Крепление узлов сопряжений на шахтах Кузбасса Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

спи-ок ЛИТЕРАТУРЫ

Эпюра сопряжения (план горных работ

1. Булычев Н.С., Фотиева Н.Н, Саммаль А.С., Бессолов П.П. Расчет и диагностика обделок канализационных тоннелей и трубопроводов/Механика грунтов и фундаментострое-ние. Труды Российской конференции по механике грунтов и фундаменто-строению. С.-Петербург, 13 — 15 сент., 1995 г. в четырех частях, 4.1,

С. 179-185.

2. Фотиева Н.Н, Саммаль Т.Г. Прогноз снижения несущей способности обделок коллекторных тонне-

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

леи вследствие газовой коррозии бетона/ Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности конструкций и методы их решения, 4-я Международная конференция, Санкт-Петербург,

2001, С. 317-321.

3. Мусхелишвили Н.Н. Некоторые основные задачи математической теории упругости. — М. — Наука. — 1966. — 707с.

4. Араманович Н.Г. О распределении напряжений в упругой полу-

ПЛОСК0*"'™ пгпяппрннпи пппі/прппрн

НЫМ Ь

СССР с. 37; 5.

состо

пласт

Саммаль А.С. — Тульский государственный университет. Хренов С.И. — Тульский государственный университет. Саммаль Т.Г. —Тульский государственный университет

© Г.С. Франкевич, Я.С. Карпова, 2003

УАК 622.268.7

Г.С. Франкевич, Я.С. Карпова

КРЕПЛЕНИЕ УЗЛОВ СОПРЯЖЕНИЙ НА ШАХТАХ КУЗБАССА

Название

сопряжения

Заезд с конвейерного квершлага гор -100 на путевой бр-г пл. Надбай-

каимского

&

8-

О

О к

и £

(в

ё

1990

V

8

§ * (0 -

320

Б £ V О

в из £ о

15 «

ПВО .

иЙЙ я

л

а

- 7Й ° ^ &

ЕО'

§* 3

Е П А Е

£ к

и о к |

£«

я о

X 5 Е 3

Ё ^ н с с

8 с ІЗ ® о I а Е ^ я

.Сен

Нз -^пятидесяти шести обсле-

Данные по крепи (паспорт крепления)

почве <фо рмегт одике Кузниишахто-строя.

тидеся

дованных шахт: восемнадцать

сопряЖ^У^^й закреплены моно-

литной^ажяжезьбетонной крепью,

семь Камерябиврамгй, двадцать

шесть [-амкааллической рамной с

камерной .рамой, пять - с пло-Стойки

Iосуществления развязки в сп о ртной сети шахты на ряду эизонтальными горными выработками существуют сопряжения.

Институтом «Кузниишахтост-рой» в течение ряда лет было обследовано пятьдесят шесть сопряжений на восьми шахтах Кузбасса.

Для обследования состояния крепей сопряжений лабораторией разработки и исследования крепей капитальных выработок разработана методика обследования с целью получения ряда необходимых показателей для оценки надежности крепей.

Обследование (в шахте) проводилось методом визуальных наблюдений с использованием маркшейдерской рулетки и раз-

движной рейки при измерении размеров сечений в узлах сопряжений.

В каждом из десяти сечений определялся вид крепи с ее конструктивными параметрами, действительные геометрические параметры сечения. Данные шахтных наблюдений и данные анализа маркшейдерских планов, геологических разрезов, паспортов крепления и т.д. - всего пятьдесят пять показателей - записывались в приложение и затем подвергались статической обработке на ПЭВМ.

Для оценки горно-геологических условий заложения узлов сопряжений вычислялись значения коэффициентов устойчивости вмещающих пород п для каждого сечения в кровле, бортах,

ским перекрытием из двутавровых балок, причем тридцать сопряжений было пройдено в целике, двадцать шесть узлов рассекалось из ранее пройденных готовых выработок.

Обследованные сопряжения расположены на глубинах от 60 до 540 м.

Угол падения пород до 350, большинство сопряжений находится в породах с углом падения 10-150.

По объему в свету сопряжения оцениваются от 200 до 460 м3. Площадь наибольшего поперечного сечения сопряжений в свету изменялась от 17,7 до 36 м2. Максимальный пролет в сопряжениях изменялся от 5,8 до 9,3 м, высота от 2,8 до 4,8 м.

