Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Широков, А. П. Теория и практика применения деревянной анкерной крепи

.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
7.05 Mб
Скачать

Г Л А В А ffl. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ АНКЕРНОЙ

КРЕПИ

§ i , и с с л е д о в а н и е

р а б о т о с п о с о б ­

н о с т и

а р к е р и о й

к р е п и

в

л а б о р а т о р н и х

у с л о в и я х

Б даоореторпн.. условиях да моделях слоис.нх салок ва гип­

совой основе исследовалось валяние предварительного натяжения

анкеров, сетки расположения и наличия подхватов ва яооущуи спо­

собность саанкаровьяних пород аргиллита, алевролита и деочаии-

ка.

Предварительно натяжение анкеров принималось равны*

0,190 кГ (а я. ,-уре 2 Т), 0,380 кГ (4 Т) 0,570 кГ (6 Т), сетка

расположения анкеров 5x5 см ( 1x1 ы), 7 ,5x7,5 см (1,5x1,5м),

10x10 см (2x2 ы), длава слоистой бздкя 29 j (5,8 м), ширина 14 ом

(2,8 м). *’оладна каждого из чогпрех слоев первояачальяо принима­

лась равней 2,5 си . (0,5 ы), ватам нкидого и верхнего

по 2 см (0,4 ы), а средних по 3 сы (0,0 и) а, наконец, нижнего

слоя при трехслойдой балке 5 см (I ы).

Несущая способность внкерьой крепи на моделях изучалась

путем сравнения несущей способности ааанкерсвалних и нез. аяие-

ровавяых слоистых балок как с незащемдеьяыми, так и о защемлен-

впив концами.

Исследованиями установлено, что наличие защемленных ков

цов кровли способствует значдтедьноыу увеличению несущей епа -

робностн за-ннерованной слоистой балки. Так, при нагрузке 39 kF

а предварительном натякаяив аикеров Р 570 яГ (6 Т) чатырзхсдой-

ними веришкаыв прогнулась на 3,3 ым, а подобная бадка с эавдм-

ившшмя воиаома при нагрузке бодай 64 кГ прогнулась всего

пй

т.Т мм.

 

Характер разрушения слоаотых балок без анкеров » усиленных

оякарщйп с металлическими вер;, ливми, заппеатшх самописцем

па

■росоз, ирвведеп аа риа, 8,

 

Стрела армий Солки / м*

Рио,8; a « диаграмма разрушат БоааанкераЕаи.н 1 одонстой балки;

б - диаграмма резруяелхя слоистой Фкдкя, ?~ари* пленной анкерами с металлическим верхняяои

На диаграмме р*о. 6,а показу» вряваа, хярактериаук/дя раэ-

ватке нагруекв е пропеба незакрепленной апквромд балл*. На див

грамме точке "э" соответствует критической разрушений-нагрузке орк прогиба 7 мч. Сразу же несло точки “в* правая рэ^во падает

ша'з, /дазвная но знечительяре сяиловеэ йзсувюй <люсобн9с*я сдо-

сстоР балки. Р то sf> рромя яр«ы« на дат мргнме ряс, 8. б, харэдте-

ни... раз? *т?р '••г.гт-уок? г ппоркбй osaRPTCff болва, яагреалев •

j

ясй евкоршог с металлическим зерхнякок, показывает, что при досуи >й5Ш критической выгрузка (точка 1 ) квс-адя способность

ба,она продолжает оставаться ь- высоксм уронно и снижается очень

медленно.

 

 

1',,огиб атой балка ао

сравнению с грпгпбсм иезаанкерован-

аий слоистой балкр ара ее

соответствующая ирг"ической нагруз­

ке з 1,4 раса ниже н равен 5 од. Пра этом критическая иэгруа-

ка слоистой балки о металлическим верхнякло!

превыпила р. 1,9 ра­

за критическую нагрузку слоистой балка без

анкеров. Несущая

способность балки, закрепленной анкерами о металлически верх-*

кявоц, после развитая в ней разрушающих трогай

от критической

нагрузки продолжала расти до прогиба тс-ки "дя

на 12 мм р иагруа

КЕ 45,9 кГ.

