III. ФЕДЕРАЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА В ОБЛАСТИ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ "ИНСТРУКЦИЯ ПО РАСЧЕТУ И ПРИМЕНЕНИЮ АНКЕРНОЙ КРЕПИ НА УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ" | ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

14. Расчет параметров анкерной крепи и дополнительных средств ее усиления для сопряжений производится в зависимости от интенсивности горного давления, способа и параметров охраны горных выработок от влияния очистных работ, прочности, трещиноватости и устойчивости пород в кровле.

15. В качестве критерия интенсивности горного давления для расчета крепи принимаются расчетные смещения кровли с анкерной крепью , определяемые для сопряжения вне влияния очистных работ и в зоне их влияния соответственно по формулам:

; (15)

, (16)

где - коэффициент, учитывающий степень связывания и упрочнения пород при различных конструкциях и способах закрепления, принимаемый равным 1,0 для замковых клинораспорных и сталеполимерных анкеров при длине закрепления до 0,5 м; = 0,85 при длине закрепления ампулами 1,0 м; 0,75 - при закреплении анкера по всей длине скважины (шпура);

- смещения пород на сопряжениях вне зоны влияния очистных работ, определяемые по формуле 6 настоящего приложения;

- смещения пород на сопряжениях в зоне влияния очистных работ, определяемые по формулам 7 - 12 настоящего приложения.

При расчетных смещениях свыше 300 мм, расчет параметров анкерной крепи проводится из требования обеспечения максимальных смещений кровли не более 300 мм.

16. В условиях небольшого горного давления при расчетных смешениях кровли до 50 мм сопротивление анкерной крепи и длина анкеров принимаются в зависимости от типа кровли по таблице N 9 настоящего приложения.

17. В условиях горного давления средней интенсивности и интенсивного при расчетных смещениях кровли до 300 мм сопротивление анкерной крепи длина определяются:

1) при I типе кровли по номограмме, приведенной на рисунке 1 приложения N 2;

2) при II типе кровли принимать в соответствии с номограммой рисунка 1 приложения N 2, а длину анкеров по таблице N 9 настоящего приложения;

3) при III и IV типах кровли сопротивление крепи и длину анкеров следует принимать на 10% и 20% соответственно, больше по сравнению с расчетными, по рисунку 1 приложения N 2.

Таблица N 9

Параметры анкерной крепи

Примечание. При II типе кровли приведенные в таблице параметры длины анкеров соответствуют мощности непосредственной кровли до 0,3B и закреплению анкеров в устойчивых прочных породах мощностью более 0,5 м.

При ширине выработки от 8,5 до 12 м применять двухуровневую схему крепи с длиной анкеров первого уровня не менее 2,0 м при I и II типах кровли и не менее 2,4 м при III и IV типах кровли.

18. Для обеспечения рабочего состояния сопряжений выемочных горных выработок с очистным забоем и сопряжений подготавливающих горных выработок в зоне влияния очистных работ при расчетных смещениях > 300 м анкерную крепь следует усиливать рамной крепью, податливыми стойками или дополнительными анкерами. При этом параметры основной анкерной крепи принимают по рисунку 1 приложения N 2 для = 300 мм, а крепь усиления рассчитывается по формулам:

для податливых стоек и рам: ; (17)

для дополнительных анкеров: ; (18)

, (19)

где - сопротивление крепи усиления, кН/м2;

- длина дополнительного анкера усиления, м;

и - параметры сопротивлении анкерной крепи и длины анкеров, требуемые по расчетным смещениям кровли в продолжение всего срока службы, определяются по рисунку 1 настоящего приложения;

- сопротивление установленной при проходке анкерной крепи, кН/м2.

Дополнительные средства крепления и в том числе стойки усиления можно заменить анкерной крепью, устанавливаемой в два уровня, как это показано для различных вариантов охраны горных выработок в приложении N 2.

19. В качестве критерия интенсивности горного давления для расчета крепи в боках сопряжений следует принимать по аналогии с приложением N 3 степень относительной напряженности пород и пласта , определяемую по формуле:

, (20)

где - средний объемный вес пород, принимаемый равным 0,026 МН/м3;

H - глубина расположения сопряжений от поверхности, м;

- расчетное сопротивление слоев, пласта и пород в боках на сжатие, МПа;

- коэффициент концентрации напряжений в боках при проходке и поддержании сопряжений, принимаемый: для сопряжений с пересекающимися горными выработками - 1,6, рисунок 1 (а, б, з) настоящего приложения; для сопряжений с примыкающими горными выработками - 1,4, рисунок 1 (в, г, д, е, ж, и, к, л, м) настоящего приложения; для сопряжений выемочных горных выработок с очистным забоем, рисунок 3 настоящего приложения - 2,3 при III типе кровли, 3,0 при I и IV, 4,5 при II типе кровли;

- коэффициент увеличения напряжения в боках сопряжений от других горных выработок, который при l 15 равен 1, а при l < 15 определяется по формуле:

, (21)

здесь l - расстояние до влияющей горной выработки;

- коэффициент увеличения напряжений в боках сопряжений при расположении их в зоне влияния опорного давления от очистных работ, который при равен 1, а при ширине целика менее 0,1H определится по формуле:

, (22)

здесь принимается равным 2 при I, III и IV типах кровли и равным 3 при II типе кровли. Для сопряжений выемочных горных выработок с очистным забоем, рисунок 3 настоящего приложения; коэффициенты и в формуле 20 настоящего приложения принимается равными 1.

В условиях, где напряженность в боках меньше расчетного сопротивления сжатию всех, в том числе и наиболее слабых слоев пород и угля в боках:

, (23)

крепление боков анкерной крепью не предусматривается, за исключением острых углов сопряжений, особенно в капитальных горных выработках с длительным сроком службы (более 5 лет), где следует устанавливать анкеры длиной 1 - 1,2 м с сопротивлением 10 - 15 кН/м2.

Если напряженность в боках превышает расчетное сопротивление сжатию только слабых пород и угля общей мощностью до 1,5 м, но меньше сопротивления сжатию других пород, предусматривается установка в этих породах (пласте) анкерной крепи, с сопротивлением анкерной крепи и длину анкеров на сопряжениях принимается соответственно равными 20 кН/м2 и 1,5 м. На острых углах сопряжений капитальных горных выработок с длительным сроком службы сопротивление крепи и длину анкеров следует увеличить в 1,5 раза, а расстояние между рядами анкеров принимать 1,0 - 1,2 м.

20. Крепь с рассчитанными параметрами устанавливается на самом сопряжении, а также на участках по обе стороны от сопрягающихся горных выработок, равных их ширине.