CC BY
43
Определен иен аиболее рациональных способов отбойки
ПаукЛ.Г., Джиоева А.К.
принят способ отбойки вертикальными веерами вое -
ходящих скважин.
Список литературы
1. Деменко В.В., Кузнецов В.В., Павлов В.Д Промышленное бурение глубоких скважин уменьшенного диаметра. М., 1969.
2. Именитов В.Р., Мильченко Д.В. О принципах массовой отбойки руды // Горный журнал. 1960. № 8.
3. Мильченко Д.В., Конорев И.М. Исследование образования компенсационного пространства при отбойке крепких руд // Тр. АГМНИИАН КазССР. Алма-Ата, 1963. Т 15.
4. Демин Н.С. Отбойка руды на завал // Изв. вузов. Цветная металлургия. 1961. № 2.
5. Дорохов М.И. Исследование и выбор эффективных способов подземной отбойки трещиноватых руд с применением взрывных скважин: автореф. дис. ... канд. техн. наук. М., 1964.
6. Отбойка руды при новой технологии / Иофин СЛ., Шкарпетин В.В., Егорочкин АА. и др. М., 1969.
7. Фугзан М.Д. Влияние частичного выпуска из призабойной зоны на выход крупнокусковой руды при отбойке в «зажиме» // Горный журнал. 1962. № 11.
8. Фугзан М.Д. и др. Одностадийная выемка с массовой отбойкой руды на руднике «Заполярный» // Тр. ин-та Гипроникель. 1962. Вып. 5.
9. Именитов В.Р. Высокопроизводительные системы разработки крепких руд. М.: Госгортеиздат, 1961.
10. Левин В.И. Разработка методики параметров подземной скважинной отбойки руды в «зажиме»: автореф. дис. ... канд. техн. наук. М., 1964.
11. Ерофеев И.Е., Пусговалов А.И., Тургамбаев Б.М. Отработка опытного блока с одностадийной выемкой на руднике им. 22 съезда КПСС // Добыча и обогащение руд цветных металлов. 1964. № 2.
12. Гущин В.В., Беличенко А.Ф. Подземная разработка апатитовых месторождений. Мурманск, 1972.
Bibliography
1. Demenko V.V., Kuznetsov V.V., Pavlov V.D. Industrial drilling of
deep bore holes of the reduced diameter. M., 1969.
2. Imenitov V.R., Milchenko D.V. About principles of mass ore breaking // Mountain magazine. 1960. № 8.
3. Milchenko D.V., Konorev I.M. Research of formation of compensatory space during hard ore breaking // Works of Altay mountain-metallurgical scientific research institute AN KAZ.SSR. Volume 15. Alma-Ata, 1963.
4. Dyomin N.S. Ore breaking on a blockage // News of higher
educational institutions. Nonferrous metallurgy 1961. № 2.
5. Dorokhov M.I. Research and choice of effective ways of underground fractured ores breaking with the application of blast holes. The author's abstract of the dissertation presented on competition of a scientific degree of Cand.Tech.Sci. M., 1964.
6. Iofin S.L., Shkarpetin V.V., Egorochkin A.A., etc. Ore breaking using new technology. M., 1969.
7. Fugzan M. D. Influence of partial release from bottomhole zones on lumpy rock yield at ore breaking in "clip" // Mountain magazine. 1962. № 11.
8. Fugzan M. D, etc. One-phasic dredging with mass ore breaking in the mine "Polar" // Studies of the institute Hypronickel. 1962. №. 5.
9. Imenitov V. R. High-efficiency systems of working out of hard ores. M.: Gosgorteizdat, 1961.
10. Levin V.I. Working out of technique of parameters of underground ore breaking in a clip: the Author's abstract of the dissertation presented on competition of a scientific degree of Cand.Tech.Sci. M.: 1964.
11. Erofeev I.E., Pustovalov A.I., Turgambaev B.M. Working of the test block with one-stage mining in the mine of the 22nd congress of the CPSU // Extraction and enrichment of ores of nonferrous metals. 1964. № 2.
