tehspgrv48

зміщень порід на рівні другого вибою, а щільність п2			встановлення
засобів посилення знаходять із виразу:
п2	Р2 пNs	.	(19)
	Ns2

Величина п2 у випадку застосування засобів посилення під верхняки рам основного кріплення й під покрівлю між рамами повинна бути кратної 0,5п, тобто дорівнювати п; 1,5п; 2п. У виразі (19) Ns2 –

опір засобів посилення (кН) (див. табл. 18).

При установці рамного й анкерного кріплень під час проведення виробки розрахунок п1 і n2 ведуть також за формулами (18) і (19) , але під час визначення зміщень порід покрівлі варто враховувати вплив анкерів на породи шляхом введення множника kанк .

Якщо щільність встановлення кріплення n не більше 1 рами/м,

то його піддатливість перевіряють за умовою:
Uкр ,	(20)
де – конструктивна піддатливість кріплення, мм;

Uкр – розрахункові зміщення порід, мм.

Якщо щільність встановлення рамного піддатливого кріплення n перевищує 1 раму/м, а також якщо використовуються додаткові засоби посилення, то піддатливість кріплення перевіряється за умовою:

Uкр kос kус kанк ,

(21)

де kос,kус,kанк – коефіцієнти, які обирають залежно від щільно-

сті встановлення основного кріплення, застосованих засобів посилення й щільності анкерного кріплення (див. табл. 19-20) [5].

	Таблиця 19				- Основне кріплення
Р,		<150		200		250			300			350		450		500		550			600		700		>800
кН/м
kос		1,0		0,95		0,92			0,89			0,85		0,80		0,72		0,67			0,63		0,55		0,50
	Таблиця 20				- Засоби посилення основного кріплення
n1,		<0,5		0,5	0,8			1,0			1,1		1,25		1,33		1,43		1,67			2,0		2,5		3,0
шт/м
kус		1,0		0,95	0,92		0,89			0,85			0,80		0,72		0,67		0,63			0,55		0,50		0,50
													41

Таблиця 21 - Додаткове анкерне кріплення
Ра, кН/м	-	24-40	65	80		100	110		120		140	160
nа,	-	0,3-0,5	0,8	1,0		1,25	1,33		1,5		1,75	2,0
анкер/м
kанк	1,0	0,95	0,9	0,8		0,7	0,65		0,6		0,55	0,5
а)			б)					в)
			kос					kос
		0,8
0,9		1,0	0,9					0,9
		1,1					0,8
		1,25										0,8
		1,33					1,0
0,8		1,43	0,8					0,8				1,0
							1,1
		1,67										1,1
0,7							1,25					1,25
		2,0	0,7				1,33 0,7
							1,43					1,33
												1,43
0,6			0,6					0,6
							1,67
		2,5										1,67
0,5			0,5				2,0	0,5				2,0
0,4			0,4				2,5	0,4				2,5
СВП-17	СВП-22		СВП-17	СВП-22		СВП-33		СВП-17		СВП-22		СВП-33
СВП-19		СВП-27	СВП-19		СВП-27				СВП-19		СВП-27 2,5
Рисунок 16 – Значення kос					при використанні кріплення КМП-
		А3 з привареними планками або додатковими хо-
		мутами с замками типа: а – ЗПП; б – СЗД;

в– ЗПК, ОЗШ, АП-3У м

Увипадку, якщо умови (20, 21) не виконуються, необхідно вибрати кріплення з більшою піддатливістю або збільшити щільність засобів посилення кріплення.

Значення коефіцієнта koc в табл. 19 наведені для типового кріп-

лення, а у випадку застосування кріплення КМП-А3 із привареними упорними планками або додатковими хомутами можна використовувати графіки, які наведені на рис. 16. Значення коефіцієнта kус в табл. 20

оцінені для щільностей встановлення основного кріплення від 0,5 до 3 рам/м. Однак засоби посилення можуть мати щільність, рівну 0,5п;

42

1,0п; 1,5п; 2п, тобто від однієї стійки під прогін на дві рами до двох стійок під одну раму. Залежно від виду кріплення посилення значення коефіцієнта kус при посиленні металевого піддатливого кріплення

можна визначити за графіками, які наведені на рис. 17. У випадку встановлення проміжних рам кріплення КМП-А3 значення коефіцієнта слід визначати за графіками, що наведені на рис. 18. Коефіцієнт kанк в табл. 21 приведено у разі застосування анкерів як засіб посилення з розрахунку 1 анкер/м2 з несучою здатністю Nsа 80кН. У виробках, які закріплені рамним й анкерним кріпленням при проходці з розрахунку 1 анкер/м2, значення kанк можна прийняти за даними табл. 22 [7].