 

Ус. ановлено, что применение анкерной „репи в четырелелей-

ней балке, имитирующей аргиллит крепостью 220

О

кГ/сы/% позволи­

ло в зависимости от пармотргв анкерной vpeon по сравнению с ана­

логичной нозаанкерованной балкой увеличить ее несущую способ

-

яость е 1,26 -4,8 .раза, *ли на 26-390

С

увеличением предвари-

тельнс.

хатяжеаая в анкерах с О,ГЗО кГ (2

1) до 0,570

кГ

(6

Т)

«всуаая способность зааякарованшШ слоистой балки при.

и^защбм-

двинцд концах соответственно возросла в л.Зэ-1,75 раза,

или на

25-75 %,

а с защемлением в 2,45-2,55 раза,

ала на 145-155

%,

 

С изменением сетки расположения анкеров о т0хХ0

см (

2x2

).

до 5x5 сы

( Тх1 ) при предваритед* чом натяжении 0,380

кГ (

4. Т)

несущая способность слоистой балки при незащемлениых концах воз­ росла 1,26-1,52 раза, или на-26-52 %, а с защемленными -

в 1,87-2,17 раза,_ ала на 87-117 %.

Вря наличии деревянных верхияков и перпендикулярном реоцо-

лоивньп анкеров с изменением црвдпаритвльниго натяжения анкеров

ov 0,190 кГ (21) до 0,570 кГ (6Т) кес^кол способность слоговой

балка с пезащемДенмзлй котлами сгэр^оля г 2,33-3,25 репа, хяд

не 133-225 %, а с затемл»ниша в 3,5-4,42 раза, ааи.па 250-342*

Расположение боковых анкеров сод углом 45° способствовало

уволичопко вэсущей способности слоистой ( лк., пр,: изменения про-

дваритвяьного натяяеиия ликеров от 0,190

кГ (21) до 0,570 з>Г

(6Т) с невощемленнсти концами

1,43-2,0

раза, n/щ на 43-11*0 . •

а с ващемлеиашв в 2,05-2,5 раза, ада an 105-150 %.

Мптпллкчзсики верхпяки с

рзспьлспгеннье.'а псд' <д\асм 4513 ба-

воннмв винепама с дзмеиешгсч ирадвар.-.гадького латляеа^д аняеро» от О,19С и? (2Т) до 0.570 кГ (61) «япссбстаоводв уводачеячв не­

сущей спсссОиоотр слоистых более с нозащеадевиими ком vh

s

2,8 -3,7 .раза, ила на 180-270 %, а о заре«лвнн|с«а - в 4,0-4,8

р-

за, иг I на 300-380 %„ Роимеиенм метала»чвечих вс-ркалков яра

порпондикупарком расположений анкеров о рос ом нре.тьщ атпдьно-

го яагяжаняя от С, 190 нГ (2Т) до 0,570 иГ (С-1) способствовало увеличения пасущей способности слогстат балок с ябз-мемланнкчя копиями в 2,33-3,5 рана, али па I33-23G %, а с вй.чамдгитгш кон- ■клип в 3,7 -4,В ^з?а, мл» на 270-350 %.

Српвкеааем типична* результатов весдиладгшл,* .»« уезргиию-

>чам негрузвам слсасткх балок. при различней толщине от,,7пышх слоев установлено, что при прочих ранных уславши раейодоявшм в средней чаоти двух опоев толиданои!3 «м 1J,6 м) и крайня* ас

2 см (0,4 ы) во браааашш с равноезойной слоистой балкой с тод-

иакой одоев со 2,5 см (0,5 м)правело а снижении несущей способ-

поста зааваероь.диай бадна.

