Кαкр= 0,85; Кαбок= 0,85; Кαпоч= 0,85

Кq - коэффициент, учитывающий направление смещений пород и принимающий значение 1 при определении смещений со стороны кровли или почвы (в вертикальном направлении). При определении боковых смещений пород (в горизонтальном направлении) Кq принимается по табл.1.1.

Кθкр = 0,45; Кθпоч = 0,45; Кθбок = 0,45

КS - коэффициент влияния пролета выработки для кровли и почвы принимается равным КS = 0,2 (b-1), для боков выработки КS = 0,2 (h-1) (b - пролет выработки, h - высота выработки);

Кsкр. пч. =0,2(5,7-1) =0,94 (1.8)

Кs бок=0,2(3,7-1) =0,54

КВ - коэффициент влияния других выработок, равный для одиночных выработок 1;

Кt - коэффициент влияния времени, принимаемый равным 1 для выработок, срок службы которых более 15 лет.д.ля выработок срок службы которых более года Кt определяется по рис.1.3. Смещения определяются отдельно для кровли, почвы и боков выработки.

Рисунок 1.3. - Графики для определения коэффициента Кt при сроке службы выработки более года.

Uкр=0,85*0,45*0,94*1*1*280=101 мм.

Uпоч=0,85*0,45*0,94*1*1*500=180 мм.

Uбок=0,85*0,45*0,54*1*0,5*1050=108 мм.

1.3. Определение расчетных нагрузок на крепь

Нормативные нагрузки на незамкнутую крепь определяют по графикам рис в зависимости от смещений пород U и ширины выработки в проходке. Если свойства пород в боках выработки различны, то ожидаемые смещения U и определяемые по смещениям нормативные нагрузки боковые нагрузки также будут отличаться друг от друга. В этом случае для дальнейших расчетов принимают усредненное значение нормативной нагрузки со стороны боков и нормативную нагрузку со стороны почвы.

Нормативные нагрузки на замкнутую крепь также определяются по графикам рис.1.4. отдельно для кровли, почвы и боков. Усредненная вертикальная нагрузка определяется по значениям нормативных нагрузок со стороны кровли и почвы, усредненная горизонтальная нагрузка - по значениям нормативных нагрузок со стороны боков.

Рисунок 1.4. - Графики определения нормативной нагрузки на крепь

Расчетная вертикальная нагрузка на 1 м длины выработки определяется по формуле:

Рв=kп*kн*kпр*Рнв, кПа, (1.9)

где kп - коэффициент перегрузки, учитывающий изменчивость нагрузки (табл.1.2);

kн - коэффициент, принимаемый для главных вскрывающих выработок равным 1,1; для остальных-1;

kпр - коэффициент условий проведения выработок, принимаемый равным 1 при проведении выработок буровзрывным способом.

Рнв - нормативная вертикальная нагрузка.

Таблица 1.2. - Значения коэффициента kп

Рв=1,1*1*1*45=50 кПа

Расчетная нагрузка на 1 м выработки со стороны боков определяется по формуле:

Рб=kп*kн*kпр*Рнб, кПа, (1.9)

где Рнб - нормативная горизонтальная нагрузка, кПа.

Рб= 1,1*1*1*29=32 кПа

2. Расчет металлической арочной податливой крепи

По полученным данным расчетных сопротивлений окружающих выработку пород, определение смещений контура выработки и определение расчетных нагрузок на крепь. Выбор данных параметров производится согласно разработанной методики ВНИМИ.

Полученные данные должны быть введены следующие данные:

1) Радиус криволинейной части крепи R и высота прямолинейной части (стоек) h, (рис.2.1).

R=В/2 (2.1)

R=5700/2=2850 мм

h=H-R (2.2)

h=3700-2850=850 мм

2) Число частей деления каждой из вертикальных стоек 4 и число деления криволинейной части 9.

3) Вертикальная и горизонтальная нагрузка на крепь равные соответственно 50 кПа и 32 кПа.

4) Угол наклона стоек к вертикали равен нулю.

Полученные результаты расчета содержат значения изгибающих моментов и продольных сил в каждой заданной точке крепи (таблица 2.1). На основании данных значений находится максимальный изгибающий момент (по модулю) и соответствующее этому моменту нормальная сила.

Таблица 2.1. - Расчет металлической крепи на ЭВМ

i= х [i] = y [i] = М [i] = N [i] =

1-2.850.00 0.0000-142.5000

2-2.850.21 1.0002-142.5000

3-2.850.43 0.5554-142.5000

4-2.850.64 - 1.3344-142.5000

5-2.850.85 - 4.6692-143.0609

6-2.811.34 - 11.9141-143.7196

7-2.681.82 - 14.7291-142.4850

8-2.472.28 - 13.6014-138.6918

9-2.182.68 - 9.4427-133.0686

10-1.833.03 - 3.4556-126.5388

11-1.423.32 3.0324-120.1014

12-0.973.53 8.7480-114.7045

13-0.493.66 12.6401-111.1255

140.003.70 14.0177-109.8735

150.493.66 12.6401-111.1255

160.973.53 8.7480-114.7045

171.423.32 3.0324-120.1014

181.833.03 - 3.4556-126.5388

192.182.68 - 9.4427-133.0686

202.472.28 - 13.6014-138.6918

212.681.82 - 14.7291-142.4850

222.811.34 - 11.9141-143.7196

232.850.85 - 4.6692-143.0609

242.850.64 - 1.3344-142.5000

252.850.43 0.5554-142.5000

262.850.21 1.0002-142.5000

272.850.00 0.0000-142.5000

В нашем случае после расчетов Мmax=14,01 кН*м, и N=109,87 кН*м

Проверка прочности производится по формуле:

(2.3)

где Wпр - момент сопротивления из (табл.2.2);

Fпр - площадь поперечного сечения из (табл.2.2)

Таблица 2.2. - Характеристики спецпрофиля.