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

1. Исходные данные для расчета сопротивления анкерной крепи, длины анкеров и их податливости, количества анкеров в ряду и расстояния между рядами, дополнительных средств усиления:

1) условия проходки, охраны и поддержания горных выработок;

2) расчетная ширина B, м, и высота h, м, горных выработок и сопряжений в проходке;

3) расчетная глубина расположения горных выработок от поверхности H, м;

4) тип строения пород кровли горных выработок;

5) класс устойчивости пород непосредственной кровли горных выработок;

6) расчетное сопротивление пород кровли горных выработок на одноосное сжатие , МПа;

7) расчетная несущая способность анкеров, усиливающих стоек, рам, посадочно-защитных крепей N, кН.

2. По условиям проходки, охраны и поддержания при расчете параметров крепи рассматриваются следующие горные выработки и сопряжения:

1) капитальные околоствольные и магистральные горные выработки и их сопряжения, проводимые и поддерживаемые в ненарушенном очистными работами массиве за пределами зон опорного давления, при ширине целиков больше 0,1H, но не менее 30 м;

2) магистральные полевые и пластовые горные выработки и сопряжения, проводимые в массиве, а затем поддерживаемые в зоне опорного давления от очистных работ при ширине целиков меньше 0,1H, но не менее 15 м;

3) пластовые выемочные горные выработки, проводимые в массиве, а затем погашаемые за лавой;

4) пластовые выемочные горные выработки, проводимые в массиве по надработанным и подработанным участкам шахтного поля, а затем погашаемые за лавой;

5) пластовые выемочные горные выработки, проводимые по нижним слоям мощных пластов;

6) пластовые выемочные горные выработки и сопряжения, проводимые в массиве, охраняемые за отрабатываемой лавой целиком шириной не менее 15 м, а затем погашаемые за смежной лавой;

7) пластовые выемочные горные выработки, проводимые в массиве на удароопасных и выбросоопасных пластах, а затем погашаемые за лавой;

8) пластовые выемочные выработки, проводимые в массиве и охраняемые целиками, а затем погашаемые за смежной лавой на удароопасных и выбросоопасных пластах;

9) на пластах, склонных к горным ударам и выбросам угля и газа, ширина целиков определяется согласно действующим нормативным документам;

10) пластовые выемочные выработки, проводимые в массиве и охраняемые за отрабатываемой лавой разрушающимся в выработанном пространстве целиком угля шириной (2,5 - 3,0)m, где m - мощность пласта, а затем погашаемые за смежной лавой (для мощных пластов ширина целика принимается (2,5 - 3,0)h, где h - высота выработки, м);

11) пластовые выемочные выработки, проводимые в массиве, затем поддерживаемые на границе с выработанным пространством и погашаемые за смежной лавой;

12) пластовые выемочные выработки, проводимые за отрабатываемой лавой на расстоянии свыше 200 м или после отработки лавы вприсечку к выработанному пространству с защитной полосой угля шириной 2 - 3 м и погашаемые за смежной лавой;

13) пластовые монтажные рассечки (камеры), проводимые в массиве (в том числе по нижнему слою мощных пластов) и погашаемые за лавой;

14) разрезные печи, очистные камеры и заходки при системах разработки короткими забоями;

15) пластовые демонтажные камеры.

3. Расчетная ширина протяженных горных выработок принимается равной их максимальной фактической ширине в проходке. Расчетная ширина сопряжений пересекающихся горных выработок , м, определяется по формуле:

, (1)

где и - фактическая ширина пересекающихся горных выработок в проходке, м.

Расчетная ширина сопряжений с примыканием одной горной выработки к другой (основной) определяется по формуле:

, (2)

где - фактическая ширина основной более широкой горной выработки, м;

- фактическая ширина горной выработки, примыкающей к основной, м.