Например, изменение предварительного гЧтяхййия'ь анкерах о 0,190 иГ (2Т) до 0,570 кГ (6Т) цра различных параметрах анкер-

вой урепи г. сяоясгнх балках, имитирующих аргиллит крепостью

220 k^ cm2 при одинаковой толщине слоев (2,5 **), cbocoOctbob-j

увеличат. носущой способном . ах о аащемлепндаи концами на 30-

27 %,

а с нозащеылэяиьын концами на 17-28 %, ооотвэтотвенао в

едено: балках толщиной средних слоев 2 см и крайних -

2 ом

она превышала на 28-35 % а. 16-25 %,

 

 

Расположение в нижней ^ стй слепотой балки более

моицинч

слоя,

равного 5 см (I к ), по сравнению с расположением аналогич­

ного слоя в верхней части балка в зависимости от предварительно"

го натяжения анкеров, сетки их расположения и наличия варкняков

способствовало увеличение несущей способности слоистой балка

в

I ,4-2,3

раза,

 

 

 

 

 

Исследованиями било также установлено,

что при предваритель­

ном натгхевш

в анкерах 0,190 кГ (21), рас

опожемш анкеров

па

сетке 5х« с-м

( 1x1) в отсутствия епеплзния между слоями коэффици­

ент уменьшения прочности

эазикероваяной балки по сравнении

г

монолитной в среднем равен для балки с незащомлекнима йснегами

 

0,55, е

с защемленными 0,65, при предварительном натяжении в ан­

керах

570 кГ (6Т) “ соответственно 0,75-0,95, то есть

уиедп ;в~

вке предварительного натяжения в'анкерах при наличии вас млея

 

ных концов слсистой балки

приближает ее прочность к монолитной.

Влияние диаметра еяваяиа ва несущую способность баанкеро -

ванной

кровли ьоследовалооь на четнрвхслоШшх кеделях,

Разнь^й

между диаметрами окважин и анкеров принималась равной

3,6 и 12 мм

Установлено, что два анкера, расположенные посередине моде­

ли, т -•.иоообствуот увеличат® эе несущей снособяоо»:-

веэатшмймс

от равное** ди ат^ ов

анкероз

л оквалаш, С заменеалей

й;".пк*с»-*

установленных анкеров

от 2 до

ТО поя предавряхолмюя

' ■

100 кГ прогиб балла сйазился при развести

диаметров

мезду аякеоа-

ми а оиважийами 12 мы ва 45 $, 6 мм на 50

52

к 3 ма

05 %.

При расположении в кодалах пята рядов

анкеров

прочность ус­

тановленной балка приближалась к монолитной. При двух и трах ря­

дах

анкеров прогиб заанквровааной балка t с. jjnnninr. с монода? -

лой

бнд на 28-52 % выше.

В дальнейшем были продолл зм ксследопаася по устаяовдсквв

несущей способности эглнкор эааяой кровля для грех трупа

пород.

Исследования проводились на моделях с пара$пяевай соловой

для

sr-ловай лоямозадегаютх пластов.

 

При первой груше в кровле аллс'оз залегают уелч’йчирче «оии-

латныя породы мощность® бвлае З-ч м» Поя второй груда*- лепоород »

степная кровля пластов мощность» до 2-3 и продегаддода слодоти-

ми лордами, основная - устойчивыми монолитными .

При третьей группе нашервдегяенаая кр ьяя плчс?«»с ыодзовгм

2-3 м а белее, продстаидепа мвлкослоястька с/ аустойчйаымй поро­ дами,

Глубина зйавгаиза выработок от «оверхвосув р_ьяялсь 2С;’1м,

моянооть цлясуь ? к при временном сопротивления угля да адяоос -

О

пород да одноосное

сх&-

ное сжатие 100 кГ/он , Прочность гордых

()

 

 

sue изменялась от 400 до 8С0 кГ/с&Г* -

 

 

Длина анкера» пршшийдаоь равной 2

м, расотакаае no юерние

выработки 1,1 м, аэ длине - I и, Крайние ...ливры уотанавлидалаш-.

от боков выработки на расстоянии 0,35 м.

