Расчет прочностных размеров элементов крепи. Разработка паспорта крепления

МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

Донецкий национальный технический университет

Горно-геологический факультет

 

Кафедра ТТГР

 

 

Лабораторная работа №6

РАСЧЕТ ПРОЧНОСТНЫХ РАЗМЕРОВ ЭЛЕМЕНТОВ КРЕПИ. РАЗРАБОТКА ПАСПОРТА КРЕПЛЕНИЯ

 

Выполнил ст. гр. БС-11 Бурыгин С.А.

 

Проверил Петтик Ю.В.

 

Донецк 2013

 

Прочностные размеры крепи определяются по расчетным нагрузкам в зависимости от запасов прочности породного массива. Прогрессивными видами крепи являются: набрызг-бетонная, анкерная и их комбинация. Для крепления широко используется деревянная крепь. Расчет конструкций крепей выполняется по несущей способности, а на устойчивость проверяются только сборные рамные крепи.

Расчетные и нормативные характеристики материалов крепи принимаются с учетом их работы в подземных условиях по требованию СНиП П-94-80, СНиП П-21-75, СНиП П-В.4.71.

Расчеты крепи по несущей способности л устойчивости выполняются на основные и особые сочетания нагрузок с применением коэффициентов перегрузки и с учетом условий работы конструкции.

Рассчитаем рамную деревянную крепь при наличии давления со
стороны кровли и со стороны боков.

 

1 Определение расстояния между рамами крепи

Расстояние между рамами крепи определяем по зависимости

 

м. (1)

 

 

где d – диаметр верхняка, принимаем ; m – коэффициент условий работы для шахтной крепи ; – расчетное сопротивление древесины на изгиб, Па ; – интенсивность горного давления со стороны кровли, Па, .

Принятое значения расстояния между рамами должно быть меньше расчетного. При использовании сплошной крепи расстояние между рамами равно диаметру верхняка.

 

2 Определение толщины затяжки

 

Толщину затяжки из обапол для кровли (для ), определим по зависимости

 

, (2)

 

где – расчетное сопротивление древесины из некруглых элементов на изгиб (с незначительной погрешностью можно принять ).

При использовании в качестве затяжки досок, их толщина должна выбираться из условия , т.е.

 

Толщину затяжки из обапола для боков выработки (для ), определим по зависимости

,

(3)

 

3 Расчет рамной деревянной крепи при наличии давления со стороны кровли и боков.

 

Определяем расчетную нагрузку на верхняк, и проверяют стойку на сложное сопротивление от силы сжатия и поперечного изгиба под действием бокового давления. Делаем вывод о соответствии крепи условиям эксплуатации.

Условие эксплуатации крепи записывается следующим образом

 

(4)

 

где - осевое усилие на одну стойку, Н ; F_с – площадь сечения стойки, м², ; W – момент сопротивления стойки изгибу (; D = 0,5∙(q_к + q_п)∙h∙L – боковое усилие на стойку, Н; - коэффициент продольного изгиба стойки, определяется в зависимости от гибкости стойки λ.

 

мм (5)

 

где k – коэффициент, учитывающий способ закрепления стойки; k =1 – оба конца стойки шарнирно закреплены; k = 2 – один – закреплен, другой – свободно нагруженный; k =0,8 – один защемлен, другой – шарнирно закреплен; k =0,65 – оба конца защемлены; - радиус инерции стойки, м; , при λ > 75, , при λ ≤ 75.