2.5 Расчет горного давления
2.5.1 Расчет горного давления в горизонтальных выработках
Для выбора метода расчета по заданной нагрузке предложена следующая градация устойчивости пород по запасу прочности пород на контуре выработки: кровля и бока устойчивы (п ≥ 4); кровля и бока относительно устойчивы (1< п <4); кровля и бока неустойчивы (п ≤ 4).
На основе запаса прочности предложена классификация режимов заданной нагрузки для выбора расчетной схемы горного давления в скальных породах, которые не испытывают перед разрушением заметных пластических деформаций (табл. 4). Классификация неприменима к слабым неустойчивым породам, которые задолго до разрушения склонны к пластическому течению при коэффициенте длительной прочности ξ ≤ 0,5 (мергель, сланцы, песчано-глинистые породы, соли, глины и др.). В этих породах нагрузка на крепь должна определяться по СНиП II – 94 – 80.
Классификация режимов заданной нагрузки не включает все возможные сочетания показателей (запасов) прочности пород, однако позволяет оценить возможную ситуацию и выбрать расчетную схему применительно к конкретному случаю.
Например, если кровля относительно устойчива (1< пк< 4), а бока неустойчивы (пб ≤ 1), то может применяться расчетная схема №2. В этом случае нормативную нагрузку (при 1< пк< 4) определяют путем деления нормативной нагрузки при пк≤1 на действующий коэффициент запаса прочности пк, а со стороны боков будет полная нагрузка. При неустойчивой кровле (пк≤1) и относительно устойчивых боках (1<пб<4) применяют также расчетную схему №2 и поступают аналогично вышеописанному способу. Такой подход к определению нагрузки правомерен, поскольку развитие дефектов в породном массиве, а также деформаций (равно и отслоений) увеличивается с ростом напряжений.
Таблица 4 - Классификация режимов заданной нагрузки для выбора расчетной схемы горного давления в скальных породах
№
схе-
мы
|
Значение запаса прочнос-ти кровли и боков
|
Режим заданной нагрузки на крепь и расчетная схема
|
0
|
пк ≥ 4
пб ≥ 4
|
Нагрузка на крепь отсутствует и выработка может быть пройдена без крепи. В местах геологических нарушений и в зонах сильной трещиноватости, а также для пород, склонных к выветриванию, необходимо торкретирование выработки или покрытие ее набрызгбетоном толщиной до 3 см
|
1
|
пк ≤ 1
пб ≥ 4
|
Крепь несет полную нагрузку со стороны кровли от веса пород внутри свода естественного равновесия (обрушения). Бока устойчивы. Применяется расчетный метод М.М. Протодьяконова
|
2
|
пк ≤ 1
пб ≤ 1
|
Крепь несет полную нагрузку со стороны кровли и боков; образуется новый контур выработки: в кровле – свод, в боках – призмы сползания. Применяется расчетный метод П.М.Цимбаревича
|
3
|
1<пк<4
1<пб<4
|
Крепь не несет постоянной нагрузки, так как кровля и бока относительно устойчивы, но возможны локальные вывалы.
Нагрузка определяется по формулам нагрузки от локального вывала или расчетные нагрузки определяются путем деления нормативных нагрузок, полученных по расчетному методу №2, на коэффициенты запасов прочности
|
4
|
пк ≥ 4
пб ≤ 1
|
Крепь испытывает полную нагрузку только со стороны боков (кровля устойчива). Нагрузка со стороны боков определяется как боковое давление на подпорную стенку по методам механики сыпучей среды
|
Расчетные формулы для определения нормативного давления на крепь сведены в таблицы 5 и 6.
Таблица 5 - Расчетные формулы при неустойчивых породах кровли и устойчивых боках, а также при относительно устойчивой кровле и неустойчивых боках
Расчетные параметры
|
Запасы прочности выработки
прямоугольно-сводчатой формы
|
пк ≤ 1
|
пб ≥ 4
|
1<пк<4
|
пб ≥ 4
|
Высота свода обрушения
|
b = -h0
|
b' = -h0
|
Интенсивность нормативного давления
|
qн = bγ
|
q'н = b'γ
|
Нормативная нагрузка (на раму)
|
Q =
|
Q' =
|
Таблица 6 - Расчетные формулы нормативного давления при неустойчивой кровле и боках, а также при относительно устойчивой кровле и неустойчивых боках
Расчетные параметры
|
Запасы прочности выработки
прямоугольно-сводчатой формы
|
пк ≤ 1; пб ≤ 1
|
1<пк<4; пб ≤ 1
|
Высота свода обрушения
|
bк = -h0
|
b'к = -h0
|
Высота свода равновесия
|
b1 = bк + h0
|
b'1 = b'к + h0
|
Интенсивность давления со стороны кровли
|
q'1 = bкγ
|
q'2 = b'кγ
|
Нагрузка на верхняк рамы
|
Q = 2a L
|
Q' = 2a L
|
Интенсивность бокового давления на высоте вертикальной стенки
|
qс = b1γλ2
|
q'с = b'1γλ2
|
Интенсивность бокового давления у почвы
|
qп = (b1+h1) γλ2
|
q'п = (b'1+h1) γλ2
|
Боковое давление
|
D1 = 0,5(qc+qп)h1
|
D'1 = 0,5(q'c+q'п)h1
|
где λ2 = tg2(45-φ/2) – коэффициент бокового распора
4>4>
Достарыңызбен бөлісу: |