 

 

Для получения оравввтеяьных результатов ни одаои и tub

к ,

модели первоначально имктяровачяоь выработки шириной 4 ы, вроВде— вив без крепленая а о анкерной крепью. По -'ираяе' выработка уота- *анУ1вал»РЬ чотн.гч ашквва иаи баз ИлДхватОЕ* тан и с ч.^тэдд«чвс-

к ш подхвати®, Ь;с енкеры устанивллвались перпендикулярно к вровд' пласта n-is боковые - под углем 45°. Есгк выработки при

шяряяа 4 у сохранили устойчив „о состояние, то производилось ш>~

" '‘/лкаое ях расширенно до неустойчивого состояния ( до

14 м ),

I

 

 

 

Г л наблюдения за взманенном нвпроченяя в массиве пород

кровли выработки устанавливалось до

однннадвдги малогабаритных

ммкродин&иокатров хсонструнца

ИГ£ щ

А,А.Одочипског-о на раосто-

пала от сдаста 1,2,4,6 и 7,5

м.

 

 

Исследованиями установлено, что для пергой груши/

кровля ,

характеризующейся монолитными породами мощностью более

3 ", цри-

ширино выработок 4 и состояние ее а течение 10 суток было устой­ чивым независимо от того, била уотаноадгна анкерная крепь иди нет^

Рост я-нгруэкн на ыикродакаыометры # 1-5 наблюдался черва

0,5-1 су кв и в точение последующих двух-т^ех оуток стабилизкро-

велся, то ость авперозание монадатпоа,кровли не' способствовало увеличению ее несущей способности а пр"щотирщцэлп лишь раокрн -

тае треста ц вквалы отдельных нусвоз горных пород, В этом слу -

чае отсутствует аначител-ччий роот натр/уаин на анкерную нреаь.что благое^ .птствует премвйенаю деревянных анкеров.

При дальнейшем расширении выработок до 14 ы провг.ои_о их об*

оушвгшэ на 39 сутки как без аянеров, так и о анкерной крепью.

Однако характер обрушения был различным. У незаанкеровавиой кровли омо произошло нобольшшч кусками 2-3 м, г зааякероваани!

средняя част* обрушилась монолитней платой.

Обрушвпиа заалкероваиной кровли во всех случаях начиналось

>чс о рагк зтия трещин около целиков угля в местах отсутствия анке­

ров

Йа моделях производилась также нотация ".таксгой аодссред**

.ответной кровля мощность» 1,5 м (леьая даст* модели) я 3 м {аре*

team часть модели). Дал получения сравнительных данных э левой

я правой частях «сдали одна яигаботаа проходилась без крошеная,

вторая с анкзрцей крепью с металлическим веххняком и расяодояга-

Пием боковых анкеров под углом 45'*. Основная ироздя была предста*

олова монолитным пеочанииом с .л^и» 60G-8CO кГ/см*.

Исолвдованимш уставов >но, что при прочих равных уовоаиах

устойчивость выработка про "иркпгпзке" непосредственней кроада я

основной в 1,3-1,7 раза

чем прх "сшдке" отдельных слоев

меаосредотзенной

«рояли,

 

Зри ширине

ь«работаи 4 м

неззанкероваякая крсаля vipjm -

даоь через трое суток. За сутей пород обрусением рост нагрузка аа мш.роданамомегры I-? прекратился а началось ее рескос сйвз®-

апе, На мвяродяаамомегра £ 6-31, заложенные ь

осночнуг) кровл» и

ясной частп модели, негру вка ониз&азсь на 4Г-3б % .В правой

части модели нагрузка но иккр. '.звшоыетрн Я 6

-8 связалась в 1,1:-

2,3 раза, о па мпг'-родвчямоматрк 9 -II на 1£-30

%. -р/.'гм,

нака -

пение нагрузки

ынкродавимоштчпг Я 1-5 началось кссед

за

нрикожлошгек выработки, что евг.дегелзотауат е

начале раскрыла

ышфйтрощии к ошыковви несущей способности аевооредот. левой кро­ вли

За ?0 суток ‘иблздний обруювя&е заба.лерозашшй кровля как для случая "сшивки’*, ток в "яришквкн* кейосредствендва кровле к основной не произошло, В дальнейшем за 36 суток трака зырабо -

го« боле уведячона до ТО м. Непосредственная неэааййврпнанвая

£

кровля обрушилась водность», а зй&яя©ренав"ая только ч астч ао \

то з местах етоутствьк анкеров.

