tehspgrv47

анкерование кровли и др.).

В подготовительных выработках, усиливаемых в зоне временного опорного давления первой лавы, суммарную нагрузку на крепь, установленную в процессе проходки, определяют по величине смещений Uкр на уровне первого очистного забоя, а плотность п1 установки

средств усиления основной крепи на 1 м длины выработки находят из выражения

п	Р1 пNs	, но не менее	п 0,5,	(18)
1	Ns1		1

где Р1 – суммарная нагрузка на крепь (кН/м), рассчитанная по зависимости (15);

п и Ns - соответственно плотность установки и сопротивление одной рамы основной крепи;

Ns1 – сопротивление средств усиления (см. табл.18).

Таблица 18 – Средства усиления основной крепи и их несущая способность, кН.

	Средства усиления основной крепи	Несущая способность
		Ns , кН
		1
	Гидравлические стойки типов 2ГВС и	300
	2ГСК
	Стойки трения постоянного сопротив-	250
	ления типа Т
	Стойки усиления типа КМП – 4 с ку-	250
	лачковыми замками
	Крепи усиления типа КУ	400
	Деревянные стойки высотой 2,0 – 2,5 м
	при диаметре 20 см или соответствен-	200
	но 2,6 – 3,5 м при диаметре 24 см
	Промежуточные рамы крепи	Соответствует Ns
	Стропильная крепь	Соответствует Ns

В повторно используемых выработках при усилении основной крепи позади первой лавы и впереди второго очистного забоя нагрузку на крепь определяют по величине суммарных смещений пород на уровне второго забоя, а плотность п2 установки средств усиления находят из выражения:

41

п2		Р2 пNs	.	(19)
		Ns2

Величина п2 в случае установки средств усиления под верхняки рам основной крепи и под кровлю между рамами должна быть кратной 0,5п, т.е. п; 1,5п; 2п. В выражении (19) Ns2 – сопротивление средств

усиления (кН), которые не отличаются от средств, устанавливаемых в

зоне	временного опорного давления впереди первой		лавы, т.е.
Ns = Ns		.
1		2
	При установке рамной и анкерной крепей во время проведении
выработки (анкерной из расчета 1 анкер /м2) расчет п1 и n2			ведут так-

же по формулам (18) и (19) , но при расчете смещений пород кровли следует учитывать воздействие анкеров на породы путем введения множителя kанк .

При плотности установки крепи n не более 1 рамы/м ее подат-

ливость проверяют по условию:
Uкр ,	(20)
где – конструктивная податливость крепи, мм;

Uкр – расчетные смещения пород, мм.

Если плотность установки рамной податливой крепи n превышает 1 рама/м, а также если используются дополнительные средства усиления, то податливость крепи проверяется из условия:

Uкр kос kус kанк ,

(21)

где kос, kус, kанк – коэффициенты, выбираемые в зависимости от плотности установки основной крепи, применяемых средств усиления и плотности анкерной крепи (см. табл. 19-20) [5].

	Таблица 19				– Основная крепь
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
	Таблица 20				– Средства усиления основной крепи
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
													42

Таблица 21 – Дополнительная анкерная крепь
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
В случае, если условия (20, 21) не выполняются, необходимо
выбирать крепь с большей податливостью или увеличить плотность
средств усиления крепи.
Значения коэффициента koc					в табл. 19 даны для типовой крепи,
а в случае применения крепи КМП-А3 с приваренными упорными
планками или дополнительными хомутами можно использовать гра-
фики, приведенные на рис. 16.
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 – Значение kос при использовании крепи КМП-А3 с

приваренными планками или дополнительными хомутами с замками типа: а – ЗПП; б – ЗСД; в – ЗПК, ОЗШ, АП-3У м

Значения коэффициента kус в табл. 20 оценены для плотностей

43

установки основной крепи от 0,5 до 3 рам/м. Однако средства усиления могут иметь плотность, равную 0,5п; 1,0п; 1,5п; 2п, т.е. от одной стойки под прогон на две рамы до двух стоек под одну раму. В зависимости от вида крепи усиления значения коэффициента kус при уси-

лении металлической податливой крепи можно определить по графикам, приведенным на рис. 17. В случае установки промежуточных рам крепи КМП-А3 значения коэффициента, определяют по графикам, приведенным на рис. 18.

