Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

Расчет величины главных напряжений

Методические рекомендации.

Максимальная величина главных напряжений, действующих в вертикальном направ­лении на горизонтальную площадку для твердых пород равна:

z = gH; x = y = 1 z; 1 = .

1 – коэффициентом бокового распора для упругой среды;

µ – коэффициент Пуассона или коэффициент поперечных деформаций устанавливает отношение между поперечной d и продольной относительными деформациями:

Напряженное состояние массива для сыпучей среды определяется по формулам:

z = gH, x = y = 2 z; 2 =

2 – коэффициентом бокового распора для сыпучей среды (породы);

– угол внутреннего трения это угол. При расчете давления на рудничную крепь в подземных выработках необходимо знать минимальный коэффициент внутреннего трения, при котором величина давления максимальная. С достаточной для практических расчетов точностью коэффициент внутреннего трения можно определить по коэффициенту крепости пород по М. М. Протодьяконову:

tg = .

Коэффициент крепости пород по М. М. Протодъяконову равен: f = ,

где сж – предел прочности пород при сжатии, Па;107 – прочность пород эталонного образца, Па.

Для районов, подверженных движениям земной коры, и в зонах тектонических вместо Н принимается расчетная глубина Н = 1,5 Н: z = 1,5gH.

Расчет величины напряжений на контуре выработок предела прочности массива:

На контуре горизонтальной и наклонной выработок в массиве упругих пород напряженное состояние:

для боков: max = К1gH; для кровли: min = К2 1 gH; К1=2, К2 = 0,3.

В вертикальных выработках: mах = К3 gH.

К3 = 3 – на протяженных участках выработки;

К3 = 6 – на сопряжениях с горизонтальными выработками.

Расчет предела прочности горного массива:

для горизонтальных выработок – Rсж = сжКс и Rр = рКс; nб= 1иnк= 1 устойчивы;

и р – пределы прочности при сжатии и растяжении. для практических расчетов предел прочности при растяжении принимают р = 0,1;

Коэффициент длительной прочности показывает уменьшение прочности породы в результате длительного воздействия нагрузки. Он равен отношению предела прочности образца при длительном воздействии нагрузки д к пределу прочности породы при сжатии сж при стандартных испытаниях образца: .

КС – коэффициент структурного ослабления массива показывающий отношение предела прочности пород массива к пределу прочности пород в образце. При проектировании выработок КС определяется по данным количественного анализа нарушенности массива трещинами в местах проектируемого расположения выработок на основании данных инженерно-геологических изысканий по среднему расстоянию между поверхностями ослабления пород согласно рекомендации СНиП 11-94—80:

Среднее расстояние между поверхностями ослабления пород, м 1,5 1,5 – 1 1 – 0,5 0,5 – 0,1 0,1
Коэффициент структурного ослабления 0,9 0,8 0,6 0,4 0,2

Когда известна интенсивность трещиноватости массива, то коэффициент КС может быть определен по графику. По оси абсцисс откладываем значения интенсивности трещиноватости ,

где В — линейный размер рассматриваемой области массива;

b — средний размер структурного блока (куска);

для В/b > 14 КС = 0.2.

 

для вертикальных выработок – Нпр = .

Расчет величины горного давления на одну крепежную раму:

При расчете величины гор­ного давления следует применять метод проф. П. М. Цимбаревичав том случае, когда кровля и бока (или только бока) выработки неустойчивы. Профессор П. М. Цимбаревич считает, что для средних глубин при f>9 выработка является устойчивой и горное давление практически отсутствует. При 4f9 кровля выработки обычно неустой­чива, а бока и почва — устойчивы. В кровле выработки образу­ется зона обрушения, которая по форме приближается к треугольнику. Высота треугольника определяется так же, как и у проф. М. М. Протодьяконова, т. е. , а давление на одну крепежную раму: .

Гипотеза профессора М.М.Протодьяконова: Высота свода: b= = , м

Величина горного давления на единицу длинны выработки:

Для прямоугольной и трапециевидной формы сечения выработки.

Q = = = ; (S = = – площадь свода в м²);

Для прямоугольно-сводчатой формы сечения выработки: Q = ;

Гипотеза профессора П.М.Цимбаревича:

Величина полупролета:

Для прямоугольной и прямоугольно-сводчатой формы сечения выработки:

;

Для трапециевидной формы сечения выработки:

; .

Высота свода, если неустойчива только кровля: .

Давление на верхняк крепёжной рамы:

Для прямоугольной и трапециевидной формы сечения выработки: .

Для прямоугольно-сводчатой формы сечения выработки: .

Полное боковое давление на стойку рамы: .

Горное давление на одну крепёжную раму: Q1 = . Если выработка будет служить более 1 года в связных породах, то значение увеличиваем в два раза: Q>1года = .

Расчет горного давления в верти­кальной выработке:РВ = g0срН2tg .

 

Расчет горного давления в наклонной выработке: N = Q cosa, Т = Q sina, N = Q cos 45° = 0,71Q.