Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Определение расчётных нагрузок на конструкции подземных сооружений. Методические указания
.pdf
r1 – r0, равной 0,5 м с последующим уточнением толщины крепи;
R
)
)
Р
γ
γ
γ
γ
R(t) – радиус влияния дренажа выработки, определяемый по данным
гидрогеологических изысканий из выражения
(а – коэффициент пьезопроводности водоносного горизонта,
2
/сут; t – время от начала дренирования, сут).
м
() 1,5
tat=⋅⋅
В тех случаях, когда по расчётам Р
более Рн, в формулах (2.15) –
г
(2.16) необходимо учитывать корректировку времени, принимая время t
соответствующим моменту на 2 месяца после введения крепи в работу.
п
k
Если
Р
определяется из выражения
г
ф
< 4, то в формуле (2.15) Рг равно 0, а при
кр
k
ф
гeв
.PH=⋅γ
п
k
ф
кр
k
ф
> 100
При расчёте горизонтального давления обводненных пород в фор-
муле (2.10) вместо коэффициента n
г
n
, определяемый по формуле
н
⎡⎤
+−⋅−
10,1 3 1
⎣⎦
г
=+
1.
n
н
+−+
10,1 3
следует принимать коэффициент
н
rn
(
0н
r
()
(
(2.17)
P
0
г
н
Расчёт толщины монолитной бетонной и набрызг-бетонной кре-
пи вертикальной выработки d
⎛⎞
=⋅ −−
dtr d
кр y 0 пб
⎜⎟
⎜⎟
γ⋅γ⋅γ⋅ − ⋅
⎝⎠
, мм, следует производить по формуле
кp
γ⋅γ⋅γ⋅
123
bb b b
123 р
bb b b
R
RKP
2
1
, (2.18)
– радиус вертикальной выработки в свету, мм;
где r
0
t
– коэффициент условий работы крепи, принимается tу = 1,25;
у
,,
γγ
123
bb b
– соответственно коэффициенты, учитывающие дли-
тельную нагрузку, материал крепи и бетонирование в вертикальном
положении, принимаемые в соответствии с СП 63.13330.2012 по
проектированию бетонных и железобетонных конструкций,
0,90
= ,
1
b
R
– расчётное сопротивление бетона сжатию, МПа, для бетона
b
класса В15 R
0,9
= ,
2
b
= 8,5 МПа; В20 Rb =11,5 МПа; В25 Rb =14,5 МПа;
b
= ;
3
b
0,90
21
Kp – коэффициент концентрации напряжений в конструкции кре-
пи, принимаемый равным 1 на протяженных участках ствола и
равным (2 – 0,05z) в районе сопряжения (z – расстояние от узла
сопряжения до рассматриваемого сечения, м);
Р – горизонтальное давление, МПа (тc/м
суммарное от давления пород Р
– толщина породобетонной оболочки, образующейся за счет
d
пб
и подземных вод Рг;
п
2
), определяемое как
проникновения бетона в окружающие нарушенные породы: для
набрызг-бетона принимаемая равной 50 мм, для остальных типов
крепи – равной нулю.
Расчёт крепи ствола в породах с нарушенной связью со скальными и полускальными породами, в зонах их дробления, в сыпучих породах и пластичных глинах, а также скользящей крепи следует производить по условиям прочности на внутреннем и внешнем контурах
по рекомендациям специализированных организаций.
2.3. Определение устойчивости и нагрузок
на крепь горизонтальных и наклонных горных
выработок и камер
Расчёт устойчивости пород и их смещений. В качестве критерия устойчивости пород следует принимать величину их смещений U
на контуре поперечного сечения выработки за весь срок ее службы
без крепи в соответствии с табл. 2.6.
Таблица 2.6
Смещение U, мм
Кате-
гория
устой-
чиво-
сти
пород
III Очень неустойчивое От 200 до 500 От 100 до 200 От 300 до 500
IV Сильно неустойчивое Свыше 500 Свыше 200 Свыше 500
Оценка состояния
устойчивости
пород
I Устойчивое До 50 До 20 До 200
II Среднеустойчивое От 50 до 200 От 20 до 100 От 200 до 300
Осадочные
породы
(песчаники,
алевролиты,
аргиллиты,
известняки,
уголь и др.)
Изверженные
породы
(граниты,
диориты,
порфириты
и др.)
Соляные породы
(каменная соль,
сильвинит,
карналлит
и др.)
Отнесение выработки к той или иной категории устойчивости
следует производить по абсолютной величине максимальных смещений пород на контуре поперечного сечения, которые определяются
дифференцированно в кровле, почве и боках выработки.
