1. Выбор типа крепи и расчет ее прочных

РАЗМЕРОВ

Все расчеты по курсовой работе производятся в соответствии с Прави-

лами безопасности

1.1 Расчет горного давления. Выбор типа крепи и формы попереч-

ного сечения выработки

В качестве основных расчетных данных для определения устойчивости пород, нагрузок на крепь и параметров крепи принимаются: глубина заложе-

ния выработки и расчетное сопротивление пород сжатию.
		Rс = σс ∙ Кс, Па,	(1.1)
где	σс	- предел прочности пород при сжатии, Па;
	Кс	- коэффициент, учитывающий структурные ослабления
		массива . При заданном расстоянии между трещинами >1,5м Кс=0,8.

R_c=119∙0,8=95200000,Па

Оценку устойчивости пород в горизонтальных и наклонных выработ-

ках и выбор крепи производим по показателю устойчивости К_к

К_к=γ∙Н_Р /R_с (1.2)

Гдеγ – плотность пород, Н / м³.

По заданному значению плотности пород (ρ=2680 кг/м³)

Определяем γ:

γ = ρ ∙ g=2680∙9,81=26290,8

Н_р-глубина заложения выработки, Н_р=280 м.

К_к=26290,8 • 280 / 95200000=0,077.

По таблице 1.2 определяем вид крепи. Из полученного значения показателя устойчивости получаем анкерную крепь.

1.2 Определение прочных размеров крепи и вычерчивание проек-

ций выработки

Вначале определяем геомеханические параметры нагрузок на крепь.

1.2.1 определение высоты свода естественного равновесия, искусственного свода и интенсивности давления.

В случае, если кровля выработки неустойчива, а борта устойчивы, то крепь будет нести нагрузку со стороны свода естественного равновесия. По гипотезе проф. М.М. Протодьяконова высота свода (b) равна.

b=a/ tgφ (1.3)

где a - полу пролет выработки по кровле, a = B / 2 =1,41м;

tgφ - коэффициент внутреннего трения пород,

tgυ = (f – 1) / (f + 1),гдеf–коэффициент крепости пород
по шкале проф. М.М.Протодьяконова , для заданных условий (σсж=119Мпа) f ≈ σсж/ 10=11,9

tgφ=(11,9 - 1) / (11,9 +1)=0,84.

b= 1,41 / 0,84= 1,68

При прямоугольно-сводчатой форме сечения выработки интенсивность горного давления (q_н) составит:

q_н = (b – h₀)γ, (1.4)

где h_o- высота искусственного свода, м; для значения f=11,9

h_o=2,82 / 4 = 0,705 м.

γ- удельная масса породного массива,

q_н=(1,68 – 0,705)•26290,8=25633,53 Н / м².

1.2.2 Расчет анкерной крепи.

Применяем железнобетонный анкер.

Расчет несущей способности анкера производят из условия прочности его стержня, выполненного из стали периодического профиля, на разрыв (R_с) и сцепления бетона со стенками шпура (R_з).

R_c=πr R_pm, (1.5)

Где r - радиус стержня (из условия r ≥ 0,008м) принимаем равным 0,01м;

R_p - предел прочности стержня на разрыв, для стали периодического

профиля R_p = 270,0 Мпа;

m - коэффициент условий работы крепи (из условия m = 0,9…1,0)

принимаем 0,95.

R_c =3,14 (0,008)² • 270,0 • 0,95=0,0513 Мпа.

R_з= π • d_шп • τ • l_з • m, (1.6)

d_шп - диаметр шпура, d_шп=0,042м;

τ - сила заполнителя с породой. При водоцементном соотношении (В/Ц) равном 0,5 и марке бетона М400 τ изменяется в пределах 1,0…1,4.

Принимаем τ равной 1,0Мпа;

l_з - глубина заделки стержня за пределы границ свода естественного

равновесия, принимаем R_з равной 0,3м;

R_з = 3,14 • 0,042 • 1,0•10⁶ • 0,3 = 39,564 Мпа.

Несущую способность анкера (R_а) принимаем по наименьшему из по-лученных значений (R_c и R_з). Таким образом R_а принимаем равным 0,0513Мпа

Плотность установки анкеров на 1 м² выработки (S) составит:

S=qн nn / Pa

(1.7)

S = 25633,53 • 1,2 / 39564 = 0,778 м2

Расстояние между анкерами в ряду и между рядами анкеров (α)

α = (1 /S)0.5

(1.8)

α= (1 / 0,778)^0,5 = 1,16 м

Длину анкера определим из выражения:

lα= b + lз + l1

(1,9)

где	l1	-	Длинна выступающей из шурупа части стержня анкера
			l1 принимаем равной 0,15 м.
тогда			lα= 1,618 + 0,15 + 0,3 = 2,13 м

Построение поперечного сечения выработки производим в соответствии с требованиями правил безопасности и приведенных ниже рекомендаций (таблица. 2.1, рисунок 1).

Таблица 1.3 расчетные параметры выработки

Параметры выработки	Значения коэффициента крепости пород
	при f ≤ 12	при f >12
Высота искуственного свода, h0	B / 3	B / 4(h0=712,5)
Большой радиус закругления, R	0,692 В	0,905 В (R=2550)
Малый радиус закругления, r	0,262 В	0,173 В(r=1000)
Сечение выработки, S	B ( h2 + 0,26B	B ( h2 + 0,175B) (Sсв=6,4м2 ; Sч=7,0м2)

Параметры выработки и элементы паспорта крепления отражены на рисунке 1.1 и 1.2.