37

При саране выработки 10 и когааннорозанкяя нвассрвдс,'-в--а-

aar » основная кровля обрушилась да 62 оутгч в виде ст.упенча«

soro свода кпсстой 0,8 or ^драны выработки. Заанкеровацная кро-

вдя сра "аришшке" слоев непосредственной нрсвль плавно просо­

ла срез 86 суток, а цри"сшавкв" черпз 68 суток. Причем, основ­ ная кровля проезда боа образования валимых трещин

Исследования рабогоо'чсобчос' а анкерной крепи на моделях

Показала, что анкерная крепь моаег применяться для анкеровання

пород кровли в подготовительных выработках шириной 4 м кая

для случал "счалки", гак к "пришивки" пород иепосредотЕе&ноЙ кровли к основной. При исследовании на моделях устойчивости по­ род кровли ерстьей группы, цредставл/,чнсй слокотши породами мо

Цноетьэ более

3 ы, установлено, что при ширина выработки 4 м

обрус низ нижних слоев без анкеров началось на вторые оутяа.

Первойяадьно

обрушились первые дна слоя,, а на вторые супа

третий. Обрудепио кровли происходило постепенно до обравонаним свода естественного равновесия. Заанкерованпая кровля при пер*

пчядииулярном расположении анкеров без подхватов обрушлаоь на

12 у"ни, при расположении ооковнх анкеров под углом 45° че­ рез 26 суток и при наличии подхватов и расположении, б новых ан­ керов под углом 45° за период наблюдений 30 суток обрушение

.кровли не происходило Зти исследования показали, что наибольшее повышение несу­

щей способности заавкерованпой чровли > происходит при приме­

нении ме.аллических подхватов а расположении боковых анкеров под углом 45°. При такса расположения анкеров даже с.лабо,устой­ чивая мелкослолстад кровля надежно может поддврввватьоя анвир-

но;1 креяьв.

Прзвадонншя исследованиями а Я8лора¥орних уодовкях ао рц*

рвдедааию устойчявого пролета за&шшровеяпоР кровля нак дли случая ее ."сшавни", таи и "пряшизки" непосредственной...-. нровяж К основной',1установлено, что

* К* Ln , 'Я

£у~ устойчивый пролет эаанкерованной кровлями;.

1 ^- предельный пролет обнаа-енной кровля, и;

К- яозффацпеит, хграктервзугщвй отношение устобчдчот пролета обнаженной кровна к продетому

Пользуясь атоЗ зависимостью, могло по 'данным предел;чего про­

пета обнажения кровля определить устойчивый, продет sai jnepoEassoa

кровля,,Ври этом значение коэффициента

К • следует попвлнать для

случай сшивав" горвнх пород 0,5 пря

f xo« 3-€ z О,С при /,.■ >> о,

дла случая "притеки" горных пород -

0,6

прлкаличин ц освоаасй

йровдв.с . jfKp „-.. * 3-6"и 0,7 при надичиа н7осаоваой кровле пород

® /к р >

УстоГишвый пролит наэаовверйванвой вровлк по eparneasm

ваааяесаванной’«ял да 2Г ч бодез процентов ниже.

Щ &ЯТ! о д е д о в а и jr e J р а ^ о 1 1 ,:гп :о Щ ?б н о с;т ж

а я к е.р я о I . и, р, е

jbV » a

щШ"

у р'ФгР В.ЧГ^Х '

 

Наследование работоспособности авкврно* дрвгш вршхтных уо-

лсанах производилось оутм aiP-e#».*

яепиом я расодоением дровли как приобнчнпй, так я иякаряоЛ кре*

пнх«

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