Расчет арочная крепь.

Арочная крепь представляет собой пространственную систему, состоящих из обычных или широкополочных двутавров или специальных профилей, соединенных связями жесткости и затяжек между ними в вид набрызгбетона.

Возведение арочной крепи из-за значительной массы составляющих ее элементов обычно выполняют с помощью специальных самоходных крепеукладчиков. Для этой цели используют буровые установки, рамы, оборудованные гидравлическими захватами на автоподатчиках манипуляторов.

В качестве расчетной схемы арочной крепи принимаем трехшарнирную арку. Активной нагрузкой является вертикальное горное давление . При расстоянии между арками с нагрузка на каждую арку составит , где – нормативное вертикальное горное давление, определяемое по формуле ,кН/м²

где – удельный вес грунта, кН/м³;

– коэффициент крепости породы в куске;

b – ширина выработки, м.;

– кажущийся угол внутреннего трения грунта, град.

Принимаем двутавар колонный №30К2 с площадью поперечного сечения А=122,7см²., моментом сопротивления W=1395см³.

Расстояние между арками принимаем c=0.5w=0.75 м.

Далее определяются изгибающие моменты и нормальные силы в 2-3 точках арки и выбирается максимальное. Расчет производим по следующим формулам:

где - стрела подъема трехшарнирной арки, м.;

Прочность сечения определяется по формуле внецентренного сжатия

Где R_y – расчетное сопротивление прокатной стали по пределу текучести, R_y=445·10³/1,15=386·10³;

А – площадь поперечного сечения, A=0,01227м²;

W_pl – пластический момент сопротивления инерции, м³, равный 1,5·W (W – момент сопротивления). W_pl=1,2·1395=1674см³

Окончательно принимаем двутавр №30 и шаг арок с=0,75м.

Расчет анкерной крепи.

Для поддержания кровли и стен выработки от обрушения и предохранения работающих в тоннеле и горной техники от вывалов грунта устраиваем временную крепь. Сущность работы анкерной крепи- металлических штанг, закрепленных в шпурах с помощью специальных замковых устройств и закрепляющих составов, - заключается в поддерживании нарушенных пород путем подвешивания к более прочным, расположенным за контуром обрушения, и создания армированного анкерами самонесущего породного свода.

Произведем расчет анкерной крепи:

Расчетная длина анкера:

ширина выработки, м;

- коэффициент, учитывающий степень трещиноватости грунта;

-коэффициент крепости грунта.

- отрезок штанги, выступающий внутрь выработки

Длина замковой части определяется расчетом.

Длина замковой части анкеров из условия равенства прочности материала штанги и усилия заанкеривания:

, , приравнивая приведенные формулы получаем:

Где -диаметр штанги, м;

-расчетное сцепление состава со штангой.

Общая длина анкера:

, принимаем 8м

Предельное расстояние между анкерами по прочности рассчитываем по формуле:

где -несущая способность анкера :

принимаем 0,75м,

- глубина заходки равная шагу арок.

Проверяем

4.2.Подбор механизмов.

Для ведения работ применяем высокопроизводительные механизмы и оборудование.

1. Проходческий комбайн Sandvik MT 520

Проходческие комбайны избирательного действия Sandvik серии MT представляют собой усовершенствованные электроприводные проходческие комбайны на гусеничном ходу, предназначенные для проходки горных выработок и туннелей механическим резанием, вместо буро-взрывных работ. Оснащенные электро-гидравлической системой, они не выделяют вредных выхлопных газов и применяются при добыче различных минералов, в угольных шахтах и при подземных строительных работах, особенно там, где требуется обеспечить заданный профиль не создавая сильные вибрации обеспечивая безопасность работ и сохраняю окружающую среду.