Расчет устойчивости пород и нагрузки на крепь для горизонтальных выработок

Цель: Обосновать выбор постоянной крепи.

Задача: Рассчитать устойчивость горных пород и нагрузку на крепь.

Расчеты делаются с использованием СНиП II-94-80 Подземные горные выработки.

Исходные данные:

· Проектная глубина выработки: 400 м.

· Слой: (доломит, известняк, галит, андигрит)

Доломит =50 МПа, m=10,

Известняк =70 МПа, m=15,

Галит =26 МПа, m=120,

Андигрит =36 МПа, m=7

· Выработка: b = 4,5 h = 3

· Нормативная нагрузка на крепь 220 кПа

I. Основные расчетные показатели:

1. Расчетная глубина выработки:

, где

H – проектная глубина размещения выработки, м

k – коэффициент, учитывающий отличие напряженного состояния массива горных пород по сравнению с напряженным состоянием, вызванным собственным весом толщи пород до поверхности, принимаемый равным 1 для обычных горно-геологических условий либо устанавливаемый экспериментально. При отсутствии экспериментальных данных принимается равным k=1,5.

2. Расчетное сопротивление пород массива сжатию:

, где

- среднее значение сопротивления пород в образце по одноосному сжатию, устанавливаемое экспериментально по результатам испытаний образцов пород, МПа (кгс/ )

– коэффициент учитывающий дополнительную нарушенность массива пород поверхностями без сцепления с малой связностью.

Доломит:

Известняк

Галит:

Андигрит

3. Расчетное сопротивление пород сжатию:

, где

m – мощность слоя

4. Расчет устойчивости пород:

График определения смещения горных пород

5. Смещения пород кровли, почвы и боков:

Где , , – смещения пород кровли, почвы и боков в типовых условиях, определяемые по графикам в зависимости от расчетной глубины расположения выработки и расчетного сопротивления пород сжатию .

График определения смещения горных пород.

– коэффициент влияния угла залегания пород и направления проходки выработки относительно простирания пород, равен 0,45;

– коэффициент направления смещения пород, при определении смещений со стороны кровли или почвы (в вертикальном направлении) равен 1, при определении боковых смещений пород равен 0,95;

– коэффициент влияния размеров выработки, определяемый для

кровли и почвы по формуле:

боков:

– коэффициент воздействия других выработок, принимаемый для одиночных выработок 1, для сопряжений с односторонними примыканием 1,4.

– коэффициент влияния времени на смещение пород. При сроке службы более 15 лет, =1.

По полученным величинам смещение с помощью таблицы определяем категорию устойчивости пород – II Среднеустойчивые.

При породах II категории рекомендуется применять следующую крепь из возможных: монолитную бетонную крепь, крепь из набрызгбетона с толщиной стенок не менее 50мм, анкерную крепь с металлической сетной или без нее, рамную крепь из железо-бетонных стоек в металлическими верхнякамя, сборную тюбинговую крепь, металлическую податливую крепь, металлическую арочную крепь с набрызгбетонным покрытием и тампонажем закрепленного пространства.

II. Расчет нагрузки:

6. Расчетная нагрузка определяется по формуле:

P =

где, - нормативная нагрузка на крепь, кПа (тс/ ,

=1,05 коэффициент перегрузки, по СНиП

– коэффициент, принимаемый для главных вкрывающих выработок равным 1,1 для остальных 1;

- коэффицент условий проведения выработок, принимаемый равным при БВР 1,1, при комбайновом см. таблицу 13 СНиП II-94-80

P = 1,05*1*1,1*220=254.1 кПа/