Значения коэффициента kанк в табл. 21 даны при применении анкеров в качестве средства усиления из расчета 1 анкер/м2 с несущей способностью Nsа 80кН. В выработках, закрепленных рамной и ан-

керной крепью при проходке из расчета 1 анкер/м2, значения kанк можно принять по данным табл. 22 [7].

Таблица 22 – Значения коэффициента kанк [7]

Ширина		Значения k.анк при Н/Rс.ср, м /(МН/м2)
выработки,	10		20	30	40		50
м
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

44

						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 – Значения kус при усилении основной крепи:

а – деревянными стойками; б – металлическими стойками трения; в – гидростойками; г – специальной крепью усиления КУ

45

																																			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 – Значения kус при установке промежуточных рам КМП-А3 с замками типа: а – ЗПП; б – ЗСД;

в– ЗПК

4.3.3Расчет параметров анкерной крепи

На угольных шахтах анкерную крепь как основную крепь используют сравнительно редко. Параметры анкерной крепи определяют по специальным инструкциям [15]. По методике ВНИМИ [7] анкерную крепь рассчитывают при расчетных смещениях от 100 до 300 мм, при этом определяют два параметра: плотность установки анкеров па и длину анкеров la .

Ход расчет по определению плотности установки анкеров:

U

0.кр

илиU I

PН Р

PН k

n

k

np

b n

a

P / N

sa

,(22)

0.кр

а

а

а

a

46

где na – плотность установки анкеров на 1 м выработки;

Ра – нагрузка на 1 м выработки, воспринимаемая анкерами, кН; Nsa – несущая способность принятых анкеров, которая может

принимать значения от 40 до 150 кН (табл. 17).

Длину анкеров lа следует определить путем суммирования размера зоны разрушенных пород lв, длины заделки анкера в прочной породе lз = 0,4 м и длины выступающей в выработку части анкера lп = 0,05 м. Параметр lв можно оценить в зависимости от ширины выработки в проходке и податливости применяемых анкеров по рис. 19.

При установке рамной и анкерной крепей в процессе проходки выработки возможны два варианта ее последующего поддержания в зоне влияния очистных работ:

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

Рисунок 19 – График для определения податливости анкерова (а) и параметра lв (б)

а) когда усиление рамной крепи дополнительными средствами впереди и позади очистного забоя возможно;

б) когда из-за условий транспорта такой возможности нет.

В первом случае, поскольку при проходке выработки уже установлена анкерная крепь, ожидаемые смещения вне зоны влияния очистных работ и параметры вспомогательной рамной крепи определяют в следующей последовательности:

U0.кр kанк PН Р n P / Ns .

(23)

где kанк – коэффициент снижения смещений за счет анкерова-

ния, приведенный в табл. 21, и табл. 22 для выработок, закрепленных при проходке рамной и анкерной крепью из расчета 1 анкер/м2.

47

Для выработок, поддерживаемых в зоне временного опорного давления, определение параметров средств усиления основной рамноанкерной крепи на 1 м выработки ведут в следующей последовательности:

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

где Р1 – суммарная нагрузка на крепь в зоне влияния первой лавы, кН/м;

n1 – плотность установки средств усиления основной крепи в зоне влияния первой лавы;

Ns1 – сопротивление средств усиления (см. табл. 18). Анкерную крепь в данном случае не рассматривают, так как

взаимодействие рамной и анкерной крепей учтено при выборе плотности установки рамной крепи n.

При поддержании повторно используемых выработок ход расчета для выбора средств усиления основной рамно-анкерной крепи следующий:

(U

0.кр

U

1.кр

U

2.кр

) k

анк

PН Р

n

2

P2 n Ns

, (25)

2

2

Ns2

где U2.кр – ожидаемые смещения в зоне влияния опорного дав-

ления второй лавы;

Ns2, n2 – соответственно несущая способность и плотность установки средств усиления в зоне влияния второй лавы.

При невозможности установки средств усиления расчет плотности основной крепи следует производить по суммарным смещениям вне и в зоне влияния первого очистного забоя:

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

Если при этом возникает потребность в поддержании выработки за лавой, то расчет средств усиления основной крепи позади первой лавы нужно вести следующим образом [2]:

(U

0

.кр

U

1.кр

U

2

.кр

) k

анк

PН Р

n

P1 n Ns

. (27)

1

1

1

Ns1

В случаях применения рамно-анкерной крепи расчет анкерной крепи производят упрощенно: плотность принимают равной nа = 1 анкер/м2, а длину рассчитывают по зависимостям, приведенным на рис. 19.

