ШС ч.2 уггу. ШС2 Аня. Курсовой проект по дисциплине Шахтное и подземное строительство

• Название: Курсовой проект по дисциплине Шахтное и подземное строительство
• Анкор: ШС ч.2 уггу
• Дата: 06.09.2022
• Размер: 358.41 Kb.
• Имя файла: ШС2 Аня.docx
• Тип: Курсовой проект; #664977
• страница: 2 из 8

Расчет монолитной бетонной крепи

Наибольшее распространение при строительстве вертикальных стволов шахт получила монолитная бетонная крепь. В качестве основных расчетных данных для определения устойчивости пород, величин их смещений, нагрузок на крепь и параметров крепи выработки должны приниматься:

• 
  расчетная глубина размещения выработки ;
  
• 
  расчетные значения физико-механических свойств горных пород;
  
• 
  нормативные и расчетные характеристики материалов крепи и заполнения закрепного пространства.
  

1. Определение расчетной глубины размещения выработки.

Расчетную глубину размещения выработки следует определять по формуле:



где проектная глубина размещения выработки или ее участка, м;

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

Подставляя значения, получаем:

2. Определение расчетного сопротивления пород.

Расчетное сопротивление пород (массива) сжатию следует определять по формуле:



Где среднее значение сопротивления пород в образце одноосному сжатию, устанавливаемое экспериментально по результатам испытаний образцов пород, МПа .

коэффициент, учитывающий дополнительную нарушенность массива пород поверхностями без сцепления, либо с малой связанностью (зеркала скольжения, трещины, глинистые прослои и др.), принимаемый по табл. 2.1.

Таблица 2.1

Коэффициент, учитывающий дополнительную нарушенность массива пород

Среднее расстояние между поверхностями ослабления пород, м	Коэффициент
Более 1,5	0,9
От 1,5 до 1	0,8
От 1 до 0,5	0,6
От 0,5 до 0,1	0,4
Менее 0,1	0,2

Определяем сопротивление пород сжатию в образце Rпо коэффициенту крепости пород по шкале М. М. Протодьяконова, по формулам:





Подставляя значения в формулы, получаем:





Тогда расчетное сопротивление пород (массива) сжатию по формуле 2.2 составит:

3. Расчетные и нормативные характеристики материалов крепи.

Расчетные и нормативные характеристики материалов крепи следует принимать с учетом их работы в подземных условиях и руководствуясь соответствующими государственными стандартами и главами СНиП:

Для бетонной и железобетонной крепи – по главе СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций (табл. 2,2).

Таблица 2.2

Расчетное сопротивление бетона в зависимости от принятого класса бетона по прочности на сжатие

Класс бетона по прочности при сжатии	В15	В20	В25	В30	В35	В40	В45	В50
Расчетные сопротивления бетона	8,5 86,7	11,5 117	14,5 148	17,0 173	19,5 199	22,0 224	25,0 255	27,5 280

Примечание: над чертой указаны значения в МПа, а под чертой – в кгс/см²

Принимаем класс бетона В20 с расчетным сопротивлением R_b = 11,5МПа.

4. Выбор типа крепи и расчет параметров крепи. Величина критерия устойчивости пород.

Расчет толщины монолитной бетонной крепи производится с помощью критерия устойчивости. Величина критерия устойчивости определяется по формуле:



где k_г - коэффициент, учитывающий взвешивающее действие воды: для участков вне водоносных горизонтов, равен 1.

k_сб - коэффициент воздействия на ствол других выработок: для протяженных участков ствола равен 1

k_ц - коэффициент воздействия на ствол очистных работ: для участков, не испытывающих воздействий равен 1

k_a - коэффициент влияния угла залегания пород a град: для горизонтально залегающих пород равен 1, в остальных случаях следует принимать из выражения:



Подставляя значения получаем:



Подставляя значения в формулу 2.4, получаем величину критерия устойчивости пород:



Выбор типа и расчет параметров крепи для протяженной части ствола, а также участков сопряжения следует производит на основании определения категории устойчивости пород вертикальных выработок согласно табл. 2.3.

