tehspgrv48

ністю 0,8 рам/м. У зоні впливу очисних робіт на відстані 30 м поперед першого очисного вибою основне кріплення підсилюється стійками тертя постійного опору типу Т, які встановлюються під прогін і кожну другу раму. За вибоєм першої лави й попереду другого очисного вибою постійне кріплення підсилюється тими ж засобами посилення під кожну раму.

Приклад 4. Пластова виробка, яка охороняється ціликом вугілля і проводиться буропідривним способом за простяганням порід на глибині 900 м. Ширина вугільного цілика – 25 м. Форма поперечного переріза – аркова. Термін служби – 10 років. Кут падіння порід – 150.

Характеристика шарів порід: 1 – пісковик,					Rc = 75 МПа, m1			= 8 м; 2 –
аргіліт, Rc	= 40 МПа, m2			= 2,5 м; 3	–	вугілля,	Rc	= 15 МПа,
m3 = 1,0 м;	4	–	алевроліт,	Rc = 50 МПа,	m4	= 2,4 м;	5 –	пісковик,
Rc = 90 МПа,		m5	= 5 м. Ширина виробки в проходці b = 4,5 м, висота

– h = 3,3м. Площа поперечного переріза виробки у світлі до осідання

Sсв = 11,2 м2.

Розв'язок

Становимо розрахункову схему відповідно до вимог [2] (рис. 24).

Визначаємо розрахункову міцність порід. Для всіх порід при-

ймаємо kc = 0,9	(табл. 2).					Тоді Rc1 = 75∙ 0,9 = 67,5 МПа; Rc2 = 40∙
0,9 = 36 МПа; Rc3	= 15∙ 0,9 = 13,5 МПа;
Rc4 = 50∙ 0,9 = 45 МПа; Rc5						= 90∙ 0,9 = 81 МПа.
Розрахуємо опір стисканню порід покрівлі, підошви й боків (3):
	R					67,5 5,55 36 1,2			62МПа ;
	с.кр						5,55 1,2
		R					45 1,4 81 3,1	70МПа ;
		с.п					1,4 3,1
	R		36 1,3 13,5 1,0 45 1,0							32МПа .
	с.бок						1,3 1,0 1,0

Середньозважений опір порід покрівлі й підошви стисканню:

Rс.ср 67,5 5,55 36 2,5 13,5 1,0 45 2,4 81 3,1 57,5МПа. 5,55 2,5 1,0 2,4 3,1

Визначаємо зміщення порід покрівлі, підошви й боків за весь строк існування виробки за формулою (13):

61

		м
	Rc = 75 МПа	5,55	6,75 м
		1,2 м	1,5b =
	Rc = 40 МПа	1,3 м	м
		1 м	= 3,3
	Rc = 15 МПа	1 м	h
	Rc = 50 МПа	1,4 м	м
	Rc = 90 МПа	3,1 м	b = 4,5
		b = 4,5 м
	Рисунок 24 – Розрахункова схема до прикладу 4

	Uкр 1 0,7 1 (1 140 1 1,1 150) 214 мм ,
	Uп 1 0,7 1 (1 90 1 1,1 150) 179мм ,
	Uбок 1 0,35 0,46 1 (1 550 1 1,1 150) 115мм,
де	k = 1	(табл. 4); k = 0,35 (табл. 4) при визначенні бічних
зміщень;		kш
коефіцієнт			визначаємо за формулами (5, 6). Для підошви й
покрівлі kш 0,2		(4,5 1) 0,7 , для боків kш 0,2 (3,3 1) 0,46;
kв	= 1 (див. розділ 4.2. 1); kt			= 1 (рис. 3);
Uт.кр =140 мм,			Uт.п =90 мм,	Uт.бок =550 мм (див. рис. 2 при

Н = 900 м й отриманих значеннях міцності порід покрівлі, підошви й боків);

Uц = 150 мм (рис. 11 при В = 25 м й L0 = 57 м).

62

Навантаження на 1 м виробки визначаємо на підставі зміщень порід покрівлі за формулою (15):

Р 77 1 1 4,5 347 кН,

де Рн = 77 кПа (рис. 15 при Uкр = 214 мм й b = 4,5 м); kп = 1

для підготовчої виробки; kпр = 1 (при буропідривному способі прове-

дення).

Як основне кріплення вибираємо металеве аркове піддатливе кріплення КМП – А3 зі СВП – 27 і замком ЗПК із опором у піддатливому режимі Ns = 290 кН і конструктивною піддатливістю = 400 мм

(рис. 25).

