4. Выбор и расчет временной предохранительной крепи

Действующими правилами безопасности в угольных шахтах, работы по возведению постоянной крепи в подготовительных выработках, должны проводиться под защитой временной крепи. В качестве временной предохранительной крепи принимаются выдвижные консольные крепи с арочным перекрытием.

Равномерно распределенный вес отслоившихся пород кровли

Р_к=h_ок ,

где h_ок– средняя высота отслоившихся пород обнаженной кровли,h_ок=0,02м.

Р_к= 26,70,02 = 0,534 кПа.

Равномерно распределенная нагрузка на временную крепь равна

Р=Р_к+Р_з

где Р_з– вес затяжки единицы затянутой площади кровли, Р_з=0,625 кПа;

Р= 0,534 + 0,625 = 1,16 кПа.

Определяется усилие передаваемое от верхняка принятой постоянной крепи на выдвижную балку по формуле

Р_i=0,5(РlL+G),

где l– длинна хорды подвешиваемого криволинейного верхняка, l= 4,8 м;

L- шаг крепи,L = 0,7 м;

G– вес верхняка (из СВП -27, длинна верхняка 4,8 м),G= 1,296 кН.

Р_i= 0,5(1,164,80,7 + 1,296) = 2,6 кН.

Определение разрывного усилия в крайней к забою скобе по формуле

где b – расстояние от крайней к забою скобы до точки опирания выдвижной балки в верхняк постоянной крепи,;

– расстояние от крайней к забою скобы до точки опиранияi-го верхняка, м;

– расстояние от скобы до переднего края затяжки временной крепи,м;

– длина выдвижной балки,м;

– вес одного метра балки,кН;

кН

Определение усилия со стороны выдвижной балки на верхняк постоянной крепи по формуле

Максимальный изгибающий момент в выдвижной балке определяется по формуле

Определение радиуса стержня скобы по формуле

,

где R_s– предел прочности на растяжение материала, из которого изготовлена скоба,R_s=365 МПа;

h_c–число сечений стержня скобы,h_c=2.

м.

Проектом принимается диаметр стержня скобы 0,02м.

Требуемый момент сопротивления балки устанавливают из выражения

W_p=,

W_p==30,60 см³.

Проектом принимается вместо взятой в расчете балки из швеллера №14 с запасом прочности балка из швелера №10 с W_x=34,80см³.

9. Вероятностный метод оценки устойчивости породных обножений однопутного пластового уклона

Устойчивость пород на контуре незакрепленной выработки иногда оценивают с использованием теории вероятности и математической статистики 3. Породы на контуре выработки не разрушаются при соблюдении условия

,

где – случайное значение предела прочности вмещающих пород на сжатие или растяжение на некотором участке контура выработки;

– главное максимальное напряжение, действующее на соответствующем участке контура незакрепленной выработки.

Если случайные значения и распределяются по нормальному закону (закону Гаусса), то вероятность разрушения пород на контуре выработкиV, выраженная в долях от ее периметра и может быть определена по формуле

,

где Ф() – интеграл вероятности [3];

– характеристика безопасности, определяется из выражения

где k_п– коэффициенты вариации прочности слоистых пород при сжатии и растяжении, k_п= 0,25;

– характеристика запаса прочности пород на контуре (участке контура) выработки,

Напряжения в породах на участках контура выработки, которые испытывают сжатие, определяются из выражения

;

кН/м²;

Напряжения в породах на участках контура выработки, которые испытывают растяжение, определяются по формуле

кН/м².

Тогда для пород, испытывающих сжатие характеристика запаса прочности

характеристика безопасности

интеграл вероятности

;

вероятность разрушения пород на контуре выработки

Для пород, испытывающих растяжение характеристика запаса прочности

характеристика безопасности

интеграл вероятности

вероятность разрушения пород на контуре выработки