22
Смещение U для горизонтальных и наклонных выработок, распо-
(
)
ложенных в осадочных и изверженных породах и вне зоны влияния
очистных работ, следует определять по формуле
– коэффициент направления смещения пород: при определе-
где k
θ
UkkkkkU
=⋅⋅⋅⋅⋅
θα
, (2.19)
нии смещений со стороны кровли или почвы (в вертикальном
направлении) k
(в горизонтальном направлении) k
– коэффициент влияния угла залегания пород и направления
k
α
= 1, при определении боковых смещений пород
θ
определяется по табл. 2.7;
θ
проходки выработки относительно простирания пород или основных плоскостей трещиностойкости, определяется по табл. 2.7;
Таблица 2.7
Направление
проходки
выработки
По простиранию
Вкрест простирания
Под углом к
простиран.
Коэффициенты k
до 20 30 40 50 60 св. 70
k
k
α
θ
1,00 0,35 0,95 0,55 0,80 0,80 0,65 1,20 0,60 1,70 0,60 2,25
0,70 0,55 0,60 0,80 0,45 0,95 0,25 0,95 0,20 0,80 0,15 0,55
0.85 0,45 0,80 0,65 0,65 0,90 0,45 1,05 0,35 1,10 0,35 0,95
и kθ при углах залегания пород α или основных
α
плоскостей трещиноватости, град
k
α
k
k
α
θ
k
k
α
θ
k
k
θ
k
α
θ
kS – коэффициент влияния размера выработки, определяемый:
k
k
α
θ
– для вертикальных смещений
0, 2 1 ;
kb=−
S
(2.20)
)
– для горизонтальных
0, 2 1 ,
kh=− (2.21)
S
(
здесь b и h – соответственно ширина и высота выработки в проходке
(вчерне), м;
k
– коэффициент воздействия других выработок, принимаемый:
в
для одиночных выработок и камер k
= 1,0; для сопряжений с од-
в
23
носторонним примыканием выработки kв = 1,4; для сложных со-
L
пряжений с примыканием выработок в виде двустороннего заезда или пересекающихся выработок k
= 1,6; для параллельных
в
выработок определяется по формуле
bb
+
12
kk
=⋅
в
L
,
(2.22)
здесь L – расстояние между выработками, м;
b
+ b2 – суммарная ширина взаимовлияющих выработок в про-
1
ходке (вчерне), м;
– коэффициент, определяемый по табл. 2.8;
k
L
Таблица 2.8
Коэффициент k
Расчётная глубина
расположения выработки
от поверхности Нр, м
До 300
От 300 до 600
От 600 до 900
От 900 до 1200
Свыше 1200
Примечания:1. В числителе kL для выработок с α до 35° и в знаменателе – при α
свыше 35°.
2. kL для наклонных выработок принимается как для горизонтальных, пройден-
ных по простиранию.
для выработок
по простиранию
30
60
(300)
(600)
1,8
3,5
2,0
1,6
2,0
4,0
2,5
1,8
2,5
4,5
3,0
2,1
3,5
5,0
3,5
3,0
4,0
5,5
4,0
3,5
при расчётном сопротивлении Rс,
L
МПа (кгс/см2)
для выработок
в крест простирания
90 (900)
1,5
1,3
1,7
1,5
2,0
1,7
2,5
2,0
3,0
2,3
более
120
(1200)
1,2
1,0
1,4
1,2
1,6
1,4
1,8
1,6
2,0
1,8
30
60
(300)
(600)
1,8 1,5 1,2 1,0
2,2 1,8 1,5 1,2
2,6 2,1 1,7 1.4
3,0 2,5 2,0 1,5
3,4 2,9 2,4 1,7
90
(900)
более
120
(1200)
Uт – смещение пород, мм, принятое за типовое, определяемое по
графикам на рис. 2.2 в зависимости от расчётного сопротивления
пород сжатию R
– коэффициент влияния времени возведения крепи. Для выра-
k
t
боток, срок службы t которых более 15 лет, k
15 лет k
24
определяется по графикам на рис. 2.3.
t
и расчётной глубины расположения выработки Нр;
с
= 1, при t менее
t
U
,
T
1400
1200
)
2
1
1
/
=
=
c
R
0
1
(
1000
5
10
20
30
40
800
600
50
60
400
200
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Рис. 2.2. Графики для определения типового смещения пород Uт
k
t
2024
28
32
36 40
H
R
70
80
90
100
0
1
1
=
c
R
1
1
(
1800
p
0
6
=
c
2
)
/
0
0
Hp,
0
0
1
2
2
3
3
456789101112131415
4
t
,
Рис. 2.3. Графики для определения коэффициента kt
при t от 1 года до 15 лет
25
Смещения U для соляных и подобных им пород следует опре-
)
20
60
40
80
100
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
H
p
R
c
20
60
40
80
100
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
P
делять по формуле:
где
500 1 0,07 ,Ubtk
=⋅ε⋅+ ⋅
– относительная деформация пород за первый год службы вы-
ε
θ
(
θ
(2.23)
в
работки, определяется по графику на рис. 2.4;
b – ширина выработки в проходке (вчерне), м;
t – срок службы выработки, лет;
– обозначение то же, что в формуле (2.19) для определения
k
в
смещений в осадочных породах.