Таблица 2.3

Категории пород по устойчивости

Категория устойчивости пород	Оценка состояния устойчивости пород	Критерий устойчивости пород вертикальной выработки С
I	Устойчивое	До 3
II	Среднеустойчивое	От 3 до 6
III	Неустойчивое	От 6 до 10
IV	Очень неустойчивое	Более 10
Примечание: при породы относятся к IV категории устойчивости.

Таким образом, можно сделать вывод, что при величине критерия устойчивости пород вертикальной выработки , будет III (неустойчивые) категория устойчивости пород.

В породах II и III категорий устойчивости толщина бетонной крепи следует устанавливать расчетом, но не менее величин, указанных табл. 2.4

Таблица 2.4

Толщина бетонной крепи

Глубина расположения участка, м	Толщина бетонной крепи, мм при углах залегания пород, град
	До	Более
До 500	200	250
Более 500	250	300

Если расчетная толщина монолитное бетонной крепи превышает 500 мм, то следует применять бетон более высокой марки или другой тип крепи.

5. 
   Расчетное и нормативное давление пород на крепь.
   

Расчетное горизонтальное (радиальное) давление пород на крепь протяженной части вертикальной выработки при отсутствии влияния горизонтальных деформаций от воздействия очистных работ следует определять по формуле:



где n – коэффициент перегрузки, равен 1,3;

– коэффициент условий работы крепи, равен 0,8 для монолитной бетонной крепи;

r₀ – радиус ствола в свету, 3, м;

n_н – коэффициент приведения к расчетному (максимальному) давлению при неравномерной эпюре нагрузок, принимаемый по табл. 5.

- нормативное давление пород на крепь, определяемое для пород I, II и III категории устойчивости пород по формуле;


где C – критерий устойчивости вертикальных выработок, рассчитываемый по формуле (2.4).

D – параметр, учитывающий технологию проходческих работ, принимаемый равным при совмещенной технологической схеме проходки с передвижной опалубкой при ,

Подставляя значения, получаем:


Таблица 2.5

Коэффициент n_н

Угол залегания пород, град	Коэффициент nн
	При последовательной и параллельной схемах проходки	При совмещённой схеме проходки
До 10	2,00	1,75
От 10до 35	2,50	2,00
Более 35	2,75	2,25

Тогда, подставляя значения, расчетное горизонтальное (радиальное) давление пород будет:

5. 
   Расчет толщины бетонной крепи
   

Расчет толщины монолитной бетонной и набрызгбетонной крепи вертикальной выработки d_к, мм следует производить по формуле:

где r₀ – радиус вертикальной выработки в свету, мм;

m_y – коэффициент условий работы крепи, принимаемы равным 1,25;

m_б1, m_б1, m_б1 – соответственно коэффициенты, учитывающие длительную нагрузку, условие для нарастания прочности и температурные колебания, принимаемые в соответствии с главой СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций;

R_пр – расчетное сопротивление бетона сжатию, принимаемое в соответствии с главой СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций, кПа (тс/м²);

k_p – коэффициент концентрации напряжений в конструкции крепи, принимаемый равным 1 на протяженных участках ствола и равным (2-0,05z) в районе сопряжения, где z – расстояние от узла сопряжения до рассматриваемого сечения, м;

Р – горизонтальное давление, кПа (тс/м²), определяемое как суммарное от давления пород P_п и подземных вод P_r;

d_пб – толщина породобетонной оболочки, образующейся за счет проникновения бетона в окружающие нарушенные породы: для набрызгбетона принимаемая равной 50 мм, для остальных типов крепи – равной нулю.

Подставляя значения в формулу, получаем:


Окончательно величина монолитной бетонной крепи принимается кратной 50 мм, но не менее значений в таблице.

Так как наше значение получилось меньше табличного, то принимаем величину монолитной бетонной крепи по табл. 4, равной 250 мм.