Требования к исходным данным для расчета крепи

1 2 3 4 5

В качестве основных исходных данных для расчета крепи принимаются следующие величины:

· расчетная глубина размещения выработки Н_р;

· расчетные значения физико-механических свойств горных пород выработки;

· нормативные и расчетные характеристики материалов крепи и заполнения закрепного пространства.

Расчетная глубина Н_р размещения подземной горной выработки определяется по формуле: Н_р=Нk

где Н – проектная глубина заложения выработки или ее участка, м;

k – коэффициент, учитывающий отличие действительного напряженного состояния массива горных пород от того, которое обусловлено только собственным весом толщи пород до поверхности. Принимается по опытным данным, а при их отсутствии: k=1.5 в зонах тектонических нарушений и для регионов, подверженных движениям земной коры; k=1.0 –во всех остальных условиях.

Расчетное сопротивление пород (массива) сжатию R_c определяется по формуле

R_c =Rk_c

где R – среднее значение сопротивления пород в образце одноосному сжатию, устанавливаемое экспериментально по результатам испытаний образцов пород, МПа; k_c- коэффициент, учитывающий дополнительную нарушенность массива пород поверхностями без сцепления либо с малой связностью (зеркала скольжения, трещины, глинистые прослои и др.). Его значение определяется по данным количественного анализа нарушенности массива пород в местах проектируемого расположения выработки на основании данных инженерно-геологических изысканий по среднему расстоянию между поверхностями ослабления пород.

В необходимых случаях (обводненность выработки, изменчивость горно-еологических условий) величина R_с определяется с учетом влияния этих факторов по данным специализированных организаций.

Для оценки ранее выполненной проектной документации и при использовании имеющихся нормативных документов допускается определять сопротивление пород сжатию в образце R по коэффициенту крепости пород f в соответствии со шкалой М.М. Протодьякова (при f≥3):

R=10 f(Мпа), где f – коэффициент крепости пород, принимаемый по главе СНиПа по правилам производства и приемки работ подземных горных выработок.

При расчете крепи учитываются:

-постоянные нагрузки и воздействия: (давление горных пород со стороны массива; собственный вес крепи; воздействия, вызываемые предварительным напряжением элементов крепи; давление подземных вод);

-временные длительные нагрузки и воздействия: (давление тампонажного раствора, нагнетаемого за крепь; воздействия от подвижных нагрузок проходческих, транспортных машин и комплексов; воздействия от массивных взрывов);

-особые нагрузки и воздействия: (динамические нагрузки и сейсмические воздействия).

При этом в расчетах рассматриваются следующие сочетания нагрузок:

-основное, включающее постоянные нагрузки и воздействия, временные длительные нагрузки и воздействия, возникающие в процессе строительства;

-особое, включающее постоянные, временные длительные, наиболее вероятные кратковременные и одну из особых сейсмических или других нагрузок и воздействий.

Расчеты крепи подземной горной выработки следует, как правило, производить на основе решения задачи взаимодействия крепи и пород с учетом неупругих деформаций методами механики сплошной среды и строительной механики. Допускается производить расчеты по известным нагрузкам на крепь с использованием данных натурных измерений.

Расчетные схемы, используемые для определения усилий и деформаций в конструкциях крепи, должны отражать действительные условия работы выработки и особенности взаимодействия крепи и пород. Например, расчет параметров штанговой крепи производится по схеме (рис.1), согласно которой штанги прикрепляют породу, расположенную в пределах зоны возможного обрушения к устойчивой зоне породного массива и рассчитываются на восприятие нагрузок, вызванных весом пород в кровле и стенках выработки.