Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Расчетное горизонтальное (радиальное) давление пород.

Горизонтальная нагрузка действующая на крепь устья, складывается из нагрузок от пород, пригрузки от поверхностных фундаментов, зданий и сооружений и в обводненном массиве, гидростатического давления , т.е. .

Расчетное горизонтальное (радиальное) давление пород , кПа (тс/м²), на крепь устья ствола в малосвязных и глинистых породах наносов

(2.5)

коэффициент перегрузки, 1,3;

коэффициент, 1,7- при расстоянии от проемов в крепи более 20м, 2,9- при расстоянии менее 20м;

радиус ствола в свету, м;

угол внутреннего трения в наносах, град;

безразмерный коэффициент

(2.6)

глубина рассматриваемого участка от поверхности, 20м;

наибольшая суммарная дополнительная нагрузка от зданий и сооружений, расположенных на поверхности вблизи ствола, кПа (тс/м²);

удельный вес породы (грунта), кН/м³ (тс/м³)

(2.8)

средняя плотность пород (грунта), т/м³;

ускорение силы тяжести, м/с²

Расчетное горизонтальное (радиальное) давление пород протяженной части ствола

Расчетное горизонтальное (радиальное) давление пород , кПа (тс/м²), на крепь протяженной части вертикальной выработки при отсутствии влияния горизонтальных деформаций от воздействия очистных работ следует определять по формуле

(2.9)

радиус выработки в свету, м;

коэффициент перегрузки, 1,3;

коэффициент условий работы, 0,8;

коэффициент приведения к расчетному (максимальному) давлению при неравномерной эпюре нагрузок, 2,0 –при совмещенной схеме проходки ствола;

нормативное давление на крепь, кПа (тс/м²)

(2.10)

критерий устойчивости вертикальной выработки;

параметр, учитывающий технологию проходческих работ. При совмещенной технологической схеме проходки с передвижной опалубкой

При расчете горизонтального давления обводненных пород вместо коэффициента следует принимать коэффициент

(2.11)

Расчет горизонтального давления пород на крепь ствола в зоне сопряжения

Расчетное горизонтальное давление пород на крепь вертикальной выработки в районе сопряжения на протяжении 20м вверх и 20м вниз от сопряжения следует определять по формуле

(2.12)

радиус выработки в свету, 3,0м;

коэффициент перегрузки, 1,3;

коэффициент условий работы, 0,8;

коэффициент приведения к расчетному (максимальному) давлению при неравномерной эпюре нагрузок

при (2.13)

при (2.14)

расстояние от узла сопряжения до рассматриваемого сечения в районе 20м;

коэффициент перехода от протяженного участка к району сопряжения, 0,025

нормативное давление на крепь, кПа (тс/м²)

(2.15)

(2.16)

критерий устойчивости вертикальной выработки в районе сопряжения;

параметр, учитывающий технологию проходческих работ.

Давление подземных вод

Давление подземных вод , кПа (тс/м²), на крепь выработки в коренных породах без их тампонажа следует определять поформуле

(2.17)

коэффициент перегрузки, 1,1;

естественный или сниженный общим водопонижением напор в данном водоносном горизонте, м;

коэффициент фильтрации крепи, для бетонной крепи 0,00158м/сут;

коэффициент фильтрации породы, м/сут;

соответственно внешний и внутренний радиус крепи;

радиус влияния дренажа выработки, определяемый по данным гидрогеологических изысканий из выражения

коэффициент пьезопроводности водоносного горизонта, м²/сут;

время от начала дренирования, сут;

удельный вес воды, кН/м³ (тс/м³).

При проектировании горных выработок сумма остаточных водопритоков с водоносных горизонтов не должна превышать допустимого водопритока в ствол, установленного по правилам производства и приемки работ подземных горных выработок.

