Конструктивные размеры поперечного сечения выработок трапециевидной формы, закрепленных деревом
| Наименование размера | Обозначения и соотношения размеров |
| Высота электровоза от уровня головки рельсов | h |
| Высота выработки от головки рельсов до верхняка | h1 |
| Высота балластного слоя | hb |
| Высота от балластного слоя до головки рельсов | ha |
| Высота выработки от балласта доверхняка | h2=h1+ha |
| Высота выработки от подошвы до верхняка | h3=h2+hb |
| Высота выработки в проходке от подошвы до кровли | h4 = h3+ d+ 50 + 100 |
| Ширина однопутевой выработки в свету | В = а + с |
| Ширина двухпутевой выработки в свету | В = а +b + с |
| Угол наклона стоек | а= 80° |
| Ширина выработки в свету по кровле | L1 = В—2(h1 —h) сtgα |
| Ширина выработки в свету по балласту | L2 = В+2(h+ha ) сtgα |
| Расстояние от оси пути до стоек крепи на подошве | L5 = а+ (h+hb)сtgа |
| Длина верхняка | L3 = L1+ 2d ± ∆ |
| Округление до стандартной длины леса | ∆ |
| Ширина выработки по кровле в проходке | L3 = L1+ 2d +100 |
| Ширина выработки по подошве в проходке: однопутевой двухпутевой | L4= L5+ L6+ 2d+ 100 |
| L4= L5+ L6+ b+2d+ 100 | |
| Длина стойки | L=h3/sinα+330+∆ |
| Площадь сечения выработки в свету | Sсв=(L1 +L2 )h2/2 |
| То же, в проходке | Sпр =(L3+L4)h4 /2 |
| Периметр выработки | Р=L1+L2+2h2/sinα |
Деревянную крепь применяют в выработках со сроком службы до 5—6 лет, находящихся в условиях незначительного и средней величины давления горных пород. При благоприятных горно-геологических условиях и консервированном лесе срок службы деревянной крепи может быть увеличен.
Для крепления горных выработок применяют ель, сосну, лиственницу, кедр, пихту.
Достоинства деревянной крепи: возможность применения в различных условиях, простота изготовления, невысокая трудоемкость конструкции, невысокая первоначальная стоимость. Недостатки: малый срок службы, огнеопасность, невозможность многократного использования.
Среднее значение показателей физико-механических свойств дерева
при естественной влажности
| Порода дерева | Плотность, г/см3 | Предел прочности, МПа | ||||
| при сжатии вдоль волокон | при статическом изгибе | при растяжении вдоль волокон | при скалывании в направлении | |||
| радиальном | тангенциальном | |||||
| Бук | 0,65 | 46,0 | 94,0 | 129,0 | 10,0 | 13,0 |
| Дуб | 0,72 | 52,0 | 94,0 | 129,0 | 8,5 | 10,5 |
| Ель | 0,46 | 42,0 | 77,5 | 122,0 | 5,0 | 5,0 |
| Лиственница | 0,68 | 51,5 | 97,0 | 129,0 | 11,5 | 12,5 |
| Кедр | 0,44 | 35,0 | 64,5 | 78,0 | 5,5 | 6,0 |
| Пихта (сибирская) | 0,39 | 33,0 | 58,5 | — | 6,0 | 6,5 |
| Пихта (кавказская) | 0,44 | 39,0 | 72,0 | 112,0 | 7,5 | 8,0 |
| Сосна | 0,53 | 44,0 | 79,0 | 115,0 | 7,0 | 7,5 |
| Ясень | 0,71 | 51,0 | 115,0 | — | 14,0 | 13,0 |
Доски, брусья, бруски и обаполы для крепления горных выработок готовят из тех же пород, что и стойки. Размеры досок, брусков, брусьев, нормы пороков леса и правила их маркировки должны соответствовать ГОСТ 8468—81. Доски применяют для затяжки кровли и боков горных выработок, устройств опалубок, настилов, полков.
К доскам относятся пиломатериалы, ширина которых больше двойной толщины.
К брускам относят пиломатериалы, ширина которых равна или менее двойной толщины.
К брусьям относят пиломатериалы, ширина и толщина которых более 100 мм.
Обапол разделяют на габаритный — с не пропиленной наружной поверхностью или пропиленной не более чем на половину длины и дощатый — с пропиленной наружной поверхностью более чем на половину длины обапола.
Прочность древесины (сопротивление сжатию, растяжению, изгибу) зависит от породы дерева, влажности, строения, характера, направления и места приложения силы.
Диаметр (см) верхняков крепежных рам временной или постоянной деревянной крепи зависит от срока службы выработки. При сроке службы менее 1 года
более 1 года
Толщина (см) затяжки из досок
где b — расстояние между крепежными рамами, см; [σи] — допускаемое напряжение на изгиб (для сосны 8—9 МПа).
Диаметр леса для стоек принимают равным диаметру верхняка и проверяют по допускаемому напряжению на сжатие с учетом продольного изгиба и наклона стоек.
где α— угол между осью стойки и вертикалью, градус; .Fс — площадь поперечного сечения стойки, см2, ψ —-------------------------------- коэффициент уменьшения допускаемого напряжения; Рп - нагрузка на крепь, кГс.
На крепь выработки, если она установлена в начальном контуре выработки, может воздействовать лишь вес пород внутри образовавшегося свода.
где а – полупролет выработки (свода),м; f – коэффициент крепости; γ - объемный вес пород свода, т/м3.
ЗАДАНИЕ:
Исходные данные: Форма сечения штрека - трапециевидная; коэффициент крепости пород f=8; предел прочности пород на сжатие σсж= 96 МПа; объемный вес пород γ=2,6 т/м3; ширина выработки в проходке по низу В=3,0 м; угол наклона стенок выработки α=800.
Определить площадь сечения выработки в проходке и в свету, рассчитать параметры крепления выработки деревом.