Кр- коэффициент, учитывающий соотношение между пределами прочности породы на растяжение и сжатие;

- коэффициент концентрации напряжений в плоской кровле;

λ - коэффициент бокового давления (горизонтального распора) рассчитывается по значению коэффициента Пуассона:

λ = μ/ (1 – μ) = 0,22/(1-0,22) = 0,282

По расчётной оценке запаса прочности и принимаем прямоугольно-сводчатое сечение проектируемой выработки.

Вывод: проектируемая выработка проходится с прямоугольно-сводчатой формой поперечного сечения и анкерной крепью по кровле.

3. РАСЧЁТ СЕЧЕНИЯ ВЫРАБОТКИ В СВЕТУ

Размеры поперечного сечения горизонтальных горных выработок в свету зависят от её назначения и определяются, исходя из габаритов подвижного состава и располагаемого в выработке оборудования, обеспечение пропуска требуемого количества воздуха, зазоров между выступающими частями подвижного состава и крепью, предусмотренные Правилами безопасности и способа передвижения людей.

В нашем случае мы проектируем горизонтальную выработку прямоугольно-сводчатой формы с анкерной крепью по кровле.

Прямоугольно-сводчатые сечения используются при проходке выработок без крепи или с возведением облегчённых конструкций крепи. Высота свода в сечениях от 2 до 6,8 м2 составляет ⅓. ширины выработки.

Площадь поперечного сечения в свету – это площадь по внутреннему контуру установленной в выработке крепи

Расчет сечения выработки

Ширина рассечки

b=bc+2×c= 0,95+2∙0,3=1,55м

где bc - ширина скрепера, м;

с- зазор между скрепером и боком выработки, м.

В выработке рассматриваемого типа хождение людей допускается только при неработающей скреперной установке. Таким образом, высота выработки в свету принимается минимальной, т.е. 1,8 м.

Высота свода

Высота рассечки по боку (до пяты свода):

1,8 – минимальная высота выработки по ПБ

Площадь поперечного сечения рассечки в свету:

По рассчитанной площади сечения в свету принимается ближайшее большее из стандартных сечений из табл. 2 (Учебное пособие «Проведение горизонтальных разведочных выработок и камер» Авторы В.И Несмотряев, В.А. Косьянов Москва 2001 г).

Принимается типовое сечение выработки ПС – 2,7

Основные размеры сечения выработки в свету:

Ширина выработки, мм - b = 1550 мм

Высота выработки до пяты свода, мм - hб = 1320 мм

Высота выработки, мм - h = 1850 мм

Радиус осевой дуги свода, мм - R = 1070 мм

Радиус боковой дуги свода, мм - r = 410 мм

Площадь сечения выработки в свету, м2 - Sсв = 2,7 м2.

Для выработок с анкерной крепью в кровле :

где – высота выработки по боку с учетом выхода анкеров по кровле в выработку на величину δ=0,05м.

Расчет прочных размеров крепи, составление паспорта крепления

Вследствие малого сечения выработки, незначительного срока службы, горно-геологических условий и имеющихся материалов применяем металлическую распорную анкерную крепь АР-1

Все расчеты прочности закрепления в шпуре анкерной крепи произведены по формулам из справочника «Теория и практика применения анкерной крепи» Автор А.П. Широков. Москва «Недра» 1981 г.

где,

φ – угол трения пород, 30град

D – диаметр распорной муфты, 32см

h – высота распорной муфты, 30см

σсж – предел прочности породы на сжатие

α – половина угла симметричного клина, 2град

р1 – угол трения стали по стали,0,2град

Необходимая длина анкер Lа в кровле и высота возможного вывала пород выработки находится из выражений:

Lа = b+ L2 + L3=0,04+0,35+0,05=0,44м;

.

где L2 – величина заглубления анкеров за контур возможного вывала пород (принимается равной 0,35 м); L3 - длина анкера, выступающего за контур выработки, Lк = 0,05 м; аn = полупролет выработки в проходке, м; h – высота выработки в проходке, м.

- коэффициент, характеризующий устойчивость боков выработки;

- коэффициент, характеризующий наклон призмы сползания в боках выработки (принимается по Таблице 12.1. Теория и практика применения анкерной крепи. Автор А.П. Широков. Москва «Недра» 1981 г);

φб – угол внутреннего трения (сопротивления) пород в боках выработки; Кк – коэффициент, учитывающий уменьшение прочности пород в кровле выработки (принимается по Таблице 13.1);

fк – коэффициент крепости пород в кровле выработок;

Ксж – коэффициент концентрации сжимающих напряжений на контуре выработки, значение которого принимается по табл. 12.2;

γ – средний удельный вес толщ пород, залегающих над выработкой до поверхности, МН/м3; Н – глубина выработки от поверхности, м;

Кб – коэффициент, учитывающий уменьшение прочности пород в боках выработки, значение которого принимается по Таблице 12.1;

fб – коэффициент крепости пород по М.М. Протодъяконову в боках выработки.

Принимаем длину анкера в кровле Lк = 0,5м.

В связи с тем, что ψ<0, анкерование боков выработки не производится.

Площадь кровли, поддерживаемая одним анкером,

где Fк – площадь кровли, поддерживаемая одним анкером, м2;

Рк – прочность закрепления анкера в шпуре, пробуренном в кровле;

– коэффициент запаса, учитывающий неравномерность распределения загрузки на анкер и возможность пригрузки со стороны вышележащих слоев, принимается равным 4,5;

α – угол наклона выработки, градус 00

Расстояние между анкером в ряду:

где Ln – шаг установки анкеров по ширине выработки, м;

Lу – расстояние между рядами анкеров, м, принимается 1,4 м

Число анкеров в ряду

,

где Lb=1,33×b=1,33×1,55=2,06м – часть периметра выработки, которая подлежит анкерованию по кровле, м. Где b – ширина выработки вчерне.