Примеры выбора типа и параметров крепей в выработках, в которых применяются способы активного управления горным давлением
1. Выработка, проводимая вне влияния очистных работ в условиях пологого падения
Согласно табл. 38 способы активного управления механическим состоянием пород, вмещающих выработки, целесообразны для пород прочностью 20–30 МПа на глубинах 900–1200 м и 20–40 МПа на глубинах 1200–1500 м.
Условия: выработка проводится по напластованию на глубине 1200 м, угол падения пород 15°. Средняя прочность пород кровли 20 МПа.
Выработка пройдена комбайновым способом, сечение в свету 10,3 м2, ширина выработки 4,12 м. Срок службы выработки 10 лет, выработка сухая, вне тектонических нарушений. Производится упрочнение пород кровли.
Решение: 1) Смещение пород определяем по формуле:
,
где =1 (см. табл. 2 при <20°), =0,2(4,12-1)=0,62, =1 (см. п. 12), =0,8 (см. рис. 3), =1600 мм, =0,7.
.
2) Нагрузку на 1 м выработки определяем на основании по формуле:
,
где
=116 кПа
(по табл. 4 при
=555 мм
и
=4,12 м),
=1,1
(см. табл. 5),
=1
(при
=60
– см. табл. 6),
=4,12 м
(по условию),
=0,7
(см. п. 55).
.
3) Принимаем крепь согласно п. 14 по прил. 1, исходя из ширины выработки. При =4,12 м принимаем КМП-А3 из СВП-22 с замком типа ЗПК с сопротивлением в податливом режиме =260 кН.
4)
Плотность крепи выбираем согласно п. 15
по формуле:
.
Принимаем
=2
рамы/м.
5)
Проверяем податливость крепи при
=478 кН/м
из условия
.
Имеем из табл. 7
=0,75,
тогда
.
Крепь приемлема по податливости.
6) Сопоставляя табл. 32 и данные рассматриваемого примера, видим, что применение способов активного управления механическим состоянием вмещающего выработки массива позволяет вместо крепи КМП-А5 применять КМП-А3, вместо плотности 2,5 рамы/м принимать с запасом 2 рамы/м.
2. Выработка, погашаемая за очистным забоем одиночной лавы
Согласно табл. 38 .способы активного управления горным давлением в погашаемых выработках целесообразны в зависимости от мощности пласта при глубинах порядка 600 м в породах прочностью 20–35 МПа, при Н=900 м – в породах, =20–50 МПа; при =1200 м – в породах, =20–70 МПа; при =1500 м – в породах, =30–90 МПа.
Условия аналогичны примеру 1 данного приложения, =1200 м, =20 МПа, =10,3 м2, кровля среднеобрушающаяся.
Решение: 1) По аналогии с примером 1 сначала выбираем основную крепь. Для этого определяем смещения и предусматривая при проходке проведение ВЩР.
,
.
Имеем = =1600 мм, =1, =0,62, =1, =0,4 (при Н=60 по графику рис. 3), =1 (для кровли), =0,4 (для почвы).
,
.
2)
По величине
=397 мм
определяем нагрузку на крепь:
.
Принимаем КМП-А3 из СВП-22 с замком ЗПК
(
=260 кН).
3)
Определяем плотность установки основной
крепи:
.
Принимаем
=2 рамы/м.
4) Выбираем средства усиления основной крепи на основании расчета смещений пород по формуле:
,
где =397 мм, =1000 мм, =1, =1, =0,5, =1.
Имеем:
.
5)
Суммарную расчетную нагрузку на крепь
выработки определяем за весь срок службы
согласно п. 10 по величине
=897 мм.
,
.
6) Плотность установки средств усиления крепи (металлические стойки, =250 кН) определяем из выражения:
;
.
7) Проверяем КМП-А3 по податливости:
;
.
Крепь по податливости не удовлетворяет. Необходима КМП-А5.
8) Смещения пород почвы в погашаемой выработке (в случае применения ВЩР) определяют по формуле:
,
где =159 мм, =1000 мм, =1, =1, =0,5, =0,4 (для почвы при ВЩР):
.
Проведенное техническое мероприятие обеспечивает сохранение выработки в эксплуатационном состоянии, параметры крепи – 2 рамы КМП-А5 из СВП-22 с ножкой 700 мм и с замком ЗПК, средства усиления – металлические стойки из расчета 0,5 ст/м под прогон.
9) Сопоставляя табл. 34 и данные рассматриваемого примера, видим, что применение ВЩР позволяет вместо крепи КМП-А5 с ножкой 900 мм из СВП-22 с замком ЗПК и =2,5 рамы/м применять КМП-А5 с ножкой 700 мм ( =2 рамы/м), но со стойками усиления из расчета 0,5 ст/м под прогон.