4

1

2

2

1– вигнута планка;

2– скоба;

3– прижимная планка;

4– гайки

3

Рисунок 25 – Вузол піддатливості ЗПК: а – конструкції НИИОГР; б – конструкції КузНИУИ

Визначаємо щільність встановлення рам кріплення за формулою

(17):

n 347/290 1,2 рами/м.

Приймаємо паспортну щільність n = 1,25 рам/м. Перевіряємокріпленнявідповіднодоумови(21):

400 214 0,85 182мм ,

де kос = 0,85 (табл. 19 при Р = 347 кН); Uкр = 214 мм.

Умова виконується. Отже, триланкове аркове металеве кріплення КМП – А3 зі СВП – 27 з піддатливістю 400 мм і щільністю 1,25 рам/м забезпечить нормальну експлуатацію виробки.

63

Приклад 5. Польова виробка проводиться буропідривним способом на глибині 700 м. У період експлуатації виробка попадає в зону надробки очисними роботами. Відстань до пласта, що надробляє – 30 м. Форма поперечного переріза – аркова. Кут падіння порід – 150. Міцність порід – Rc = 50 МПа. Ширина виробки в проходці b = 5,25 м,

висота – h = 3,6 м. Площа поперечного переріза виробки у світлі

Sсв= 12,2 м2.

Роз'язок

Розраховуємо міцність порід. Приймаємо kc = 0,9 (табл. 2). Тоді

Rc = 50∙ 0,9 = 45 МПа.

Визначаємо зміщення порід покрівлі, підошви й боків поза зоною впливу очисних робіт з формул (3):

Uо.кр,п 160 1 0,85 1 1 136мм,

Uо.бок 160 1 0,35 0,52 1 1 29мм,

де k = 1 (табл. 4); k = 0,35 (табл. 4) при визначенні бічних зміщень;

коефіцієнт kш визначаємо за формулами (5, 6). Для підошви й покрівліkш 0,2 (5,25 1) 0,85, для боківkш 0,2 (3,6 1) 0,52;

kв = 1 (див. розділ 4.2. 1); kt = 1 (рис. 3);

Uт.кр =Uт.пч =Uт.бок =160 мм (див. рис. 2 при Н = 700 м й Rc = 45 МПа).

Як основне приймаємо рамно-анкерне кріплення. Тому розраховані зміщення необхідно відкоригувати за допомогою коефіцієнта

kанк :

U0.кр U0.кр kанк 136 0,62 84 мм,

де kанк = 0,62 (табл. 22 при b = 5,25, Н/Rс.ср = 15).

Навантаження на 1 м виробки визначаємо на підставі зміщень порід покрівлі за формулою (15):

Р 53 1 1 5,25 278кН ,

де Рн = 53 кПа (рис. 15 при Uо.кр = 84 мм й b = 5,25 м); kп = 1

для підготовчої виробки; kпр = 1 (при буропідривному способі прове-

дення виробки).

Щільність встановлення анкерного кріплення приймаємо рівною nа = 1 анкер/м2, а довжину визначаємо за допомогою залежностей,

64

які наведені на рис. 19. Приймаємо для встановлення металеві замкові анкери АКМ із несучою здатністю Nsa = 40 – 96 кН (табл. 17).

Розраховуємо довжину анкерів:

lа = lв + lз + lп = 1,25 + 0,4 + 0,05 = 1,7 м.

На додаток до анкерного кріплення вибираємо металеве аркове піддатливе кріплення КМП – А3 зі СВП – 33 із замком ЗПК із опором у піддатливому режимі Ns = 320 кН і конструктивною піддатливістю

= 400 мм (мал. 25).

Визначаємо щільність встановлення рам кріплення за формулою

(17):

n 278/320 0,87 рам/м.

Приймаємо паспортну щільність n = 1,0 рама/м. Перевіряємо кріплення відповідно до умови (20):

400 мм 84 мм .

Умова виконується. Отже, триланкове аркове металеве кріплення КМП – А3 зі СВП – 33 з піддатливістю 400 мм і щільністю 1,0 рама/м разом з анкерним кріпленням АКМ із несучою здатністю Nsa = 40

– 96 кН забезпечить нормальну експлуатацію виробки в період її існування поза зоною впливу очисних робіт.