48

5 КОНТРОЛЬНО - УЧЕБНЫЙ ТЕСТ

Для успешного выполнения задания и закрепления теоретических знаний студентам рекомендуется ответить на следующий тест. Обращаем Ваше внимание, что в ответах на вопросы теста нет никаких ограничений, т.е. на вопрос может быть любое число правильных ответов, в том числе все или ни одного.

1.Из представленных вариантов ответов выберите способы

имеры для обеспечения устойчивости горных выработок:

1.1Определение габаритов выработки с учетом назначения, производственной мощности шахты и безопасности ведений работ;

1.2Соблюдение требований к скорости движения воздуха по выработке;

1.3Выбор целесообразного места размещения по отношению к другим выработкам и очистным работам;

1.4Учет геомеханических процессов во вмещающем выработку массиве при выборе формы поперечного сечения;

1.5Применение рациональной крепи, способов охраны и конструктивных мер защиты выработки от горного давления.

2. Искусственная конструкция, возводимая в подземных выработках для предотвращения обрушения пород, уменьшения смещений породного контура и сохранения необходимых размеров поперечного сечения, а также управления горным давлением, называется:

2.1 Обделкой; 2.2 Горной крепью; 2.3 Креплением.

3. К какой категории устойчивости (согласно СНиП) следует отнести осадочные породы в месте расположения квершлага, если прогнозируемая величина смещений на контуре выработки (без учета крепи) за весь срок ее службы составила со стороны кровли Uкр 260 мм, боков Uб 170 мм и почвы Uпч 220 мм?

3.1	І – устойчивые;	3.2 ІІ – среднеустойчивые;
3.3	ІІІ – неустойчивые;	3.4 IV – сильно неустойчивые.

4. Оцените эксплуатационное состояния участковой подготовительной выработки, поддерживаемой в зоне влияния очист-

ных	работ, если проектная высота выработки	в свету
Нсв	2200мм, смещения пород кровли на уровне лавы Uкр	640мм,

смещения пород почвы Uпч 210 мм, а коэффициент изменения

смещений пород кровли за счет установки в зоне временного породного давления средств усиления крепи kус =0,6:

49

4.1. Соответствует требованиям правил безопасности; 4.2 Не соответствует требованиям правил безопасности.

5.Какие горно-геологические факторы влияют на выбор материала крепи выработки, проводимой по обрушенным породам выработанного пространства?

5.1 Способ проведения выработки;

5.2 Форма и размеры поперечного сечения выработки;

5.3 Положение выработки по отношению к очистным работам;

5.4 Система разработки;

5.5 Место расположения выработки по отношению к надрабатывающему пласту.

6.Определите плотность установки рам металлической податливой крепи КМП-А3 из СВП-27 с узлом податливости 3ПК в выработке шириной в свету Всв =3,5 м, если расчетная нагрузка

равна Р = 310 кН/м, сопротивление крепи в податливом режиме

Ns 300 кН:
6.1 n 0,8рамы/ м ;	6.2	n 1,0рамы/ м ;
6.3 n 1,1рамы/ м ;	6.3	n 1,25рамы/ м .

7. Выберите рациональный тип крепи для крепления конвейерного уклона, примыкающего к выемочному участку и подверженного интенсивному влиянию очистных работ, если в непосредственной кровле пласта залегает слой песчаника мощностью 0,6 м с прочностью Rc 80МПа, а прогнозируемые смещения пород кровли

равны Uкр 580мм, боков Uб 320 мм, почвы Uпч 210 мм:

7.1	КМП-А;	7.2 КМП-А5;	7.3 КМП-Т.
8. По режиму работы различают следующие виды крепи:
8.1	Изолирующую;		8.2 Ограждающую;
8.3	Подпорную;		8.4 Упрочняющую.
9. В откаточном штреке, пройденном на глубине Н=820 м в
породе с	расчетной прочностью Rc.ср 35МПа, и закрепленном

крепью КМП-А3 с плотностью 1рама/м, расчетная плотность рам в зоне влияния первой лавы превысила 2 рамы/м. Какие из перечисленных способов, не нарушая пропускную способность выработки, можно предусмотреть для уменьшения смещений пород кровли, если из-за условий транспорта установка дополнительных стоек по середине выработки не возможна?

9.1 Промежуточные рамы крепи;

50