книги из ГПНТБ / Лебедкова А.А. Горное дело учеб. пособие

Расчетная высота свода

ê = j r

гдѳ а. - половина ширины выработки в проходке по кровле (полупродет выработки), м;

j ? - коэффициент крепости пород по классификации проф. М.М. Протодьяконова.

Для выработок со сроком службы более I года М.М. Про­ тодьяконов рекомендовал принимать

e * j ß -

Площадь параболического свода, характеризующаяся объемом давящей на крепь породы, составляет

jS= J ~Сі6

Величина горного давления определяется весом породы, заключенной в границах свода, и на I м выработки составит

Величина бокового давления определяется' по формуле дав­ ления на подпорную стенку веса сползающих призм породы, на­ груженных сверху (гипотеза П.М. Цимбарѳвича) / Рис. 56 / .

о

Рис. 56. Схема расчета горного давления со стороны кровли и боков выработки по П.М.Цимбаревичу.

Для случая равномерной нагрузки величина бокового горного давления на крепь выработки составит

Обычно боковое давление следует учитывать в выработ­ ках со значительной высотой.

При проведении выработки в твердых породах изложенный метод расчета дает приближенные результаты, так как теория давления грунта на подпорную стѳнну применима для таких по­ род с большой условностью.

Давлениѳ_пород_со стороны почвы выработки

Это давление учитывается при пучащих (глинистых) поро­ дах почвы.

Проф. П.М. Цимбарѳвич предложил упрощенную схему рас­ чета, основанную на механике грунтов. В породах почвы вслед­ ствие нагрузки сверху образуются призмы сползания h, , ока­ зывающие давление на условные подпорные стенни & 6. Непосред­ ственно в почве выработки образуются призмы выпирания ЛЬ оказывающие сопротивление (пассивный отпор) этому давлению. Если активное давление призм больше пассивного отпора, то происходит сдвиг пород внутрь выработки или возникает дав­ ление на крепь, если почва закреплена. Сдвиг пброд распрос­ траняется до некоторой глубины *£о , на ноторой пассивный отпор и активное давление уравновешиваются / Рис. 57 / .

Горное давление в наклонных выработнах ^

Над наклонной горной выработкой, также как и над гори­ зонтальной, образуется свод естественного равновесия. При этом крепь воспринимает давление породы, заключенной в этом

N -PccSoL

(JJ - f t Sen d

где

P * $ a 6 r

Рис. 57, Схемы давления пород на крепь выработки со стороны почвы.

Крепежные рамы в наклонных выработках устанавливают­ ся перпендикулярно продольной оси выработки, поэтому основ­ ной нагрузкой, воздействующей на крепь, является нормаль­

ление на крепь определяется как для вертикальной выработки, тая нан здесь имеет место горизонтальный распор пород (ре­ комендация проф. П.М. Цимбаревича

При пересечении вертикальной выработкой пород, имею­ щих неодинаковые физико-механические свойства, в расчетах принимаютоя средневзвешенные значения 2 с я и Ѵ?е/> 0ПРеДе_ ляемые

Гипотеза проф. П.М. Цимбаревича

Согласно этой гипотезы рекомендуется величину горного давления определять для каждого участка пересекаемых верти­ кальной выработкой пород в отдельности с учетом физико-меха­ нических свойств каждого слоя и воздействия на каждый слой всех вышележащих пород / Рис. 60 / .

Рис. 60. Схема к расчету гораого давления по гипотезе проф. П.М. Цимбаревича

мать наибольшее из полученных значений давлений.

Канд. техн.ваук Павловым введена поправна к формуле Цимбаревича в виде коэффициента

2,

Р*-и)(г,&,+п4г +-->ъ

Общие сведения о методах исследования горного давления

При теоретическом рассмотрении вопроса устойчивости подземной выработки решающим является распределение напря­ жений вокруг выработки и с некоторыми допущениями оно мо­ жет быть получено при помощи различных методов исследова­ ний.

Аналитический метод исследований устанавливает мате­ матическую связь между напряжением и деформациями, возникаю­ щими вокруг горных выработок в зависимости от глубины ее заложения и физико-механических свойств пород, а так же от горногеологических и производственно-технических факторов. Эти методы основаны на методах механики сплошной среды,тео­ рии упругости и пластичности, а также механики сыпучих сред.

Результатом аналитических исследований является рекоменда­ ция простых расчетных формул или сложных математических зависимостей для определения величины горного давления.

Экспериментально - лабораторвые методы увязывают тео­ ретические решения о данными непосредственных наблюдений в натурных уоловиях, позволяют вскрыть элементы механизма процессов деформаций в породах, окружающих горную выработ­ ку. іироно исподьзуютоя методы моделирования: метод экви­ валентных материалов, оптико-поляризационный метод (метод фотоупругости), метод тензометрических оегок, метод элек­

тромеханических аналогий, инерционные методы моделирования, метод компенсирующей нагрузки. Широко применяемым является оптико-поляризационный метод.

Исследования в натурных условиях имеют первостепенное звачѳвиѳ при изучении различных проявлений горного давления, механизмов деформационных процессов и формирования сил на крепь выработки. К ним отвосятоя: метод разгрузки, метод буровых скважин, звуковой метод, метод измерения величины нагрузки на деревянные и металлические стойки отоечннми ди­ намометрами, метод ивмѳревня напряжений (давления) динамо­ метрами струнного типа, метод измерения электрическими тен­ зометрами, метод измерения проволочными тензодатчиками, ме­ тод измерения нагрузки о помощь» специальной динаМометри - чѳсвой нрѳпи о регулируемой податливостью, метод фотоупругих покрытий.

КРЕПЕЖНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Общие введения

Для крепления горных выработок применяют строительные материалы, называемые крепежными. Они споообнн воспринимать значительное горвоѳ давление я противостоять воздѳйохвию под­ земных вод и шахтной атмосферы.

По вазвачению нрѳпежвыѳ материалы разделяются на

I) основные, используемые для несущих конструкций кре­ пи (дерево, металл, камень, бетон и железобетон);