Остаточный водоприток в ствол , м³/сут, в результате фильтрации воды через крепь следует определять по формуле

мощность водоносного горизонта, м;

фильтрационный расход воды на единицу длины ствола, м²/сут

2.4. Расчет толщины крепи по участкам ствола

Расчет толщины монолитной бетонной и набрызг-бетонной крепи вертикальной выработки ,мм, следует производить по формуле

(2.18)

радиус вертикальной выработки в свету, 3.0м;

коэффициент условий работы крепи, 1,25;

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

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

коэффициент концентрации напряжений в конструкции крепи, принимаемый равным 1,0- на протяженных участках ствола, в районе сопряжения, где расстояние от узла сопряжения до рассматриваемого сечения, м;

горизонтальное давление в кПа (тс/м²), определяемое как суммарное от давления пород и подземных вод ;

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

Пример расчета

Исходные данные:

1. Абсолютная отметка устья ствола 70,2м

2. Абсолютная отметка горизонта -70,0м

3. Глубина ствола от поверхности 140,2м

4. Глубина зумпфа 7,0м

5. Полная глубина ствола, включая зумпф 147,2м

6. Диаметр ствола в свету 6,0м

7. Площадь ствола в свету 23,8м²

8. Вид крепи ствола бетон

9. Мощность наносов 20м

10. Угол залегания пород 33⁰

Ствол охраняется по всем Правилам охраны. Предусматривается совмещенная схема проходки.

При проходке ствола встречаются следующие породы:

Наносы-20м-суглинки, супеси, глины.

Коренные породы. Ствол пересекает слаботрещиноватую толщу пород с углом падения 33⁰, состоящую из переслаивающихся алевролитов, аргиллитов, песчаников мощностью от 0,3 до 5,3 метра. Физико-механические свойства пород сведены в таблицу 2.1. Преобладающими являются слои аргиллитов и .

До глубины Н=75м ствол пересекает три угольных платса 11,10, 9. На глубине Н=95м ствол в алевролитах встречает водоносный горизонт с напором . Мощность водоносной толщи 12м с коэффициентом пьезопроводности , коэффициент фильтрации пород , , , . На глубине Н=110м ствол пересекает угольный пласт 8. На глубине Н=140,2м закладывается сопряжение с околоствольным двором. Песчаник, .

Таблица 2.1

Физико-механическая характеристика вмещающих пород и угля.

Показатели	Ед. Изм.	Исходные данные
Показатели	Ед. Изм.	Аргиллит	Алевролит	Песчаник	Уголь
Прочность на сжатие	кг/см²	76-380 201	60-530 277	150-560 368	17,8-25,3 20
Прочность на разрыв	кг/см²	8-79 35	11-59 41	27-137 55
Коэффициент крепости ***		2.0-9.4 3.5	2.2-8.9 5.8	2.1-3.5 4.7	1.5-1.8 1.6
Влажность	%	5.3	4.3	3.8	1.5
Пористость	%	12.6	13.2	12,7	10,0
Объемный вес	т/м³	2,35	2,35	2,37	1,49
Водопоглощение		9,4	8,0	9,9	1,53

*** -коэффициент крепости по шкале М.М. Протодьяконова

Решение.

Согласно анализу геологической, гидрогеологической и горнотехнической обстановки, проектируемый шахтный ствол не испытывает воздействия очистных работ, поэтому ствол считается вне зоны вредного воздействия работ и расчеты ожидаемых деформаций не производятся.

1. Расчет толщины крепи устья ствола.

Определяем расчетное горизонтальное (радиальное) давление пород , кПа (тс/м²), на крепь устья ствола в малосвязных и глинистых породах наносов при 1,3; 2,9; 3,0м; 8^о; 20м; кН/м³. Породы наносов насыщены водой. Коэффициент пористости наносов . Вместо рассчитываем поправку в формулу

На поверхности отсутствует дополнительная пригрузка от зданий и сооружений , так как они отстоят от контура ствола на расстоянии более .

Части устьев стволов, расположенные в сезонно оттаивающих породах и подвергающихся попеременному замораживанию и оттаиванию в водонасыщенном состоянии должны крепиться минимальной проектной маркой бетона М300. Расчетная толщина крепи из монолитного бетона марки М300 равна

Принимаем толщину крепи в наносах равную 300мм.

2. Расчет толщины крепи ствола на участке

. По формуле (7) [1] осуществляется расчет устойчивости обнажений пород на этом участке ствола. Ствол пересекает на этом участке три угольных пласта 11, 10 и 9. Преобладающие породы на участке аргиллиты. . Согласно формуле (2)[1]

Входящие в формулу (7) коэффициенты имеют для данного участка следующие значения:

Породы устойчивые и относятся к I категории устойчивости пород. В породах I категории устойчивости толщина бетонной крепи назначается без расчета по табл.3[1] .