Проведение горноразведочных выработок. Проведение горноразведческих выработок. Проект горноразведочной выработки

• Название: Проект горноразведочной выработки
• Анкор: Проведение горноразведочных выработок
• Дата: 20.03.2021
• Размер: 0.53 Mb.
• Имя файла: Проведение горноразведческих выработок.docx
• Тип: Курсовой проект; #186579
• страница: 3 из 5

Расчет крепления

Сущность крепления горных выработок анкерной крепью заключается в том, что слои кровли «подшиваются» к более прочной основной кровле или скрепляются между собой анкерами.

В настоящее время широкое распространение получил способ крепления выработок железобетонными анкерами (штангами).

Железобетонные анкера получают в результате заполнения песчано-цементным раствором шпура, в который затем вводят стальную арматуру.

Раствор, заполняющий шпур, создает прочный контакт с породой по всей длине анкера и препятствует смещению и расслоению пород.

Для крепления железобетонными анкерами используется цементно-песчаная смесь состава 1:1 из цемента марки 400, а в качестве арматуры – сталь переменного профиля диаметром 16 мм.

Предел текучести арматурной стали принимается равным _т = 3,4  10⁸ Па, удельное сцепление бетона с породой  принимается 1,0  10⁶ Па, удельное сцепление арматурного стержня с бетоном составляет _у = 12  10⁶ Па.

Шпуры бурятся телескопными перфораторами ПТ-29, для установки штанг применяется комплект оборудования ПН-1, состоящий из трех контейнеров для транспортировки компонентов смеси емкостью по 62 л и бака, в котором смесь перемешивается лопастным валом, вращающимся от пневмопривода, а затем подается в шпур.

1. Расчет анкерной крепи

Выбираются оборудование для бурения шпуров и материалы, необходимые для возведения железобетонной штанговой крепи. Диаметр шпуров под штанги может приниматься равным 43 мм (d_шп = 4,3  10^-2 м).

1. 
   Определяется коэффициент и угол внутреннего трения горных пород:
   

2. 
   Определяется угол сползания породных призм:
   

3. 
   Рассчитывается высота свода естественного равновесия пород:
   

где:
h_б - высота выработки по боку;

а - полупролет выработки, т.е. половина ширины выработки вчерне по кровле, а = 0,5 b₃, м;

 = 90⁰ – угол наклона боков выработки.

4. 
   Рассчитывается высота зоны обрушения пород
   

м
, мм
= 643,5мм= 0,64 мм = 0,64 м

5. 
   Определяется длина штанги в кровле выработки
   

где:

ℓ_з.г. = 0,3 - 0,4 - заглубление анкера в зону устойчивых пород. При работе над проектом минимальную длину штанги рекомендуется принимать равной ℓ_шт  1,0 м. Примем ℓ_шт = 2,3 м

6. 
   Вычисляется несущая способность анкера из условия прочности арматурного стержня на разрыв, Н:
   

где:

F_а - площадь сечения арматурного стержня, м²

7. 
   Вычисляется несущая способность анкера из условия сдвига бетона относительно стенок шпура, Н:
   

где:

m₁ - коэффициент условий работы анкера, равный при сухом шпуре 0,9.

8. 
   Несущая способность анкера из условия прочности закрепления арматурного стержня в бетоне, Н:
   

где:
d_а - диаметр арматурного стержня;

l₃ - длина заделки стержня в бетоне. Обычно принимается l₃ = l_шт ;

К_ст - коэффициент, учитывающий начальный сдвиг арматуры в бетоне, равный 0,85.
В качестве расчетной несущей способности анкера Р_а выбирается наименьшее из рассчитанных значений Р₁, Р₂ и Р₃.
Р_а = 68000 Н

9. 
   Максимально допустимые расстояния между анкерами по периметру выработки рассчитываются по формуле, м:
   

где:
К₃ = 2,5 – коэффициент запаса прочности,

ρ – плотность породы, кг/м³.

10. 
    Определяется число анкеров в ряду:
    

где:

h_шт - расстояние от почвы до нижнего анкера, принимаемое равным 1 - 1,5 м; P_Ч – периметр выработки вчерне.

количество штанг в каждом ряду принимаем равным 8 шт.

1. 
   Число штанг на 1 м выработки будет равно
   

Число штанг на 1 цикл составит:



Объем бурения в цикле для установки штанг, м





Рисунок 5. Чертеж крепи выработки


Рисунок6. Анкер