25. Расчет крепи стволов, исходные данные.

26. Расчет крепи стволов, сооружаемых бурением, определение нагрузок на крепь.

С точки зрения расчета крепи можно выделить три стадии проходки ствола:

- на первой стадии происходит бурение ствола, причем ствол заполнен глинистым раствором .

- на второй стадии в стволе монтируется колонна крепи и зазор между крепью и породой цементируется, при этом напряженно-деформированное состояние крепи остается неизменным.

- на третьей стадии происходит откачка раствора из ствола, которая является очевидной причиной деформирования крепи.

Порядок расчета крепи ствола следующий :

-находятся коэффициенты передачи внутренних напряжений

-находятся напряжения на контактах слоев как сумма начальных и снимаемых

- Находятся нормальные тангенциальные напряжения на внутреннем и внешнем контурах сечения кождого слоя

- производится проверка прочности крепи

27. Расчетная схема жесткой рамной крепи. Характеристики эквивалентного слоя и как они определяются?

Рис. 7.3. Схема четырехшариириой рамной крепи (а) и расчетная схема (б):

Рамная крепь горизонтальных выработок при расчете заменяется эквивалентным ей слоем с приведенными характеристиками, определяемыми по формулам: приведенная толщина:

J —момент инерции поперечного сечения рамы; А — площадь поперечного сечения рамы;

приведенный модуль деформации:

где Е —модуль деформации(упругости) материала рамы; а— шаг установки рам.

Указанный эквивалентный слой с приведенными характеристиками рассматривается как элемент расчетной схемы. Определяются коэффициенты передачи нагрузок, напряжения на контактах слоев и, наконец, нормальные тангенциальные напряжения на внутреннем и внешнем контуре рассматриваемого эквивалентного слоя в поперечном сечении крепи.

Внутренние силы в попереч­ных сечениях рам определяются по формулам:

продольные силы

изгибающие моменты

W—момент сопротивления поперечного сечения рамы.

28. Расчетная схема крепи. Виды нагрузок и воздействий.

Механика подземных сооружений исследует систему – «крепь-массив» рассматривая её как единую деформированную систему, воспринимающую внешние нагрузки и воздействия . Элементы указанной : крепь и окружающей массив пород - находятся в процессе нагружения в контактном взаимодействии друг с другом .

Основной расчетной схемой крепи, которая исследуется меха­никой подземных сооружений, является схема контактного взаимо­действия крепи с деформируемым массивом пород

Различают три вида схем контактного взаимодействия крепи с массивом:

1, континуальную

2. дискретно-континуальную

3. дискретную

Континуальная схема не имеет ограничений по форме сечения выработок и применима при всех возможных видах статических, и Динамических воздействий на массив с выработкой (горное дав­ление, гидростатическое давление, сейсмические воздействия от землетрясений и массовых взрывов).

С помощью дискретно-континуальной расчетной схемы полу­чены обнадеживающие результаты применительно к шарнирной репи выработок круглого сечения.

Применение дискретных расчетных схем позволяет в принципе УЩественно расширить область применения схем контактного взаимодействия на большее число видов крепи (незамкнутые, сборные), с одной стороны, и на физически нелинейный и неодно­родный массив, с другой стороны. Следует, однако, заметить, что расчет крепи с использованием дискретных схем отличается боль­шой трудоемкостью и сложностью подготовки исходных данных для ЭВМ (причем для каждого варианта расчета), требует высо­кого класса ЭВМ и вследствие приближенности анализа точности получаемых результатов

Под нагрузкой  на крепь принимается давление, испытываемое крепью со стороны горных пород. Нагрузки на крепь определяются на базе гипотез горного давления, сформированных с учетом многочисленных экспериментальных данных или аналитических методов расчета проявления горного давления.

Как правило, горное давление создает статические нагрузки.

Динамические нагрузки вызывают также некоторые технологические процессы, например взрывание зарядов в шпурах или скважинах, посадка кровли и даже работа комбайна.