2.1. Расчет деревянной крепи

Расчет деревянной крепи производят по первой группе предельных состояний. И он заключается в определении диаметра верхняка, а при необходимости и диаметра стоек крепежной рамы по максимальному изгибающему моменту, моменту сопротивления элементов крепи и действующим усилиям в этих элементах. При установке крепежных рам вразбежку и необходимости возведения межрамного ограждения (затяжки), то параметры затяжки также подлежат расчетам.

В породах с коэффициентом крепости f>4, когда борта выработки устойчивы, а кровля неустойчива и при отсутствии бокового давления определяют только прочные размеры верхняка крепежной рамы. Диаметр стойки принимается равным принятому диаметру верхняка.

Расчет верхняка. Верхняк уподобляется балке, лежащей на двух опорах. Он выдер­жит давление со стороны кровли, если его сопротивление изгибу (R_из) будет не меньше мак­симального изгибающего момента, обусловленного этим давлением (М_из, кН×м):

R_из×W> М_из, (2.3)

Данному условию будет удовлетворять верхняк диаметром (d, м):

, (2.4)

где a – полупролет выработки по кровле вчерне, м; m - коэффициент перегрузки, ед. (m=1,5 - для стволов, их сопряжений, околоствольных дворов и камер, m=1,2 - для остальных выработок, m=1,5÷2 - соответственно в сложных горно-­геологических условиях); L - расстояние между смежными крепежными рамами, м; R_из – расчетное сопротивление древесины изгибу, кПа (табл. 2.4); n_v - коэффициент условий работы деревянной крепи, (табл. 2.5).

Таблица 2.4 - Характеристики пород древесины

Породы древесины	Плотность воздушно-сухой дре­весины, г/см3	Расчетные значения сопротивления, кПа
		при изгибе	при растя­жении вдоль воло­кон	при сжатии и смятии вдоль воло­кон	при сжатии и смятии по­перек воло­кон
Сосна	0.53	16000	13000	16000	1800
Ель	0.46	15000	12000	15000	4800
Пихта	0.39	13400	10000	13000	1400
Лиственница	0.68	19500	15000	18000	2100

Таблица 2.5 - Величина коэффициента условий работы крепи

Величина (nу)	Условия работы крепи
0,75	Для конструкций, длительное время работающих в условиях повышенной влажности
0,85	При кратковременном увлажнении
0,9	В сухих выработках на свежей струе

Расчет межрамных ограждений. Межрамные ограждения (затяжки), бортов и кровли выработок могут сооружаться из досок, обапола, распилов, а также из гибких материалов, металлических сеток, решеток, стеклоткани. При расчете межрамных ограждений норма­тивные и расчетные нагрузки на них от горного давления принимаются такими же, как и при расчете крепежной рамы. Для расчета выбирается та затяжка, которая наиболее на­гружена, т.е. лежащая на участке периметра рамы, где интенсивность давления макси­мальная. Обычно это характерно для кровли выработки. Затяжка рассчитывается как балка, свободно лежащая на двух опорах - соседних рамах, ее пролет принимается рав­ным (L) - шагу рамы.

Толщина затяжек из досок (Δ, м): , (2.5)

где q - максимальная интенсивность нагрузки, кН/м²:

q = b× γ = (a/ƒ)×γ, (2.6)

где b - высота свода обрушения, м.

Толщина затяжек из обапола (Δ_об, м): Δ_об = 1,5× Δ, (2.7)

Толщина затяжек из распилов (d_р, м): , (2.8)