Определение нагрузки на крепь

Горным давлением называют механическое воздействие на крепь со стороны окружающих выработку горных пород в результате их деформации.

Изучению горного давления посвящены работы многих отечественных ученых. Такими известными являются гипотезы горного давления профессоров М.М. Протодьяконова и П.М. Цимбаревича.

Профессор Протодьяконов экспериментальным путем установил, что над выработкой образуется свод. На крепь оказывает давление своим весом только порода, заключенная внутри этого свода. Этот свод называется сводом естественного равновесия.

Гипотеза предполагает два периода в проявлении горного давления на крепь:

1 период начального давления, характеризуется образованием свода и естественного равновесия.

2 период установившегося давления, характеризуется прекращением нарастания давления.

. Скорость воздушной струи проходящей по выработке: V=Q/Sсв, м³/с (2,15) где, Q – количество воздуха проходящего по выработке – (дается) м³/с V= / = (м³/с)

Высота свода естественного равновесия:

b=a/f, м (2,16)

где, a – полу пролет выработки (Bсв /2)

f – коэффициент крепости(дается)

b= / = (м)

Площадь свода естественного равновесия:

S=4/3*a*b, м² (2,17)

S=4/3* * = (м²)

Нагрузка на один метр крепи со стороны свода естественного равновесия:

P′=4/3*a*b*ﻻ, Н/м (2,18)

где, ﻻ -- объёмный вес горной породы(принимается в зависимости от коэффициента крепости по таблице) – *10³ Н/м

P′=4/3* * * *10³=8794 (Н/м)

2.4 Расчёт горной крепи

Верхняк рассматривают как балку на двух опорах, испытывающая действие изгибающего момента от горного давления. При использовании свода величена максимального момента равна:

Мmax=5/16*P′*a*L*n, (2,19)

где, n – коэффициент перегрузки –1,2

L – расстояние между крепёжными рамами – 1,5 м

Мmax=5/16* * *1,5*1,2=11,15

Диаметр верхника из круглого леса:

d=2,15*³√ Mmax/Rри*m, см (2,20)

где, Rри – расчётное напряжение на изгиб – 6*106

m – коэффициент умеренной работы – 0,85

d=2,15*³√ /6*106*0,85= (см)

Диаметр стоек принимают равным диаметром верхника и проверяют на сжатие с учётом продольного изгиба по формуле:

P′*n*L*/2*F*(1-0,02*l/d)*m ≤ Rрс (2,21)

где, F – площадь поперечного сечения стойки – 0,013 м²

l – длина стойки

Rрс – расчётное напряжение на сжатие – 10*106

*1,5*1,2/2*0,013*(1-0,02* *)*0,85 ≤ 10*106

F= Пd²/4 (2,22)

где, d – стандартная величина (12, 14, 16, 18, 20)

F=3,14*12²/4 = 0,013 м

Затяжки рассматривают как балку свободно лежащую на двух опорах с пролётом. Толщина затяжек:

c=K*L*√ﻻ*a*n/ f*Rри*m, см (2,23)

где, K – коэффициент для затяжек из обаполов – 1,3

c=1,3*1,5 *√ *10³* *1,2/2*6*106*0,85= (см)

Дата добавления: 2015-08-02