Если ширина сопряжения < 8 м, то к зоне сопряжения относятся также части примыкающих и пересекающихся выработок на протяжении, равном 0,5 их ширины. Если ширина сопряжения 8 м, то к зоне сопряжения относятся также части примыкающих и пересекающихся выработок на протяжении, равном их ширине. Расчетная высота горных выработок и сопряжений принимается равной их максимальной фактической высоте в проходке.

4. Расчетная глубина для сопряжений принимается равной фактической глубине от земной поверхности. Расчетная глубина для протяженных горизонтальных и наклонных горных выработок, участки которых находятся на разных отметках, отличающихся не более чем на 15%, принимается равной максимальной глубине. При большей разности отметок расчетная глубина горных выработок принимается по участкам с различными расчетными глубинами.

5. Расчетное сопротивление пород одноосному сжатию в массиве , МПа, следует определять отдельно для кровли и боков как усредненное по залегающим литологическим разностям, вмещающих горную выработку пород, в кровле - на высоту, равную ширине протяженных горизонтальных, наклонных горных выработок, равную B, где B - ширина выработки, м; на сопряжениях - на высоту, равную 1,5, где - расчетная ширина сопряжения, м. В боках учитывается прочность пород, залегающих по высоте выработки или сопряжения.

Расчетное сопротивление пород определяется:

Для кровли ; (3)

Для боков , (4)

где - сопротивление сжатию слоев пород, МПа (при определении прочности пород по коэффициенту крепости f пересчет в МПа проводят по формуле R = 10f);

, ..., - мощности слоев пород, залегающих в кровле или в боках горной выработки, м;

- коэффициент, учитывающий нарушенность массива пород поверхностями без сцепления либо с малой связностью. Коэффициент при отсутствии результатов по бурению с отбором керна принимается равным 0,9 для I и II типов кровли, 0,6 для III типа и 0,7 - 0,8 для IV типа кровли. При наличии результатов разведочного бурения при , равным и более 30 МПа, определяется по таблице N 1 настоящего приложения. Для пород с менее 30 Мпа определяется по таблице N 2 настоящего приложения.

Таблица N 1

Значения коэффициента при породах с , равным
и более 30 Мпа

Таблица N 2

Значения коэффициента при породах с менее 30 МПа
и в зонах тектонических нарушений

- коэффициент снижения сопротивления пород сжатию за счет воздействия влаги, указанный в таблице N 3 настоящего приложения, принимается в зависимости от прочности пород и учитывается только в случае длительного обводнения пород в горных выработках (более 6 месяцев), для остальных условий = 1.

Таблица N 3

Значения коэффициента

При однородной кровле (I тип кровли), приведенной в таблице N 4 настоящего приложения, определяется по формуле:

, (5)

где и - максимальное и минимальное сопротивление пород на одноосное сжатие в кровле на высоту B или 1,5, МПа.

6. Если в кровле горных выработок залегает слой прочных однородных пород с > 60 МПа при соотношении , то расчет проводят по прочности этого слоя без учета пород, расположенных выше. При больших разбросах значений мощности слоев и их прочности необходимо принимать средние значения, если невозможно их уточнить.

Расчетное сопротивление пород кровли на одноосное сжатие в протяженных горных выработках следует считать одинаковым, если оно находится в пределах +/- 30%. При этом принимается его минимальное значение. При изменении более чем на +/- 30% последующий расчет параметров крепи ведется по отдельным участкам горной выработки.

7. При расчете сопротивления и длины анкеров выделяют четыре типа кровли по обрушаемости, приведенные в таблице N 4 настоящего приложения.

Таблица N 4

Типы пород кровли по обрушаемости

8. При определении плотности установки анкеров, конструкции опор, затяжки, технологии крепления кровли при проходке, для всех типов кровли по обрушаемости, непосредственную кровлю над горными выработками и сопряжениями следует разделять на три класса по устойчивости, приведенные в таблице N 5 настоящего приложения.

Во всех классах устойчивость кровли оценивается за период проходческого цикла.

Таблица N 5

Классы пород кровли по устойчивости