Таблиця 22 – Значення коефіцієнта kанк по С. А. Толмачеву [7]

Ширина		Значення k.анк при Н/Rс.ср, м /(МН/м2)
виробки, м	10		20	30	40		50
2,0	0,72		0,76	0,82	0,85		0,88
3,0	0,67		0,71	0,77	0,83		0,86
4,0	0,63		0,69	0,74	0,80		0,85
5,0	0,59		0,65	0,70	0,77		0,83
5,5	0,57		0,63	0,68	0,75		0,82
6,0	0,55		0,62	0,66	0,74		0,81

43

						а)									б)
		kус
													kус
			0,8
												0,8
		0,7										0,7
									1,0
		0,6											0,6
									1,25										1,0
									1,33										1,25
									1,43										1,33
										1,67									1,43
		0,5
												0,5
										2,0									1,67
																			2,0
										2,5

0,4				3,0	0,4			3,0	2,5
0,5	1,0	1,5	п1 , ст/м		0,5	1,0	1,5	п1 , ст/м

				в)																														г)
		kус																														kус
				0,8
																																		0,8
			0,7																														0,7
																																														1,0
		0,6
																																0,6														1,25
																																														1,33
																																														1,43
																									1,0
																																														1,67
																								1,25
		0,5																													0,5															2,0
																								1,33
																								1,43
																								1,67																						2,5
																			2,5		2,0
														3,0																																	3,0
		0,4																														0,4
																1,5		п1 , ст/м																								1,0
						0,5					1,0
																																					0,5
																																										п1 ,					ст/м

Рисунок 17 – Значення kус у разі посилення основного кріплення:

а – дерев'яними стояками; б – металевими стояками тертя; в – гідростояками; г – кріпленням посилення КУ

44

																																			б)
				а)
																																	kус
			kус
																														0,8
0,8
																							1,0
																							1,1
																														0,7
0,7
																							1,25
																							1,38																												1,0
																							1,43																												1,1
																																																				1,25
																																													1,43
																														0,6
0,6																																																					1,33
																																											СВП-		22					СВП-			33
			СВП-17										СВП-22																				СВП-17
																		СВП-27
																																													СВП-27
																																								СВП-19
								СВП-19
				в)
			kус
		0,8
		0,7
																																1,0
																																1,1
																																1,25
	0,6										1,43
																																		1,33
																								СВП-33
			СВП			-17						СВП-22
							СВП-19									СВП-27

Рисунок 18 – Значення kус у разі встановлення проміжних рам КМП-А3 с замками типу: а – ЗПП; б – ЗСД;

в– ЗПК, ОЗШ

4.3.3Розрахунок параметрів анкерного кріплення

На вугільних шахтах анкерне кріплення як основне використовують порівняно рідко. Параметри анкерного кріплення, зазвичай, визначають з використанням спеціальних інструкцій [15]. За спрощеною методикою [7] анкерне кріплення розраховують при зміщеннях від 100 до 300 мм, при цьому визначають два параметри: щільність встановлення анкерів па й довжину анкерів la .

Хід розрахунків для визначення щільності встановлення анке-

рів:

45

U0.кр або U0I.кр PаН Ра PаН kn knp b na Pa / Nsa ,(22)

деna – щільність встановленняанкерів на 1 м довжині виробки; Ра – навантаження на 1 м виробки, що сприймається анкерами,

кН;

Nsa – несуча здатність анкерів, яка може приймати значення від

40 до 150 кН (табл. 17).

Довжину анкерів lа треба визначити шляхом підсумовування розміру зони зруйнованих порід lв, довжини закладення анкера в міцній породі lз = 0,4 м і довжини виступаючої у виробку частини анкера lп=0,05 м. Параметр lв можна оцінити залежно від ширини виробки в проходці й податливості застосовуваних анкерів за допомогою рис. 19.

			а,		мм
																							lb, м
	150																							3
	100
																								2
		50
																								1
			0			200				400			600			800			Ра, кН/м						0				50			100
																																			а, мм
												а)																				б)

Рисунок 19 – Графік для визначення піддатливості анкеріва (а) і параметра lв (б)

4.3.4 Розрахунок параметрів рамно-анкерного кріплення

При встановленні рамного й анкерного кріплень у процесі проходки виробки можливі два варіанти її наступної підтримки в зоні впливу очисних робіт:

а) коли посилення рамного кріплення додатковими засобами спереду й за очисним вибоєм можливо;

б) коли через умови транспорту такої можливості немає.