Рис. 2.4. График для определения εθ
Расчёт давления горных пород на крепь горизонтальных и наклонных выработок, за исключением рамных податливых, определя-
ется дифференцированно в кровле и почве (в вертикальном направлении), в боках (в горизонтальном направлении), а при угле падения пород α от 20 до 50° и по нормали к напластованию по формуле
н
где γ
– коэффициент надёжности по нагрузкам, принимается по
f
mP=γ ⋅γ ⋅ ⋅
, (2.24)
вfn
табл. 2.9;
26
γn – коэффициент надёжности по ответственности; принимается для
главных вскрывающих выработок γ
– коэффициент условий проведения выработок, принимается
m
в
= 1 при буровзрывном способе, а при комбайновом способе
m
в
проведения выработок принимается по табл. 2.10;
н
Р
– нормативная нагрузка на крепь, кПа (тс/м2).
= 1,1; для остальных γn =1;
n
Таблица 2.9
Коэффициент γ
Смещение U, мм
До 50 1,25 1,10
От 50 до 200 1,10 1,05
От 200 до 500 1,05 1,00
Свыше 500 1,00 1,00
Отношение Н
Коэффициент mв 0,6 0,8 0,9 1,1
До 16 От 16 до 20 От 20 до 25 Свыше 25
р/Rc
Главные вскрывающие
выработки
f
Магистральные и другие
выработки
Таблица 2.10
Нормативная нагрузка Pн определяется по графику на рис. 2.5 в
зависимости от смещений U с учётом смещений до установки крепи
, сжатия забутовочного материала Uз и конструктивной податливо-
U
t
сти крепи U
.
кр
Рис. 2.5. Графики для определения нормативной нагрузки на крепь
27
Смещения Ut, происходящие до установки крепи, определяются
по формуле
– коэффициент влияния времени на смещение пород, определя-
где k
t
UUk=⋅
tt
,
ется по графику рис. 2.6.
Рис. 2.6. Графики для определения коэффициента kt при t менее 1 года
Смещения Uз, компенсируемые за счет сжатия забутовочного материала, зависят от сжимаемости материала, толщины забутовочного
слоя и расчётной нагрузки на крепь и определяются опытным путем.
Для забутовочного материала из дроблёных пород при отсутствии
опытных данных U
допускается принимать равным 25 % толщины
з
забутовочого слоя.
Конструктивная податливость крепи U
принимается по её тех-
кр
нической характеристике. Для монолитных бетонных и железобетонных типов крепи при определении конструктивной податливости
следует учитывать величину усадки и ползучесть бетона при
U
кр
твердении, которую следует принимать: для однопутевых выработок
равной 20 мм, для двухпутевых – 40 мм.
28
Расчётная нагрузка на 1 м выработки на рамную податливую
крепь со стороны кровли и почвы (при замкнутой конструкции кре-
пи) определяется по формуле
Р = γ
где коэффициенты γ
, γn, mв имеют те же значения, что и в формуле
f
· γn· mв· bпр· Pн, (2.25)
f
(2.24).
Расчётная нагрузка Р на 1 м выработки со стороны боков опреде-
ляется по формуле
Р = γ
где b
и hпр – ширина и высота выработки в проходке, м;
пр
н
P
нормативная нагрузка, определяется по графикам на рис. 2.7
· γn· mв· hпр· Pн, (2.26)
f
в зависимости от смещений U и ширины выработки в проходке.
При ширине выработки менее 4 м и более 6 м нормативную нагрузку P
н
необходимо принимать по линейной интерполяции.
Рис. 2.7. Графики для определения нормативной нагрузки
на податливую крепь
Определение давления горных пород на крепь камер. Расчёт
нагрузок на крепь камер следует производить:
29
– для протяжённых камер (при отношении длины камеры к её ши-
B
B
рине более 5), как для протяженных горных выработок;
– для камер ограниченной длины по формуле
PkkР=⋅⋅
кснвк
, (2.27)
где Р – расчётная нагрузка, определяемая как на крепь протяженной
выработки;
k
– коэффициент снижения нагрузок на крепь камер, определя-
сн
ется в зависимости от категории устойчивости пород по рис. 2.8;
k
– коэффициент влияния выработок, примыкающих к длинной
вк
стороне камеры, определяется в зависимости от соотношения пролётов камеры (В
) и примыкающей выработки (Вв) по табл. 2.11.
к
Рис. 2.8. Графики для определения коэффициента kсн:
Lк – длина камеры; Вк – ширина камеры;
I, II, III, IV – категории устойчивости пород
Таблица 2.11
Отношение
При одностороннем
Коэффициент
kвк
Примечание. Коэффициент kвк = 1, если примыкающие выработки расположены
с торцов камеры.
30
примыкании выработки
При двустороннем
примыкании выработок
к
в
1 2 3 4
1,4 1,2 1,1 1,05
1,6 1,3 1,15 1,1
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]