Расчет крепи подготовительной выработки.

Исходные данные для расчёта:

Выработка проводится в массиве погашается лавой

Расчётная глубина выработки - 490 м. Ширина выработки, В = 4,7 м; Высота выработки h = 3,0 м; Характеристика слоев пород в кровле, залегающих на высоту, равную ширине выработки:

1. Аргиллит, R₄ =27 мПа, m = 4,7 м

В боках выработки на высоту равную высоте выработки:

1. Уголь, R₁ =15 мПа, m = 2,12 м.

2. Алевролит R₂ =25 мПа, m = 0,29м.

3. Аргиллит R₃ =30 мПа, m = 0,59м

Расчет параметров крепи кровли выработки

Породы в кровле на высоту равную ширине выработки , по

обрушаемости относятся к 1 типу (табл. 1 << Инструкции >>

Расчетное сопротивление пород кровли на сжатие:

где: R_с1, R_cn- сопротивление сжатию различных слоев пород, МПа;

m₁, m_n- мощности различных слоев пород, м;

К_с- коэффициент, учитывающий дополнительную нарушенность кровли трещеноватостью, 0,9;

В - ширина выработки, 4,7м;

Непосредственная кровля пласта по устойчивости относится к 1 классу – неустойчивая (табл. 2.6.2)

Определение расчетных смещений пород кровли

Величина расчётного смещения кровли выработки , проводимой в массиве и погашаемой лавой

U_n=U_м + U_л * K_ш * K_в * K_к * K_а мм

где: U_М - расчетные смещения кровли в выработках , в массиве вне зоны влияния очистных работ :

U_М =U_м * K_А * K_ш * K_в * K_а мм

U_М = 70 * 1,0 * 0,91 * 1,0 * 0,75 = 47,7 мм

U_м- типовые смещения кровли,70мм;

U_л - расчетные смещения кровли в период влияния опорного давле ния,110мм;

K_А- коэффициент, учитывающий расположение выработок, 1;

K_ш- коэффициент, учитывающий отличие расчетной ширины выработок и сопряжений от В=5,0 м, определяется по формуле:

K_ш =0,25(B-1)=0.25(4.7-1)=0.91

K_в- коэффициент, учитывающий влияние других смежных выработок 1_ц < 15m при 1_ц>15m К_в = 1

K_а - коэффициент, учитывающий степень связывания и упрочнения пород различными конструкциями анкеров, при длине их закрепления более 1м К_а = 0,75;

K_к - коэффициент, учитывающий обрушаемость основной кровли, 1;

U_n=47,7 + 110 * 0,91 * 1,0 * 1,0 * 0,75=122,7 мм

В условиях горного давления при расчетных смещениях кровли U_nпри 1 типе кровли от 50 мм до 300 мм следует применять анкерную крепь с параметрами, принимаемых по номограмме с расчетными значениями сопротивления анкерной крепи Р_о не менее 50 кН/м² и длиной не менее 2м.

Определения необходимости установки анкерной крепи в боках выработки

Согласно п 4,2 степень относительной напряжённости пород, расположенных в боках выработки, определяется по формуле

ύ_б = ( К_в *К_вл * К_о * Y * H ) / R_сб

где: Y- средний объемный вес пород, принимаем равным 0,025 МН/м³;

R_сб – расчётное сопротивление слоёв пород в боках выработки на сжатие

R_сб

К_в - коэффициент концентрации напряжений в боках от проходки выработок и сопряжений, для выработок принимаемый равным К_в = 1,5;

К_вл - коэффициент увеличения напряжений в боках данной выработки от влияния других выработок К_вл =1

К_о - коэффициент увеличения напряжений в боках выработок и при расположении её в зоне влияния опорного давления от очистных работ, при L_ц> 0,1Н К_о = 1.

R_с= (15 * 2,12 + 30 * 0,59 + 25 * 0,29) * 0,9 /3,0 = 18,9 мПа

ύ_б = ( 1,5 * 1 * 1 * 0,025 * 490) / 18,9 = 0,97 мПа

Согласно п. 4.3<< инструкции .. >>, при ύ_б < 1 крепление бортов не требуется.

В связи с тем, что выработка будет эксплуатироваться длительный период времени, принимаем для крепления бортов анкерную крепь с расчетными значениями сопротивления Р_аб не менее 23 кН/м² и длинной не менее 1,8 м.

Выбор конструкции анкерной крепи и расчет паспорта крепления

Принимаем для крепления кровли выработки анкерную крепь: анкера А20В с разрывным усилием стержня 160 кН(паспортные данные). Несущая способность анкера при длине закрепления 1,0 м, N_а=70 кН.

В качестве кровельного подхвата – демпферная шайба с обязательной перетяжкой кровли решетчатой затяжкой.

Определяем расстояние между рядами С_к анкеров (шаг крепи):

С_к=