У першому випадку, оскільки при проходці виробки вже встановлене анкерне кріплення, очікувані зміщення поза зоною впливу очисних робіт і параметри допоміжного рамного кріплення визначають у наступній послідовності:

46

U0.кр kанк PН Р n P / Ns ,

(23)

де kанк – коефіцієнт зниження зміщень за рахунок анкерування,

який наведений у табл. 21 і табл. 22 для виробок, що закріплені при проходці рамним й анкерним кріпленням з розрахунку 1 анкер/м2.

Для виробок, які підтримують у зоні тимчасового опорного тиску, визначення параметрів засобів посилення основного рамноанкерного кріплення на 1 м виробки ведуть у наступній послідовності:

(U	0.кр	U	1.кр	) k	анк	P	Н Р	n	P1 n Ns	, (24)
						1	1	1	Ns1

де Р1 – сумарне навантаження на кріплення в зоні впливу першої лави, кН/м;

n1 – щільність встановлення засобів посилення основного кріплення в зоні впливу першої лави;

Ns1 – опір засобів посилення (див. табл. 18).

Анкерне кріплення в цьому випадку не беруть до уваги, тому що взаємодія рамного й анкерного кріплень врахована при виборі щільності встановлення рамного кріплення n.

При підтримці виробок для повторного використання хід розрахунку для вибору засобів посилення основного рамно-анкерного кріплення наступний:

(U

0.кр

U

1.кр

U

2.кр

) k

анк

PН Р

n

2

P2 n Ns

, (25)

2

2

Ns2

де U2.кр – очікувані зміщення в зоні впливу опорного тиску дру-

гої лави;

Ns2, n2 – відповідно несуча здатність і щільність встановлення засобів посилення в зоні впливу другої лави.

При неможливості встановлення засобів посилення розрахунок щільності основного кріплення варто робити, виходячи з сумарних зміщень поза й у зоні впливу першого очисного вибою:

(U	0.кр	U	) k	анк	PН Р n P / N	.	(26)
		1.кр			s

Якщо при цьому виникає потреба в підтримці виробки за лавою, то розрахунок засобів посилення основного кріплення за першою лавою потрібно вести в такий спосіб [2]:

(U

0

.кр

U

1.кр

U

2

.кр

) k

анк

PН Р

n

P1 n Ns

. (27)

1

1

1

Ns1

У випадках застосування рамно-анкерного кріплення анкерне кріплення розраховують спрощено: щільність приймають рівною

47

nа = 1 анкер/м2, а довжину розраховують з використанням залежностей, які наведені на рис. 19.

5 КОНТРОЛЬНО - НАВЧАЛЬНИЙ ТЕСТ

Для успішного виконання практичного завдання й закріплення теоретичних знань студентам рекомендується відповісти на наступний тест. Звертаємо Вашу увагу, що у відповідях на питання немає ніяких обмежень, тобто на питання може бути будь-яке число правильних відповідей, у тому числі всі або жодного.

1. Із представлених варіантів відповідей виберіть способи й міри для забезпечення стійкості гірничих виробок:

1.1Визначення габаритів виробки з урахуванням призначення, виробничої потужності шахти й безпеки ведення гірничих робіт;

1.2Дотримання вимог до швидкості руху повітря в виробці;

1.3Вибір доцільного місця розміщення стосовно інших виробок

йочисних робіт;

1.4Урахування геомеханічних процесів у масиві, що вміщує виробки, при виборі форми поперечного переріза;

1.5Застосування раціонального кріплення, способів охорони й конструктивних заходів захисту виробки від гірського тиску.

2. Штучна конструкція, яка споруджується в підземних виробках для запобігання обвалення порід, зменшення зміщень породного контуру й збереження необхідних розмірів поперечного переріза, а також керування гірським тиском, називається:

2.1Обробленням виробки; 2.2 Гірничим кріпленням;

2.3Процесом кріплення.

3. До якої категорії стійкості, згідно норм, треба віднести осадові породи в місці розташування квершлагу, якщо прогнозована величина зміщень на контурі виробки (без урахування кріплення) за

весь строк її служби склала з боку покрівлі Uкр 260 мм, боків

Uб 170 мм і підошви Uпч		220 мм?
3.1	І – стійкі;	3.2 ІІ – середньостійкі;
3.3	ІІІ – нестійкі;	3.4 IV – сильно нестійкі.

4. Оцініть експлуатаційний стан дільничної підготовчої виробки, яка підтримується в зоні впливу очисних робіт, якщо проектна висота виробки у світлі Нсв 2200мм, зміщення порід покрі-

влі на рівні лави Uкр 640мм, зміщення порід підошви Uпч 210 мм,

а коефіцієнт зменшення зміщень порід покрівлі за рахунок встано-

48

влення в зоні тимчасового тиску засобів посилення кріплення kус =0,6:

4.1. Відповідає вимогам правил безпеки; 4.2 Не відповідає вимогам правил безпеки.