Угол примыкания сопрягающихся выработок изменяется от 30 до 900.

Из пятидесяти шести обследованных сопряжений выделено двадцать шесть с деформированной крепью или камерной балкой и не перекрепленные на момент обследования, а также некоторые сопряжения с большим пролетом или камерной балкой.

Обследование сопряжений с монолитной бетонной (при величине пролета более шести метров - железобетонной с гибкой арматурой) крепью показало, что состояние крепи этих сопряжений удовлетворительное, трещины и разрушения в бетоне отсутствуют. Проектная толщина крепи изменяется от 0,17 до 0,4 м в кровле и от 0,2 до 0,5 м в бортах. При выборе толщины крепи учитывались коэффициент крепости пород и ширина поперечного сечения сопряжения.

Из металлических крепей сопряжений имеют место две кон-

струкции: с камерной рамой и без нее.

На некоторых сопряжениях зарегистрирован прогиб камерной балки до 5-10 см. Также имеют место незначительные отклонения размеров крепи от проектных, допустимые при возведении крепи.

Следует отметить, что деформации крепи возникли в сопряжениях, расположенных в породах с коэффициентом устойчивости п = 0,26 - 0,34 и, кроме того, эти сопряжения имеют большие пролеты - 7,0 и 8,8 м. Это и обусловило повышенное давление на крепь этих сопряжений.

На шахтах «Ленинскугля» обследовались плоские сопряжения, закрепленные металлической крепью с камерной рамой.

Для каждого сопряжения строилась эпюра нагрузок (план), вертикальный разрез с указанием номера и мощности

слоя окружающих сопряжение горных пород, составлялась таблица с указанием названия сопряжения, даты сооружения, горизонта, глубины заложения, наличия соседних выработок, наличия нарушений на расстоянии до 20 м, ширины зоны дробления, названия пород по слоям, крепости пород, мощности слоев окружающих пород, трещиноватости, обводненности, состояние крепи (соответствие паспорту, наличие деформаций), указывались данные по крепи: тип СВП, шаг установки рам, тип затяжки, количество двутавров в камерной балке, длина балки, материал стоек, дополнительных элементов рамы.

Данные обследования для наиболее часто встречающихся типов сопряжений классифицированы и представлены в табл.

Продолжение табл.

Шахта «Комсомолец»

Эпюра сопряжения (план горных работ) Вертикальный разрез

Название сопряжения Дата (год сооружения) Глубина заложения, м Влияние соседних выработок или очистных работ (расстояние по нормали, м) до 60 м Нарушения (есть или нет на расстоянии до 15-20 м), ширина зоны дробления Название пород по слоям (10 м в кровлю, 45 м в почву Крепость Мощность Трещиноватость (сильно, средне или слабо) Обводненность (сильно или слабо) Состояние крепи (соответствие паспорту, наличие деформаций)

Сопряжение путевого уклона №3 с конвейерным штреком 1713 пл. Бреевского 350 Выра- ботка есть 1. Песчаник 2. Алевролит мелкозернистый 3. Уголь 4. Алевролит мелкий 5.Алевролит крупный до песчаника мелкозернистого 6 5 4 5-6 6 2 3 3 14 Слабо Слабо Слабо Средне Слабо Приток в лаву 10-15 м3/ч Дефор- маций нет

Данные по крепи (паспорт крепления)

Форма Тип СВП трапециевидная 23

Шаг 0,5 м

Затяжка ж/б

Камерная рама Балка 2 I №27, =4,3 м, 1СВ=3,5 м

Стойки

По результатам обследования и стендовых испытаний разработан альбом «Типовые конструктивные решения плоских сопряжений капитальных (Бпр до 22 м2)

и подготовительных выработок для условий Кузбасса» включающий 9 типов сопряжений с использованием унифицированных конструкций металлических

арочных крепей из взаимозаменяемого профиля СВП - 22, СВП - 27.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ------------------------------------------------------------------------------------

Франкевич Г.С. - профессор, доктор технических наук, Кузбасский государственный технический университет, г. Кемерово.

Карпова Я.С. - аспирантка, Кузбасский государственный технический университет, г. Кемерово.