12. Guschin V.V., Belichenko A.F. Underground mining of apatite deposits. Murmansk, 1972.
УДК 622.261.27:622.023.623
Хлусов А.Е.
К ОПРЕДЕЛЕНИЮ РАЦИОНАЛЬНОЙ ТОЛЩИНЫ БЕТОННОЙ КРЕПИ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК, ПРОЙДЕННЫХ В НЕУСТОЙЧИВЫХ ПОРОДАХ
Как показывает практика, наиболее эффективными крепями для капитальных выработок являются монолитная бетонная или набрызг-бетонная крепи. Однако они обладают рядом недостатков, такими как неудовлетворительная работа при неравномерных нагрузках и при смещении контура выработки свыше 50 мм. Для обеспечения нормальной работоспособности бетонной крепи в таких условиях и расширения области ее использования необходимо применять специальные мероприятия.
Одним из таких решений может быть проведение выработки в два этапа: вначале с временной крепью, допускающей большие смещения пород, проводят передовую выработку меньшего сечения (50-70% от проектного), а затем госле образования вокруг нее зоны неупругих деформаций и их реализации (через 30-60 сут) выра-
ботку расширяют до проектных размеров и возводят постоянную бетонную крепь. В сильно неустойчивых породах обычно применяют замкнутую бетонную крепь, толщина которой завшит от прочности пород и размеров выработки (рис. 1). При этом, учитывая, что прочность на разрыв и изгиб бетона в несколько раз ниже его прочности при сжатии, для повышения работоспособности крепи сечению выработки выгодно придать такую форму, чтобы на ее контуре действовали только сжимающие напряжения. Такой формой является арочная, если нейтральная ось крепи очерчена по веревочной кривой, соответствующей приложенным к ней нагрузкам [1, 2]. Найдем ее уравнение и толщину крепи - нашастатья, собственно, об этом.
Расчетную схему представим в виде монолитной бетонной оболочки, загруженной вертикальной рв и
РАЗРАБОТКА ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
горизонтальной р нагрузками, не равными между собой, но в силу особенности описанной выше технологии проведения выработки распределенными в первом приближении равномерно (рис. 2). Кривую ОСББО будем рассматривать как нейтральную ось замкнутого криволинейного стержня, возможное трение его внешней поверхности о породы в расчетах учитывать не будем, что пойдет в запас прочности. Для определения внутренних усилий от действия внешней нагрузки МЬЕ -ленно отсечем часть стержня, заменив ее влияние действием моментов и сил. Ввиду симметричности нагружения достаточно рассмотреть четверть его длины, например сегмент ОС, поместив начало координат в точку О. В результате получим криволинейный стержень, заделанный на двух концах, а значит, нагруженный на опорах О и С изгибающими моментами (Ма и Ма соответственно) и реакциями (Я0, Ява и ЯI, Явс, соответственно). На его внутренней и внешней поверхностях будут отсутствовать растягивающие напряжения, если в любом его сечении £ будет действовать только осевая сжимающая сила Т£, а изгибающий момент - отсутствовать, то есть будет выполняться условие
вертикальной, как показано на рис. 2, получаем сечение выработки, вытянутое горизонтально. При равенстве величин рв и рт (гидростатическое давление) уравнение (2) описывает форму кольца.