5.Які гірничо-геологічні фактори впливають на вибір матеріалу кріплення виробки, яка проведена в обвалених породах виробленого простору?

5.1 Спосіб проведення виробки;

5.2 Форма й розміри поперечного переріза виробки;

5.3 Положення виробки відносно очисних робіт;

5.4 Система розробки; 5.5 Місце розташування виробки відносно пласта, що надроб-

ляє.

6.Визначте щільність встановлення рам металевого піддатливого кріплення КМП-А3 зі СВП-27 з вузлом піддатливості 3ПК

увиробці, ширина якої у світлі Всв =3,5 м, розрахункове наванта-

ження Р = 310 кН/м, опір кріплення в	піддатливому режимі
Ns 300 кН:
6.1 n 0,8рам/ м ;	6.2 n 1,0рам/ м;
6.3 n 1,1рам/ м ;	6.3. n 1,25рам/ м .

7. Виберіть раціональний тип кріплення для конвеєрного ухилу, що примикає до виїмочної ділянки й підпадає під інтенсивний вплив очисних робіт, якщо в безпосередній покрівлі пласта залягає шар пісковика товщиною 0,6 м з міцністю Rc 80МПа, а

прогнозовані зміщення порід покрівлі дорівнюють Uкр 580мм, бо-

ків Uб 320 мм, підошви Uп		210мм:
7.1	КМП-А;	7.2 КМП-А5;	7.3 КМП-Т.
8. За режимом роботи розрізняють наступні види кріплення:
8.1	Ізолююче;		8.2 Обгороджуюче;
8.3	Підпірне;		8.4 Зміцнююче.
9.	У відкаточному	штреку, який	пройдений на глибині

Н=820 м у породі з розрахунковою міцністю Rc.ср 35МПа, і закріп-

лений кріпленням КМП-А3 із щільністю 1 рама/м, розрахункова щільність рам у зоні впливу першої лави перевищила 2 рами/м. Які з перерахованих нижче способів, не порушуючи пропускну здатність виробки, можна передбачити для зменшення зміщень порід покрівлі, якщо через умови транспорту встановлення додаткових стійок посередині виробки не можливе?

49

9.1Проміжні рами кріплення;

9.2Додаткові скоби вузла піддатливості;

9.3Анкери між рамами кріплення;

9.4Перекріплення виробки.

10. Під час практики студент установив нижчеподані типові порушення технології підтримки виробок, які примикають до очисних вибоїв, при відпрацьовуванні одиночного пласта. Із чим ви згодні зі студентом?

10.1Проведення виробки без запасу перетину на величину зміщень порід за весь термін служби;

10.2Невідповідність форми й конструкції кріплення характеру зміщень порід по периметру виробки;

10.3Ремонт деформованих елементів кріплення й підривки підошви в зоні впливу очисних робіт як засіб підтримки виробки в нормальному стані.

6 ПРИКЛАДИ РОЗРАХУНКІВ

Приклад 1. Пластова виробка, що погашається за очисним вибоєм, проводиться комбайновим способом за простяганням порід на глибині 800 м. Форма поперечного переріза – аркова. Термін служби –

10 років.		Кут падіння порід – 150. Характеристика шарів порід: 1 –
пісковик,		Rc = 91 МПа,	m1	= 4,8 м;	2	–	алевроліт,	Rc	= 60 МПа,
m2	= 1,3	м; 3 – аргіліт, Rc	= 40 МПа,		m3 = 2,2 м;
4 –	вугілля, Rc = 18 МПа,			m4 = 1,2 м;		5	– аргіліт,	Rc	= 38МПа,
m5	= 2,4	м; 6 – алевроліт,	Rc	= 65 МПа,		m6	= 4,0 м. Ширина виробки

в проходці b = 4,12 м, висота – h = 3,56 м. Площа поперечного переріза виробки у світлі до осідання Sсв = 10,3 м2.

Розв'язок

Складемо перед усім, розрахункову схему згідно вимог будівельних норм [2] (рис. 20).

Визначаємо розрахункову міцність порід. Для всіх порід при-

ймаємо kc = 0,9 (табл. 2). Тоді Rc1	= 91∙ 0,9 = 81 МПа; Rc2	= 60∙ 0,9 =
54 МПа; Rc3 = 40∙ 0,9 = 36 МПа;	Rc4 = 18∙ 0,9 = 16,2 МПа;	Rc5 = 38∙

0,9 = 34,2 МПа; Rc6 = 65∙ 0,9 = 58,5 МПа.

Визначаємо розрахунковий опір стиснення порід покрівлі, підошви й боків, виходячи з залежності (3):

50