книги из ГПНТБ / Широков, А. П. Теория и практика применения деревянной анкерной крепи
.pdfяим намнем ооладпет уголь - 4У % от удельного оцепления яруййэ-
зернистого цесч.511й.;ш 13,(? кГ/см”. Эгс, по-ввдимому* объясняется шакой емач тае&остьв штнОе, имеющегося ьа станках вроснарлеино го отверстая. Бурение скважин с промывкой позволит . ^сколько уве личат* удельве» oivjn-ение ««гду це»е,т At камнем а угольным мас сивом.
Р Г
Увеличение ^ до -Д- позволило увеличить удельное, оцеп ~
луния цементного ъшня с горними породами а угольным «ассавбм
в среднем на 21--4 f что объясняется большей шерохопотостьс да-
мовуно^о дьмня. iia;'большая яелапкня сцепления стержня с дамер.тиы>
камнем получаете* ара толщине saaopa не менее 4-IO мм, а цемент!"
песчаное етплвея’-л в псвнтаняых пределах т влияет на вс.личину и
зоре. Цементный ;вс:**ор при глубине погружснзя конусе отройШШ»
7 ом обладает д-к^аточной Пластичнеом-й в. не витокает т вертя
■и'-иг Tipo(ivM,H.!'!j,,x сквазош вря следуших г-оличикех
• -д. 3),
|
|
,1 |
и |
i |
, i еклмендуо*!,.? |
!ОбДУ,ЦЧ о |
|
иг. гныг-.*ня-; щ |
~j |
для яоп^т-енг» |
|||||
грачаизтя |
-!з крепления дсА.евяйных анкеров |
в сквсжаяая |
|||||
• ! |
I |
. • |
1 |
|
г |
I |
1 |
п ■ |
-.0,5 . |
' i |
Гл |
|
|
4 |
5 |
6 |
|
— ;—,—^ |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
'0,3 . |
: М |
. .0,6 |
|
0,о |
I/O . |
„2 |
цГ ■ |
|
|
|
|
|
|
Шляние •:л/доцеменанога ычш&ения /г срочность шмевгвоге
раствора'такхе исследовалась для шданопортданддечеата «арки 400.
^адбольшез "временное оевротквлеяие да т теп ясзпрясймд от
гпзрдепм у,мели обра:щв при вйдоцементнег .■отношении 0,2. *'тадко'-применять такой цемеь.двй рас ?.оп для увеличения ' роч -
.dfepro )йк,~лш;ення анкеров нтьзясчз-зе очень малой его пляотич
и
нооти/. Погружение конуса. СтройЦНИЛа составляло "сего 1 см.
G целью повышения срока - i ужбы доревякяой. анкерной 'кропя
‘ .11» Широковым л С.И. Запреовш в 1956 г. было предложено про питывать анкеры антисептиками л усте‘излизать с опережающим тк>~
>.биком. из вяжущего раствора. В настоящее время |
анкерная крепь с |
|
применение" деревянных (вместо металлических) |
анкеров иополь - |
|
. |
■ |
О |
<дуется в Англг^ для аннерования слабоустойчивой кровли з при -
. забойном пространстве или в неблагоприятных условиях, когда
выработки про одчтся с подрывкой кровли. Б этом случае анкер - ьая крепь позволяет повысить устойчивость самого э"боя, удуч ~ шить поддержание кровли выработок з местах ■1одришш и ^опряжо-
ней ta чтреками, снизить пучение почвы. |
|
|
|
В результате применения деревянных анкеров, закрепляемая |
|
||
полимерами, плао* в местах нарушений ь.джет безопасно:' |
к эффе |
- |
|
тивно |
абатнваться о применением взрывчатых Еэщрств, |
вру«. |
- |
вых машин или комбайнов без осложнения выемки, чтj могло иметь место в случае Применения металлических аннерог
Деревянные анкеры закрепляются смесью полиэфирной смола „ катализатором, которая образует _цепленив между деревянным ан кером и стенками скважины, по всей длин», с. эржвя. Такой способ применялся раньше только для закрепления в скважинах металли - адских анкеров.
Смеоь смолы о катализ лором помечется в патроне диамат - ром 32 мы, имеющем наружное отверстие для придания'жесткост Стер» ль анкера диаметром 30 мм ицеет прямоугольный конец д;..г.- облегчения вращения с помощью .о'втветотвующей втучи; второй конец отержия замтрен под углом 25°,» что облегчает внадрс. ;ио
Рмишери Гардиэн, 1970, №6
41
ot’6ркяя в патроя со смейью, в результате чего заполняется аэор
меззду отервшем. а стенками скважины диаметром 35 мм. Этот способ авкерования вавоолия улучшить условия труда и повысить проинво-
вЛ,тельнооть-ад..оя на пластах о неустойчивой кронл-й.
Весьма перспективным . здяется применение деревянных анкеров
«Э пяастифн дрованной (прессованной)' древесины*.
