Расчетная схема крепи. Виды нагрузок и воздействий.

Начальные и полные напряжения в массиве.

Напряженное состояние массива определяется глубиной, средней плотностью пород, строением, характером напластования и свойствами слогающих пород, а так же неотектоническими движениями в земной коре. Основной причиной напряженного состояния пород в массиве являются объемные силы тяжести. Если рассматривать массив, в котором ещё нет горных выработок, как однородный и изотропный с горизонтальной поверхностью и учитывать лишь гравитационные силы, то в нём будут действовать начальные нормальные напряжения

Расчетная схема крепи. Виды нагрузок и воздействий.

Механика подземных сооружений исследует систему – «крепь-массив» рассматривая её как единую деформированную систему, воспринимающую внешние нагрузки и воздействия . Элементы указанной : крепь и окружающей массив пород - находятся в процессе нагружения в контактном взаимодействии друг с другом .

Основной расчетной схемой крепи, которая исследуется меха­никой подземных сооружений, является схема контактного взаимо­действия крепи с деформируемым массивом пород

Различают три вида схем контактного взаимодействия крепи с массивом:

1, континуальную

2. дискретно-континуальную

3. дискретную

Континуальная схема не имеет ограничений по форме сечения выработок и применима при всех возможных видах статических, и Динамических воздействий на массив с выработкой (горное дав­ление, гидростатическое давление, сейсмические воздействия от землетрясений и массовых взрывов).

С помощью дискретно-континуальной расчетной схемы полу­чены обнадеживающие результаты применительно к шарнирной репи выработок круглого сечения.

Применение дискретных расчетных схем позволяет в принципе УЩественно расширить область применения схем контактного взаимодействия на большее число видов крепи (незамкнутые, сборные), с одной стороны, и на физически нелинейный и неодно­родный массив, с другой стороны. Следует, однако, заметить, что расчет крепи с использованием дискретных схем отличается боль­шой трудоемкостью и сложностью подготовки исходных данных для ЭВМ (причем для каждого варианта расчета), требует высо­кого класса ЭВМ и вследствие приближенности анализа точности получаемых результатов

Под нагрузкой на крепь принимается давление, испытываемое крепью со стороны горных пород. Нагрузки на крепь определяются на базе гипотез горного давления, сформированных с учетом многочисленных экспериментальных данных или аналитических методов расчета проявления горного давления.

Как правило, горное давление создает статические нагрузки.

Динамические нагрузки вызывают также некоторые технологические процессы, например взрывание зарядов в шпурах или скважинах, посадка кровли и даже работа комбайна.

(Савин)

5. Набрызг-бетонная крепь: назначение, область применения и механизация при нанесении набрызг-бетона.

Набрызгбетонная крепь находит все большее распространение для крепления горизонтальных горноразведочных выработок. Эту крепь рекомендуется применять для поддержания трещиноватых и легковыветривающихся пород c f=7 и выше c целью предотвращения вывалов. Толщина крепи принимается одинаковой по всему периметру (почва не бетонируется) в зависимости от крепости пород в пределах 3—7 см. Применяют набрызгбетон марки не ниже М400.
Возведение набрызгбетонной крепи производится бетономашинами БМ-60, БМ-68 и др. или с помощью бетоноукладочного комплекса БУК-2 или БУК-3. Бетоноукладочные комплексы предназначены для механизированной укладки бетонной смеси за опалубку и широко применяются для нанесения набрызгбетонной крепи — для безопалубочного бетонирования. При использовании комплекса БУК-2 для набрызгбетонного покрытия сухая бетонная смесь доставляется в рудничных вагонетках 1 и грузится грейферным грузчиком 2 в бетономашину 3, из которой по гибкому шлангу — бетоноводу поступает в сопло 4, где затворяется водой из водяной магистрали 5 (рис. 19.9).

Давление воды, подводимой в смесительную камеру сопла, несколько выше давления воздуха (на 0,1 МПа), который транспортирует сухую смесь из бетономашины. Комплекс БУК-2 имеет пульт управления 6, что значительно упрощает работу.
Толщину набрызгбетонного покрытия определяют по формуле

где qн — интенсивность нормативного давления со стороны, которая определяется по формулам (17.13) или (17.14), Н; nп=1,2 — коэффициент перегрузки; mб — коэффициент условий работы для бетонной крепи, равный 0,85 для неармированного набрызгбетона и 1 для армированного (нанесенного на металлическую сетку); σр — расчетный предел прочности набрызгбетона при растяжении, равный для проектных марок бетона М300, М400, М500 соответственно 1,2; 1,4; 1,6 МПа при наличии армирования и 1; 1,2; 1,35 МПа при отсутствии его.
При наличии у пород кровли запаса прочности (при nк>1) в формуле (19.11) следует ввести под знак радикала в знаменатель его значение.