3. Складання паспорту кріплення гірничої виробки

Відповідно до ЄПБ при проведенні виробок їх кріплення повинне виробляється вчасно і відповідно до обґрунтованого розрахунку паспорта кріплення.

У паспорті кріплення гірничих виробок проводиться:

1) графічні матеріали, що містить конструкцію і розміри кріплення в двох проекціях з деталями, що пояснюють;

2) характеристика виробки, порід і кріплення;

3) додаткові зауваження, допустимі відставання кріплення.

Паспорт складає начальник ділянки і затверджує головний інженер шахти. До початку проходки з паспортом кріплення повинні бути ознайомлені під розписку прохідники і технічний нагляд.

При складанні паспорта кріплення використовуються типові форми, застосовувані на рудниках (додаток 4).

₂₁

(35)

Рв – нормативний вертикальний тиск на 1 м виробки, кН/м

α – кут нахилу стійки кріпи до горизонтальної площини.

Максимальний згинальний момент в елементах кріплення визначається з урахуванням прийнятої схеми навантаження.

У верхнякі він складе, кН·м:

а) при параболічного навантаженні (рис. 4, б)

(36)

де - напівпроліт виробки по покрівлі начорно, м;

б) при рівномірно розподіленому навантаженні (рис. 4, в)

(37)

У стійці при наявності бічного навантаження (рис. 4, г) максимальний згинальний момент, кН·м

(38)

де - інтенсивність розрахункового бічного тиску порід на одну раму кріплення відповідно на рівні покрівлі і ґрунту виробки, кН/м.

- відстань від ґрунту виробки до точки, у якій згинальний момент має максимальне значення:

(40)

₂₀

де d_ш - діаметр шпура, м;

- питомий опір зсуву або бетону полімербетона відносно стін шпура (для вапняків і сланців - відповідно складає 1500...2000 и 1000...2000 кПа при цементному бетоні, 3000...4000 і 2000...2500 кПа при полімербетоні).

Нормативне значення несучої здатності залізобетонних і сталеполімерних анкерів Р_н приймається як менше із трьох значень Р, отриманих по (5)-(7). Для раціонального використання матеріалу стержня анкера варто підібрати глибину закладення стержня анкера у бетоні такий, щоб забезпечити умову Рсд>Рз>Рс.

Глибина закладення замка анкера у стійку зону перевіряється з умови вирива породи по конусу, і утворює який кут 45°, м:

(8)

де Р_Н - нормативна несуча здатність анкера, кН;

R_P – розрахунковий опір породи розриву, кПа;

R_P=(0,1…0,85) R_сж;

R_ст - розрахунковий опір породи стисненню, кПа.

При розрахунку анкерного кріплення за 1 розрахунковою схемою довжина анкера, м.

(9)

где b - глибина зони можливого обвалення порід, м;

ln - довжина виступаючиго зі шпура частини анкера, що залежить від її конструкції і товщини опорнопідтримуючих елементів ( l_n=0,05...0,2 м).

Глибина зони можливого обвалення порід залежить від властивостей, будівлі і характеру деформування порід і для різних умов може бути визначена так:

a) для протяжних горизонтальних виробок в умовах наявності зсуву порід, м.

₉

(10)

де В_нч – ширина виробки начорно, м;

U - зсув контуру виробки, м

б) для протяжних горизонтальних виробок, що споруджуються в умовах Кривбасу (рекомендація НДГРІ), м

(11)

де Вс – середня ширина виробки, у яких визначається типовий розмір

в) для рудників комбінату "Апатит", де основна форма втрати стійкості порід - тендітне руйнування і вивали по тріщинах, розміри зовнішньої зони порід у виробках, що знаходяться поза зоною впливу очисних робіт, визначають за формулами, м;

де I– число тріщин на 1 м породи (щільність тріщин);

г) для камерних виробок, що споруджуються у скельних тріщинуватих породах з упорядкованою природною тріщинуватістю масиву.

З умови, що навантаження на кріплення складає вагу порід, що відшарувалися, у порушеній зоні, визначають щільність розміщення анкерів, м².

(12)

де П_п - коефіцієнт перевантаження (табл. 3);

К_н - коефіцієнт надійності (прийнятий для головних розкривних виробок, рівним 1,1; для інших - 1,0);

т_у - коефіцієнт умов роботи (т_у 0,8...1,0).

₁₀

Рис. 4. Розрахункові схеми: а - трапецієподібні кріпильні рами; б - верхняка при параболічного вертикального навантаження; в - те ж при рівномірно розподіленого навантаження; г - стійки

₁₉

де, М – максимальний згинальний момент елемента кріплення, кН/м;

N – подовжні стискаючі зусилля в елементі кріплення, кН;

W, F – геометричні характеристики елементів кріплення: момент опору і міцність поперечного перерізу відповідно (геометричні характеристики металевих елементів кріплення приведені у додатку 3),м³, м²

(31)

d – діаметр елемента кріплення, м;

R_у – розрахункове опору металу кріплення вигину по межі текучості ( для сосни R_у =16 МПа; для сталі ВСТЗКИ2-1 R_у =230 МПа), кПа.

Подовжнє стискаючі зусилля в елементі кріплення (рис. 4), кН:

а) у верхнякі

(32)

де Р_б^Р – розрахункове бічне навантаження на одну раму кріплення, кН;

(33)

Р_б – нормативний бічний тиску на 1 м виробки, кН/м;

L – крок установки рам, м;

Пп – коефіцієнт перевантаження;

б) у стійці з урахуванням кута нахилу

(34)

де Р_в^Р – розрахункове вертикальне навантаження на одну кріпильну раму.

₁₈

Таблиця 3

Зсув U ,мм	коефіцієнт перевантаження ПП
	Головні виробки, що розкривні	Магістральні та інші виробки
до 50	1,25	1,10
від 51 до 200	1,10	1,05
від 201 до 500	1,05	1,00
понад 500	1,00	1,00

відстань між анкерами, м;

(13)