Установлено, что прочность на разрыв преооованнои древесины
в неснольно^раз вьаj натуральной. Так, если временное сопротлв-
ле je на раврьз вдоль волокон у натуральной береаы около
О
ХООО кГ/сы , |
то » пгесоованноы виде та se береза имеет временное |
сопротивление |
на разрыв до 3000 кГ/ом2. и даже вшив. Уавруюаю - |
щая нагрузка |
на орез поперек волокон у анкеров из прессованной |
древесины дламятоом 40 мм составляла 6-8 т. |
|
Кроме высокой ь.еханичеокой прочности прессованная древеси |
|
на обладает |
одним важным свойством, заключающимся в способ |
ности интенсивно набухать во влажной среде и развивать дра'атоы
онсокое-давлснае до 80-100 кР/сы на стенки скважины.
^.Ир^татутом ЦНИГРИ было установлено, чт% оптимальная bj -о-
та клина дда анкеров из пресоовааной древесины доаг.етром 40 мы равняется I2-L5 л, длина 200-300 мм.
Ери таких параметрах замка несущая способность анкеров в скважинах диаметром 42-4* мм достигает 8-10 г.
,НабладЬ.Ч!Ш почаэалд. что анкеры из прессованной; древесины
белое устой;ш'-й и к загниванию. Проверкой, проведенГ 8 ЩЛГРИ
' \ ! “V"
через-2,5 года.после установка анкеров бы..j выявлено, что ков -
цы анкеров, виступающие ие скважин, набухают, покрываете" гриб ковой плесенью и частично загнивают. Та.-до часть анкеров, лото-
оая яахидитгя г скважинах признаков зегнинания не имеет.
4 А.Г.Юхимснвп, В.П.Стура. Анкерная кпоп' из п^сгр^шровзын!» •"-'бво^г.и, "Уголь", 1963, !г 9
42
Древесина этих анкеров,'набухая, полностью заио: иа? ясввреч-
вое сечение скважины по всей f ' длине и препятствует иоступло- '"Ш‘В свтчжины рудничного воздуха.
Выступающие us скважин концы ан*>ров из прессованной дре весины, находящиеся в металлических втулках или гййках, эагии- >Ванию незПлчвр'тглиоь. Анкеры-ве прессованной древесины йыеют
;высокую несущую способное» (8-^10 т) и могут уопа.пно приме
вяться для зре^ния горных выработок, проходимых в различных горно-геологд' рскйх уоловиях и имеющих срок службы дда-три года.
•А;-
Г J! л та /Г: 1У. ЙЕТйДЯКЛ РАСЧЕТА прочности закрешиш
.ДЕРЕВЯННЫХ АНКЕР® РЛЗЕШ& КОНСТРУКЦИЙ
f I . f а о.-ч т п р о ч н о с т и ' з а к ' р е а л е Н\ия
в с к is:а я |
и я а г ■ з а м к о в д е р е в я л 'а ы д |
|
а н к е р о в |
о б ы ч н о й |
к о н с т р '.у к ц и и |
Дар::вяннбя. анкерная крепь, лак правило, в шахтах Куэбасоа
применяется для гper алия горных выработок, Пройденных в креп
ком ’.ли сродней крепости угольном массиве с пределом прочности
а одноосное синтаз РО кГ/смй и более в горных породах о предв'
о
лом прочности на одноосное сжатие более ЗСЮкГ/сиА'.
3 этом случае при установке анкерной крепа внедрение стерг-
нд анкера в стенка скваьаиы не происходит, а анкер под нагрузкой
удер.гдц-затея благодаря силач трения, возникающим ыевду анкеро.ч
а стейками елтигины.
Нормальное давление деревянного анкера за стенки скважины
создается в результате усилий, возникающих иdm сжатии лоевеспна
в его замке (пио. 14,а).
Прочность закрепления ламка деревянного анкера Р3 в скважи
не определяется;с .едуадим уоавнеяием равновесия:
|
|
< Й . |
где |
силы тре~ия, действующие на поверхности гоауак-, |
|
|
та замка со стенками '•кважикы, kTj |
|
(\f |
—нормальное давление |
замка деревянного анчара |
|
яа стенки скважины, |
кГ. |
•-1Д
L,o 14. Расчетные схемы н определены-) прочности закрепления замка деревянного анкера в скважине
Из формулы (2) видно, что для определения пр-чнооти закре пления аамка деревянного анкера в скважине необходимо знать ^
эффициент трения деревянного анкера о стенки скважины для^'раз -
личных горных пород и древесины и величину нормального давления замка анкера на станки скважины в зависимости от размеров клина,
диаметров скважины и стержня анкера о учетом разновидностей дре вескны и ее влажности.
Коэффициенты трения между различными горными породами и породами древесины, между различными породами др зесинн, между листовой стальв и древесиной определены в лабораторных условиях и приведены на графинах рио. 15,16,17.
Ф1ри соределенаи коэффициентов трения трущиеся поверхности
принимались по возможности такими же, как боковая поверхность
стержней анкеров я отенок скважин.