Вибираємо засіб посилення основного кріплення на підставі зміщень порід покрівлі за весь термін служби виробки, які розраховуємо за формулою (14):

Uкр		1 0,85 1 (1 160 1 230 12 4,5 1,06) 380мм,
де	kкр	= 1; kt1 =	1,06 (табл. 11);		Uн = 230 мм (рис.	13	при
Н = 700 м,	Rc = 45 МПа,		hн = 30 м);	vн	= 4,5 мм/мес (рис.	14	при
Н = 700 м, Rc		= 45 МПа).
Розраховані зміщення необхідно відкоригувати за допомогою
коефіцієнта kанк :
		Uкр 380 0,62 236мм.
Визначаємо сумарне розрахункове навантаження на кріплення
виробки за весь термін служби виходячи з Uкр = 236 мм (15):
		Р1 88 1 1 5,25 462 кН,
де Рн = 88 кПа (рис. 15 при Uкр				= 236 мм й b = 5,25 м); kп			= 1
для підготовчої виробки;			kпр = 1 (при буропідривному способі прове-
дення виробки).

Визначаємо щільність встановлення засобів посилення (18):

65

n	P1 n Ns		462 1,0		320	0,71шт/м,
1	Ns1			200
де Р1 = 462 кН; n = 1 рама/м;				Ns = 320 кН; Ns1 = 200 кН – несу-

ча здатність дерев'яної стійки (табл. 18).

Остаточно щільність встановлення засобів посилення вибираємо з технологічних міркувань і приймаємо n1 = 1 шт/м, тобто стійку

посилення встановлюємо під прогін і кожну раму кріплення. Перевіряємокріпленнявідповіднодоумови (21):

			400 236 0,9 0,7 149 мм,
де	kос	= 0,9	(табл. 18 при Р = 278 кН); kус = 0,7 (табл. 20 при
n1 = 1,0);	Uкр	= 236	мм.

Умова виконується. Остаточно приймаємо триланкове кріплення КМП - А3 зі СВП - 33 з піддатливістю 400 мм, щільністю 1 рама/м разом з анкерним кріпленням АКМ. У зоні впливу очисних робіт кріплення підсилюється дерев'яними стійками під прогін і кожну раму.

66

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1.Программа и методические указания по изучению дисциплины «Строительство горных выработок» (для студентов специальности 6.090301 «Разработка месторождений полезных ископаемых»)/ Сост. Г.В. Бабиюк. – Алчевск: ДГМИ, 2002. – 22 с.

2.СНиП ІІ-94-80. Подземные горные выработки. Нормы проектирования. – М.: Стройиздат, 1982. – 30 с.

3.Руководство по проектированию подземных горных выработок и расчету крепи / ВНИМИ, ВНИИОМШС Минуглепрома СССР. – М.: Стройиздат, 1983. – 272с.

4.Указания по рациональному расположению, охране и поддержанию горных выработок на угольных шахтах СССР. – Л.: ВНИМИ, 1986. – 222 с.

5.Инструкция по выбору рамных податливых крепей горных выработок. – Санкт-Петербург: ВНИМИ, 1991. – 125 с.

6.Прогрессивные паспорта крепления, охраны и поддержания подготовительных выработок при бесцеликовой технологии отработки угольных пластов. – Л.: ВНИМИ, 1985. – 317 с.

7.Рева В.Н., Мельников В.Н., Райский В.В. Поддержание горных выработок. – М.: Недра, 1995. – 267 с.

8.Булат А.Ф., Виноградов В.В. Опорно-анкерное крепление горных выработок угольных шахт / ИГТМ НАН Украины – Днепропетровск, 2002.

–372с.

9.ГОСТ 21152-75. Сечения основных горных выработок. Основные размеры. – М.: Госстандарт СССР, 1976. – 81с.

10.НПАОП 10.1-1.01-05. Правила безпеки у вугільних шахтах. –

Київ, 2005. – 399с.

11.Правила технічної експлуатації вугільних шахт // Стандарт Мінуглепрому України. – Київ, 2006. – 353с.

12.СНиП 3.02.03. Подземные горные выработки. Правила производства и приемки работ. – М.: Стройиздат, 1985. – 35с.

13.Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях. –

М.: Недра, 1981. – 140 с.

14.Отраслевая инструкция по применению рамных и анкерных крепей в подготовительных выработках угольных и сланцевых шахт. – М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1985. – 146с.

15.Каретников В.Н., Клейменов В.Б., Нуждихин А.Г. Крепление капитальных и подготовительных горных выработок. Справочник. – М.:

Недра, 1989. – 571с.

67