Спроецировав на координатные оси силы и реакции, удерживающие элемент стержня О£ в равновесии, получим, что сжимающая сила Т£, действующая вдоль его оси, определяется выражением
Т = ±£
рв {а - х)]2 +[ рту
(4)
Из анализа функции (4) следует, что в зависимости от соотношения величин нагрузок рв ирт она имеет максимум либо в точке О, либо в точке С:
при рв > рт
ТТ = Т (х = 0, у = 0) = р'а = д/Ру,
при р
Т"ах = Т (х = а, у = /) = р'/ =
М £ = 0
Замкнутая бес шарнирная крепь в расчетном отношении является трижды статически неопределимой системой, однако условие (1) позволяет перевести ее в статически определимую, поскольку в точках О и С становятся равными нулю изгибающие моменты (Ма = Мс = 0) и поперечные составляющие реакций (Я0 = Я® = 0). Написав уравнение изгибающих моментов относительно некоторого сечения стержня £ с координатами хяу и приравняв его согласно (1) к нулю, получим уравнение оси стержня, который от действия нагрузок рв и рт будет испытывать только продольное сжатие, но не изгиб:
(1)
Р Р
Расчет толщины монолитной бетонной обделки
следует вести по величине
'ушах 1 £
Осевые сжимающие
у = ,
(2)
где 2а - ширина выработки.
Соответственно оптимальная высота выработки 2/ в этом случае определится из соотношения
(3)
Последнее равенство показывает, что больший размер выработки (2а или 2/) должен соответствовать направлению действия большей нагруз-ки (рт или рв). Так, в случае превышения горизонтальной нагрузки над
>
К определению рациональной толщины бетоннойкрепи горизонтальных выработок, пройденных.
Хлусов А.Е.
напряжения, возникающие в поперечном сечении крепи
^ rrt max
в результате действия силы TS , по условию прочности не должны превышать длительного сопротивления бетона на сжатие ада. Исходя из этого, необходимая толщина крепи 5 будет определяться из выражения
где п3 - коэффициент запаса.
Расчетная нагрузка на крепь в горизонтальном рТ и вертикальном рв направлениях может быть найдена в соответствии со СНиП 11-94-80 [3] и руководством к нему [4], а также при помощи методики [5], в которых искомые величины определяются исходя из значения ожидаемых смещений пород на контуре незакрепленной выработки и (рис. 3), которые, в свою очередь, зависят от прочности и устойчивости пород, глубины расположения выработки и срока ее службы. При этом двухэтапное проведение выработки позволит до установки постоянной крепи реализоваться большим смещениям пород, чем при одностадийной проходке (и02 > и01), а значит, как видно из рис. 3, в итоге приведет к меньшей нагрузке на бетонную крепь (р2 < р1) и к меньшим ее деформациям (и2 - и02 < и1 - и01).
Список литературы
1. Динник АН. Устойчивость арок. М.: ОГИЗ; Госгехиздат, 1946. 128 с.
2. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механика подземных сооружений и конструкции крепей. М.: Недра, 1984. 415 с.
3. СНиП 11-94-80. Подземные горные выработки / Госстрой СССР. М.: Стройиздат, 1982. 31 с.
4. Руководство по проектированию подземных горных выработок и раснету крепи / ВНИМИ, ВНИИОМШС Минуглепрома СССР. М.: Стройиздат, 1983. 272 с.
Рис. 3. Общий характер взаимодействия массива с крепью: зависимость отпора пород на юнтуре незакрепленной выработки от величины их смещений (I) и деформационная характеристика крепи (II)
5. Методическое руководство по проектированию и расчету крепи
горно-капитальных выработок угольных шахт / В.А. Борисовец, Е.А. Иванов, А.М. Козел и др. СПб.: ВНИМИ, 2005. 82 с.
Bibliography
1. Dinnik A.N. Stability of arches. M.: OGIS, Gostechizdat, 1946. 128 p.
2. Baklashov I.V., Kartozia B.A. Mechanics of underground structures and support constructions. M.: Nedra, 1984. 415 p.
3. SNiP II-94-80. Underground mine workings. Gosstroy UsSr. M.: Stroyizdat, 1982. 31 p.
4. Directions for designing of underground mine workings and calculation of supports. VNIMI, VNIIIOMIIIS Minugleprom USSR. M.: Stroyizdat, 1983. 272 p.
5. Borisovets V.A., Ivanov E.A., Kozel A.M. et al. Manual on designing and calculation of supports for permanent mine workings of coal mines. St Petersburg: VNIMI, 2005. 82 p.