45
а |
б |
007 0/5 а2г 0.50 W
§ У г
0.56
0.56
6154
0,06 0,14 021 Ц29 W
. |
r d.n |
п ;сд5. Ksm3>.j1!K9 нооффитента трея.ия |
+ ?р в зависимости |
от влан-нсстя древесины: а.б.вд-"'- соответственно мэкду пихтой, рчью, сосной, лиственницей я горными
raj одами; I - крупнозернистый песчаник; 2 - аргил лит алевритгстыи; 3 - аргиллит врулис зелитэвыи 4 *• с едяезернисгкй песчаник; 5 - меднозеряи-тый песчаник; 6 - i .мевный у. здь
В начертив горних пород использовалась .типичные . породе
Кузбасса;Мелкозернистый, преимуществен^ кварцевый |
песчаник |
|
: 1 |
> |
■?»: -ч<г ■ |
¥-,дарбоветнр-г;мшисгыы цементам базального типа, |
ореднр-эер’* |
|
•• - ' ... |
|
, хг&-. |
*^10*вйJ Пэечавид с. серддатово-кремнистуч,даментойj ^pynair-''^
Ц^нистЕЙ^дбЬнаник; аргиллит врупнопедитовиЛ |а^одатм^*гш’'-
п^акёч^ю’-углистого материалаЛди 10-55 Й )|^ ф та** ^вритиотШа!?;,п^воь1)^глиотого‘¥атериазш.й т.д.
<*
а |
л |
|
Рио.16. Гтенеяие коэффициент |
трэння |
$■9 |
||
J r |
в зависимости |
|||
от влажности древесины: |
а.б.в .г |
- |
иоптветстьенно |
|
между пихтой, елью, сосной, лиственницей .* пихтой I, |
||||
елью |
кедром 3, сосной 4, лиственницей 5, бере |
|||
зой 6 |
|
|
|
|
Из графиков 15,16,17 видно, что с увеличе.ием влажности
древесины возрастает коэффициент трения-
Для установления причины этого явления были проведены ла
бораторные исследования путем вытягивания деревянных анкеров
с различной влажностью древесин! из специальной трубы, состоя
щей из двух половин. Внутренне" диаметр трубы рнпялся 42 мг
длина 255 им.
Анкер со вставленным (полностью) в щель клином рапполац ся между двумя половинами трубы, и замок анкера сжимался на
сяуитоийом прессе ЛЖ. После полного сжатая замка анкера Грубу надевались кольца и анкер извлекался кэ трубы
Рио.I?. Изменение коэффициента трения |
4Тр между ксггллом |
||
и деревом в зависимости от влажности |
W |
: |
|
1, 2,34,5 и 6 - соответственно между пихтой* |
ечн» |
||
кедром, соевой, лиственницей, |
иврозой и к. гадиож |
||
<Хютром замка анкера после извлечения из грубы би л о у с - |
|||
^евез-'-зяо, что чем больше содержит влага анкер, |
тембольше про |
исходит задирание волоно; древесины в замке анкера при ее из -
влечении, что р споооботвует росту коэффидоеьгь трения»
При ша.'шости древесины II % задирания' волокон при ват»-
гивании анке]В из трубы не происходит, при влажности' же 24.62
и ,32,52 % оно имеет ярко выраженный хараътвр.
Коэффициенты вариации опыты»* данных колебались в' ловле -
льх 1,33-7,3 %ф
Нсрред&.’&шаов отвешенне находилось в прадедах 0,557-0,96,
свидз'л-ьД'.*• .•у »•“ о тесной связи между вривалейвнми лпияваками.
4?
te-; ами в сзхтннд условиях бшш гд.ае выявлено, что при
установке анкеров в сально обводненных снвакияах коэффициент
пронял снижается на 30-50 %, в слабо обводненных - ва 12-
3Q %, причем нижней предел относится к алевролиту я песчанику,
верхний аргнд-лту и угольному м-ссаву.
Для упрощения решения задачи по определения прочности закрепления зюша деревянного анкера вырезам зависимость (2)
через напряжение сжатия древесины, тогда
|
|
|
PwO'#-Ws, |
|
где |
|
напряженке древесины зоыка анкера при сжатия,кГ/см^ |
||
|
S |
- |
площадь соприкосновения заика аняера с сдь jfl Чего* |
|
|
|
|
роной скважины, ииг . |
|
Гз |
рис. |
18 получены зависимости 6с*г в? относительного |
||
сжатия |
£ |
для различных пород дорева (шах.ы,соовы,ели.кедра, |
||
лиственницы и березы) |
при влажности' .древесины 4,5-35,4 %. |
|||
Зависимости были |
построены на основании данных, подученных |
аутом раздавливания на гидравлическом' десятитонно»:-, прессе 950
образцов из различных пород дерева. Образцы вмели форму куби ков 50x50x50 мы. Размеры' кубиков быль установлены'в соответст вии с существующим стандартом.
При сопоставлении графиков, записанных самописцам пресса,
\Qi
установлено, чтоска имеют одинаковую фор&у для каждой порода древесины' (кривые параллельны)' при одной к той кв влажности я отклонение от' средней кривой в пределах 0,5 %.
Как видно «э графика рво. 18, древескча работает В предел лах пластической деформации при определенней допустимой вели -
чяне относительного сжатия € $ол , равной для бввегш 25 % ,