения параметров авнерчо'
крепи, установленной в ходовой печи на пвэогаг крутого падения
KV w K f |
|
коэффициента снижения np!iчж‘05ги горных пород |
||
|
|
|
в кровле и боках выработки, равные произведе |
|
|
|
|
нию коэффициентов |
|
|
|
|
Кт Кп (см. таол.о,?), |
|
/к |
ц /у |
- |
коэффициенты крепости горныхпород в кровле и |
|
|
|
|
болах выработки; |
* |
а |
и h |
- |
полупролет и высота выработки, ы; |
|
X- средний объемный вес пород, залегающих над выработкой до поверхности, т/м8;
И- глубина от поверхности, м;
J? - коэффициент, характеризующий наклон призмы сползания в боках выработки (принашетая в за висимости от крепости горных пород по графику рис. 23);
rW ~ коэффициент концентрации сжимающих напряжений
(принимается, по данный табл, 8).
Коэффициент apenocnuf
Рао„23.Графян зависимости г.озфФятаанта ? от коэффици ента крепости f .
145
|
|
|
|
Таблицы 8 |
Коэффициенты концентрации сжимающих напряжений |
||||
Форма выработки |
|
Отношение 2a/h |
равно |
|
|
1.0 |
’ 1,б |
2,0 |
|
|
|
|||
Круглая |
# |
2,0 |
- |
- |
Прямоугольная |
|
2,8 |
3,0 |
3,2 |
Трапециевидная |
|
2,6 |
2,7 |
- |
Сводчатая |
|
2,0 |
2,5 |
- |
Арочная |
|
1,8 |
2,0 |
|
L
Для предотвращения возможности обрушения анкера шесте о горной породой его длина должна бить больше 6 и С
на величину
Исследованиями установлено, что величина заглубления
деревянного анкера |
эа контур неупругих деформаций с & дол |
жна быть на менее 0,1-0,2 м. |
|
Величина |
складывается из толщины подхвата, затяг |
ни и дев,ты расширенной части анкера, У деревянных анкеров,
имеющих прорези на обоих концах стержня, |
величина |
|
|
складывается из толщины подхвата, |
затяжки и длины выступаю |
||
щего за контур выработки анкера, |
равного |
0,03-0,05 |
м. |
Таким образом, общая .длина анкеоа: |
|
|
|
а) в кровле выработки |
|
>м |
IIS2) |
о) в бонах выработки £ s ? C i-l? z + £ 3 ,м |
'153) |
||
-сочность закрепления анкеров, наготовленных из различ ав* пород древесина, определяется по синей, из формул, приве ченных в главе 4,
Плотность установки анкеров определяется для наиболее
невыгодны* моментов совместной работы системы ”породя-креиьа.
Таким моментом является условие, нри котором прочность за -
крапления анкера уравновешивает нагрузку, соответствующую весу пород в пределах максимально возимсяой высоты обрушения,
и обеспечивает двухкратный запас, Плотвооть установки анкеров в кровле выработка
|
|
|
Хк -В < |
(4+ caJ <<J |
(К41 |
|
|
|
|
|
|
, а * / „ f |
|
ддс |
сГ^ |
- |
объемный вес горных пород в пределах глубавн |
|||
|
|
|
анкероваяня,. т/м3 , |
|
|
|
|
|
- |
ковффияиент запаса, |
равный 2 j |
|
|
|
о< |
- |
угод наклона выработиа, граду |
|
||
|
Р |
- прочность закрепления анкера. |
|
|||
|
Плотность установки анкеров з боках выработки определя |
|||||
ется из выражения |
|
|
|
|||
|
|
Ра |
|
-----1а,уА?“ |
(155) |
|
|
|
|
|
|||
|
Ьэдавеясь лагом креня |
L |
, иля определяя его ио |
эя~ |
||
шрической |
зависимости |
|
|
|
||
Г-ГТ i ' i
£ J.5S)
147
можно найти число еякеров в ряду;
|
Л Й Л .4 /Л . “■ Щ * fi$"AL |
(157) |
где |
I - ч&ьчь периметра выработки, которая ждавши |
|
аккеровавшо.
дав пояснения расчета приведем пример.
Допустим леобходамо раеоялтать параметры паспорта креп
ления ходовой дача., проводимой по оюважине диаметром 800 мм.
йеднооть ятаста 5 м угод падания 60°. Крепость угия по
I
«шале Ы.Ы. Црлтодьлкояова 1,2 „ глубина разработки 220 м.
Ходоэпя ..ечь арочной фчрмы ямепт селение а проходке
I м2, подуиролау 0,45 ?л, высоту 1,0 м,
.Ода еоблвдекид требуемых размеров выработки в овзту предполагается использовать деревянные анкеры с мвталлячес- *~й сеткой.
I . Высоте возможного обрушения угля в кровле ходовой
печи
№ с = к ^ ( £ ^ щ ^ , 11т 35^/2 2,5 -220 %B8f,2.fOOO
Гак как в кровле в б£ках ходовой печи находится однородная Ореда - уголь, то Кх *а£ = а г 'Л* - 4 75 * ,* * £ & *
148
••анкера в кровля ночи £k - q,7$+0,1*0,O5= 0,88*
■3. Длина анкера в боках печи |
# 7S-1-0,£-Ю10 5 ~ 0 ,40 п |
||||||
4. |
Прочность закрепления анкера, |
изготовленного аа |
овеяв, |
||||
|
( |
—/• |
£ W |
|
____________ 0,17 6,75 |
|
|
|
|
|
р р р .з г п о /— L |
|
>- |
||
Р rp'\2{W+oj 2,4W-O,07 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
г=640кГ |
|
|
71h.к Ш + H* - * |
3J4-f6O.43l4O*?0-5-48) r9 ,7/7„ , |
|||||
Ш 6 |
* |
~2ГаГГ) |
" |
T iT c -Ю |
^ |
* |
|
|
|
|
in • f - d - i -7) |
20+ 40-5-43 |
0.17 |
||
|
|
|
v f d - t ) |
|
2 t e a s ) |
|
|
Плотность установки анкеров в кровле вкраОстка
|
|
& Hii-coS^j |
0-Q,73L-t*Ofr.i _ ^ |
Z |
|||
у к |
г.------------ - |
~ |
' |
' |
г |
||
э, |
Плотность установки анкеров в Оокэ.х ходовой сеча |
||||||
f s - |
± & £ jJ b i£ L ____- |
!>l-0.7$(q,69+0,5- < 2) „ |
6 л £усшп £ |
||||
|
|
Р |
|
|
|
7 ,6 4 |
|
Принимаем |
шаг крепи равным 1,1 |
м. |
|
||||
Часть периметра печи, |
подлежащая авкероваши; |
|
|||||
а) |
по кровле А к ^ 7^7.^3,14-0.4^1,25!+ |
|
|||||
б) |
в боках |
Д%- Z (h - t j - 2 (i, £~ff.4 )~ f.S * |
|
||||
?, |
Число анкеров в рядуг |
|
|
|
|||
а) |
по.кровле |
Ры ~/>н - А -Л. |
a3 , 1 f , f /,05 - 2>хн |
||||
1) |
в |
боках |
'$ -/> * |
xl- А $ |
- |
0,32- /,/* /,6& 05& * ц ~' |
|
-49