Минимальное сопротивление крепи, обусловленное требованиями безопасности работ

16.03.2020

Нагрузка, действующая на стойку крепи, складывается из нагрузки от веса пород непосредственной кровли, отслоившихся от массива по плоскости отдельности и трещинам давления, и нагрузки, обусловленной оседанием основной кровли. Нагрузка от оседания основной кровли должна восприниматься крепью за счет податливости при постоянном или нарастающем сопротивлении. При расчетах крепи учитывают только нагрузки от непосредственной кровли.

Если непосредственная кровля мощностью h1 (рис. 4.1. а) отслоилась от основной, то при недостаточно высоком сопротивлении крепи А может произойти ее оседание. При сохранении сплошности породных слоев непосредственной кровли смещение ее по падению, несмотря на усилие сдвига S, не происходит до тех пор, пока сопротивление крепи А больше нормальной к напластованию компоненты Gb собственного веса G пород непосредственной кровли.

Непосредственная кровля мощностью h2 (рис. 4.1,б) при недостаточном сопротивлении крепи и отсутствии средств предотвращения от сдвига может сместиться в направлении падения пласта, если поверхность контакта ее с основной кровлей достаточно гладкая, а ниже поддерживаемой стойками полосы непосредственной кровли имеется полость — искусственная или образовавшаяся в результате вывалов породы. Нормальная составляющая сопротивления крепи Pr должна уравновешивать составляющую Gb веса непосредственной кровли, а усилие прижатия слоев непосредственной кровли к основной должно быть таким, чтобы сила трения R была больше усилия сдвига S, направленного в сторону падения пласта. В этом случае сползание кровли предотвращается за счет сопротивления крепи А. Если установить дополнительную распорную стойку (рис. 4.1,в), то сумма усилия ее сопротивления сдвигу и силы трения R должна быть больше усилия сдвига S.

Для предупреждения сползания непосредственной кровли мощностью 1 м требуемое удельное сопротивление крепи не должно быть меньше приведенных в табл. 4.1 расчетных данных (с учетом коэффициента трения, равного 0,7 для сухих и 0,3 для увлажненных поверхностей отдельности, коэффициента запаса 1,5).

Приведенные в табл. 4.1 величины, которые обозначим символом с, следует умножать на фактическую или предполагаемую мощность отслоившейся непосредственной кровли

Aе = сh2.


В большинстве случаев завалов лав, вызванных сползанием кровли, мощность сползающих и сдвигающих крепь породных слоев не превышала мощности разрабатываемого пласта. Поэтому представляется правомерным при наличии в кровле нескольких плоскостей отдельности принимать, что мощность опасных в отношении сползания породных слоев кровли равна вынимаемой мощности пласта М.

Приведенные на графиках (рис. 4.2) кривые могут быть заменены прямыми линиями без большой погрешности.

Тогда для стоек, установленных нормально к напластованию и не усиленных дополнительными распорными стойками, необходимое удельное сопротивление крепи (кН/м2) при коэффициенте запаса k можно определить из выражения

А = (30 + а/0,9) 1,5h2,


где а — угол падения пласта, градус; h2 — мощность опасного по сползанию слоя непосредственной кровли (или в данном случае мощность пласта), м.

Его использование позволяет наиболее просто рассчитать необходимое сопротивление крепи. Так, например, при угле падения пласта 36° и его мощности 1 м, равной мощности опасного по сползанию слоя непосредственной кровли, A = (30+36/0,9)*1,5*1 = 105 кН/м2. Более точное значение сопротивления, определенное по графикам (см. рис. 4,2), составляет 104 кН/м2.

Требование органов горного надзора, согласно которому удельное сопротивление крепи (кН/м2) должно быть не меньше 80 М (М — вынимаемая мощность пласта, м), основано на том соображении, что крепь должна воспринимать нагрузку, соответствующую весу непосредственной кровли мощностью, равной двукратной вынимаемой мощности пласта при плотности пород 2,5 т/м3 и коэффициенте запаса 1,6.

При угле падения пласта свыше 18° для снижения опасности сползания кровли необходимо увеличивать силы сцепления между слоями за счет применения крепи с более высоким сопротивлением крепи (рис. 4.3). Еще большее сопротивление требуется при поперечном наклоне лавы Можно принимать, что минимальное рабочее сопротивление крепи при индивидуальных гидростойках не должно быть ниже уменьшенного на 20% максимально достижимого усилия распора, при механизированных крепях — гарантированного в данных условиях минимального усилия начального распора.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна