3.3. Проверочный расчет несущей конструкции сборно-разборного предохранительного полка

В соответствии с динамическими прочностными характеристиками сталей, используемых в элементах несущей конструкции предохранительного полка, производятся проверочные расчёты прочности основной секции для наиболее нагруженного участка арки. Расчётное сечение основной секции показано на рис. 2.6.

Схема сечения арки II типоразмера.

Н_а = 600 мм – высота двутаврового сечения;

В_а = 500 мм – ширина полки двутавра;

t = 60 мм – толщина полки;

d = 70 мм – толщина стенки;

h = 480 мм – высота стенки;

R₀ = 6700 мм – радиус кривизны оси арки, проходящий через центр тяжести сечения;

R₁ =6400 мм – внутренний радиус кривизны;

R₂ = 7000 мм – наружный радиус кривизны;

R₃ = 6460 мм – радиус кривизны по нижней полке;

R₄ = 6940 мм – радиус кривизны по верхней полке;

r – радиус кривизны нейтральной оси.

Площадь поперечного сечения арки II типа определяется:

Радиус кривизны нейтральной оси равен:

Тогда расстояние от нейтральной оси до оси, проходящей через центр тяжести сечения, составит:

z₀ = R₀ – r = 6700 – 6692 = 8 мм.

Определяем статический момент площади поперечного сечения относительно нейтральной оси арки:

S = F _* z₀ = 93600 _* 8 = 748800 мм³

Максимальное значение нормального напряжения от действия изгибающего момента в сечении арки будет равно:

Нормальное напряжение от продольной силы в том же сечении составит:

Тогда суммарное наибольшее напряжение в верхних (сжатых) волокнах сечения арки будет равно:

σ_max = σ₁ + σ₂ = 105,6+ 74,1= 179,7 МПа.

Найденное напряжение ниже расчетного сопротивления стали, равного

σ_р^уд = 290МПа, то есть условие прочности соблюдается:

Следовательно, принятая конструкция предохранительного полка обеспечит безопасные условия углубочных работ.

4. Породный предохранительный целик

В практике углубки вертикальных стволов в качестве средств защиты забоев широко применяются породные целики. Предохрани­тельные целики оставляются в стволах на 8 – 30 и более метров ниже отметки околоствольного двора последнего рабочего горизонта. Месторасположения защитных целиков в углубляемых стволах является стро­го определенным и не может быть изменено.

Породные целики следует сооружать в породах крепостью не ниже f = 4, монолитных, несклонных к внезапным выбросам и размоканию. Не рекомендуется располагать породные целики в трещиноватых, сло­истых породах.

В зависимости от принятого способа и схемы углубки предохра­нительные целики бывают двух типов – перекрывающие все сечение ствола и с бадьевыми проемами, которые бывают небольшими, занимаю­щими часть сечения целика на его периферии площадью 4 – 7 м², и большими, достигающими половины сечения ствола. Схемы защитных целиков показаны на рис. 4.1.

Породные целики, перекрывающие часть сечения ствола, применя­ют в случаях ведения углубочных работ непосредственно через углубляемый ствол. Бадьевый проем может иметь форму сегмента, прямоу­гольника или круга. Место расположения бадьевого проема зависит от расположения в сечении ствола отделения углубочного подъема. Бадь­евое отделение делают минимальным, но не более половины диаметра ствола. При увеличении сечения бадьевого проема в защитном целике возрастают напряжения, которые могут привести к его разрушению.

Основными достоинствами породных целиков по сравнению с пре­дохранительными полками являются меньшие затраты времени, средств, труда и материалов как при строительстве, так и при ликвидации. Предохранительные породные целики рекомендуется применять везде, где позволяют горно-геологические условия.

Предохранительные целики рассчитываются на падение груженого подъёмного сосуда, противовеса или другого предмета.