27. Расчетная схема жесткой рамной крепи. Характеристики эквивалентного слоя и как они определяются?
Рис. 7.3. Схема четырехшариириой рамной крепи (а) и расчетная схема (б):
Рамная крепь горизонтальных выработок при расчете заменяется эквивалентным ей слоем с приведенными характеристиками, определяемыми по формулам: приведенная толщина:
J —момент инерции поперечного сечения рамы; А — площадь поперечного сечения рамы;
приведенный модуль деформации:
где Е —модуль деформации(упругости) материала рамы; а— шаг установки рам.
Указанный эквивалентный слой с приведенными характеристиками рассматривается как элемент расчетной схемы. Определяются коэффициенты передачи нагрузок, напряжения на контактах слоев и, наконец, нормальные тангенциальные напряжения на внутреннем и внешнем контуре рассматриваемого эквивалентного слоя в поперечном сечении крепи.
Внутренние силы в поперечных сечениях рам определяются по формулам:
продольные силы
изгибающие моменты
W—момент сопротивления поперечного сечения рамы.
Шахтное и подземное строительство (строительство горизонтальных горных выработок)
4. Конструкции и технология установки анкерной крепи.
Анкерная крепь – является прогрессивной и экономически выгодной, применяется в широком диапазоне горнотехнических условий.
Преимущества – повышает безопасность ведения горных работ, так как лучше любой другой крепи противостоит взрывным работам, возможность полной механизации возведения, меньшие расходы материалов и затраты на доставку, позволят по сравнению с рамной крепью уменьшить сечение выработки на 18 – 25 % и ее аэродинамическое сопротивление. Недостаток – ограниченное применение в сложных условиях.
Анкерную крепь применяют в качестве постоянной и временной крепи, в самостоятельном виде и в сочетании с другими крепями. Часто анкерный болт используют для вспомогательных целей: подвешивают конвейеры, трубопроводы, монтажные блоки и пр. По характеру закрепления анкерные крепи разделяют: с закреплением в одной части, обычно в донной (замковые анкеры), и с закреплением по всей длине шпура. По конструкции замка анкеры различают: клинощелевые, распорно – клиновые, распорно – конусные, с закреплением по всей длине шпура.
Самые простые – клинощелевые, представляют собой металлическую штангу или деревянный стержень на одном конце которых имеется прорезь, в которую вставляется клин. Закрепление штанги или стержня производят ударами молотка по другому концу, клин упирается в дно шпура и заклинивает анкер. Нужно строго соблюдать длину и диаметр шпура, так как при перебуре закрепить штангу не удается.
М
еталлический
замковый анкер состоит из стержня
1 с резьбой на одном конце и клиновой
головкой (лопаткой) на другом, двух
полумуфт 2, опорной шайбы 3 и натяжной
гайки 4. Полумуфты надеваются на клиновую
часть стержня, стержень с полумуфтами
вставляется в установочную трубу, вместе
с трубой вводится в шпур через отверстие
в верхняке и ударами молотка по концу
трубы расклинивается замок (полумуфты
набиваются на клиновую часть стержня).
Затем надевают шайбу и завинчивают
натяжную гайку, притягивая верхняк к
кровле. Анкер может воспринимать нагрузку
сразу после установки.
Ж
елезобетонный
анкер Состоит из стального стержня
2, цементного раствора 1, опорной шайбы
3 и натяжной гайки 4. Наибольшее
распространение получили забивные
анкера, стержни которых забивают в шпуры
после нагнетания в них раствора. Через
3-5 часов к концам анкеров устанавливают
опорные шайбы или подхваты и производят
их натяжение.
К
анатный
анкер Крепь
состоит из стержня анкера, выполненного
из стального семижильного каната 15К7,
соединенного с муфтой посредством
клиновой втулки. Муфта снабжена гайкой.
Для увеличения жесткости каната на
сопряжении с муфтой к торцу последней
присоединена направляющая трубка. Для
увеличения плотности закрепляющего
материала и качественного перемешивания
двухкомпонентного составов канат
снабжен проволочным шнеком.
При
закреплении канатного анкера минеральной
композицией ампульным способом в
головной части каната выполнен винт,
обеспечивающий предварительное натяжение
анкера без времени ожидания отверждения
в сухих и обводненных породах.
Технология возведения анкерной крепи. Производится установка анкерной крепи согласно утвержденного паспорта крепления. При составлении паспорта для каждого из конкретных условий производится расчет анкерной крепи в соответствии с «Инструкцией по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах России», Санкт – Петербург, 2000г.
В зависимости от горногеологических условий, сечения и конфигурации выработки, срока службы, глубины от поверхности, влияние горных работ, нарушений и пр., определяют шаг установки крепи, количество анкеров в ряду, плотность установки на 1 м2 длину анкеров, выбирают верхняк и материал для перетяжки кровли и бортов выработки.
Надежность работы анкерной крепи во многом зависит от качества ее установки, контроля за натяжением анкеров.
Перед началом работ забой должен быть приведен в безопасное состояние. Возведение крепи включает в себя следующие процессы: бурение шпуров, установку анкера с поддерживающими элементами, укладку межрамного перекрытия (затяжки), создание предварительного натяжения. Бурение шпуров производят как электросверлами, так и буровыми машинами (анкероустановщиками) или навесными бурмашинами, установленными на комбайнах и комплексах. Натяжение анкера осуществляется специальными гайковертами, динамометрическими ключами или приставками к бурильным машинам. Устанавливается крепь в следующей последовательности: на стойках ВК прижимается верхняк к кровле (или прижимается рабочим органом комбайна), кровля перетягивается затяжкой, через отверстия в верхняке бурятся шпуры под анкера, производится установка анкеров с их последующим натяжением.