Крепь с замедленным и быстрым восприятием нагрузки

17.03.2020

Влияние быстроты восприятия крепью нагрузки на характер разрушения пород исследовалось на модели, имитировавшей четырехзвенную арочную крепь в штреке. Вмещающие породы — слабые, со многими плоскостями скольжения. Заполнение закрепного пространства плохое. Вначале крепь еще не оказывает сопротивления сдвижению пород; породы по контуру выработки удерживаются сами по себе. Напряжения в породном массиве соответствуют давлению на глубине 450 м. Уменьшение площади поперечного сечения штрека составляет всего лишь 1%.

При напряженном состоянии породного массива, соответствующем глубине 750 м, удельное сопротивление крепи, противодействующее деформации пород на контуре поперечного сечения, составляет 40—80 кН/м2. Однако со стороны почвы крепь не оказывает сопротивления, поэтому породные слои под штреком подверглись смятию на большую глубину. Подрезанные выработкой породные слои (в ее боках) сильно расчленены трещинами. Трещины раскрыты, поскольку породы должны были сместиться в сторону крепи, чтобы получить опору. Такая крепь оказывает сопротивление смещению пород с большим запозданием. Поскольку нагрузка на крепь прилагается в отдельных точках, деформация крепи возможна и при небольших ее величинах.

Повторная пригрузка модели увеличивает пучение пород почвы и разрушения в боках штрека. В кровле также появляются складки от смятия слоев, однако они не достигают таких размеров, как в почве, поскольку ширина пролета неподрезанных слоев невелика. Уменьшение площади поперечного сечения штрека равно 42% (при отсутствии пучения почвы 24%).

Для сравнения исследовалась модель штрека с арочной формой поперечного сечения, крепь которого была усилена установкой анкеров длиной по 2,5 м. Плотность установки — 1,5 анкера на 1 м2. Анкеры упрочняют породы на контуре выработки, действуя как мгновенно воспринимающая нагрузку крепь (в противоположность рамной арочной крепи, рассмотренной в предыдущем случае).

При последующем увеличении нагрузки трещины в боках штрека хотя и появляются, но они не раскрываются. Бока штрека сохраняют свою несущую способность, правда, в меньшей чем ранее степени.

Увеличение несущей способности пород по контуру выработки за счет анкерования массива заметно по более интенсивным, чем при рамной арочной крепи, смятию и выдавливанию пород почвы и вдавливанию в почву упрочненных боков штрека.

Таким образом, деформация и разрушение пород по контуру штрека зависят от вида крепи (с замедленным или быстрым восприятием нагрузки) и от величины ее несущей способности.

Плохое заполнение закрепного пространства приводит к разрушению пород на контуре выработки и снижению несущей способности рамной арочной крепи вследствие неравномерного приложения нагрузки. Из этого вытекает следующий вывод: закрепное пространство необходимо заполнять твердеющими смесями механизированным способом.

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