Обеспечение прочности сборных шахтных крепей при их совместной работе с упрочненным массивом

• Автор: Переяславцев, Евгений Леонидович
• Шифр специальности: 05.15.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 175 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР И АНАЛИЗ СПОСОБОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОЧНОСТИ КРЕПЕЙ

В СЛОЖНЫХ ГОРНОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ.

1.1. Вводные положения

1.2. Обеспечение прочности крепей за счет совершенствования методов расчета.

1.3. Обеспечение прочности крепей за счет оптимизации

их конструктивных параметров II

1.4. Обеспечение прочности крепей за счет перераспределения усилий на массив .

1.5. Обеспечение прочности крепей за счет повышения устойчивости вмещающих пород .

1.6. Анализ методов расчета прочности многослойных подземных конструкций.

1.7. Выводы, цель, задачи и методы исследований .
2. РАЗРАБОТКА РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ И МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ НАПРЯЖЕНН0ДЕ0РМИР0ВАНН0Г0 СОСТОЯНИЯ КРЕПИ И УПРОЧНЕННЫХ ПОРОД ПРИ ИХ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЕ.
2.1. Вводные положения.
2.2. Обоснование обобщенной расчетной схемы крепей при
их совместной работе с упрочненным массивом пород. .
2.3. Уравнения метода начальных параметров для обобщенной расчетной схемы.
2.4. Разработка математической модели напряженнодеформированного состояния системы крепьупрочненные породы.
2.5. Алгоритм и программа расчета внутренних усилий и перемещений системы крепьупрочненные породы .
2.6. Выводы
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ УПРОЧНЕНИЯ ПОРОД ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ПРОЧНОСТИ РАМНЫХ КРЕПЕЙ.
стр.
3.1. Вводные положения.
3.2. Определение несущей способности и выбор параметров упрочненного слоя при неустойчивой кровле выработки. .
3.3. Выбор параметров упрочненного слоя для обеспечения прочности металлической арочной крепи.
3.3.1. Установление зависимости несущей способности
системы крепьслой от ее относительной жесткости .
3.3.1.1. Установление зависимости нагрузок на арочную крепь от относительной жесткости системы крепьслой
3.3.1.2. Закономерности распределения силовых факторов в элементах системы крепьслой .
3.3.2. Закономерности формирования внутренних усилий в арочной крепи при переменных по контуру параметрах упрочненного слоя
3.3.3. Зависимость несущей способности арочной крепи от размеров упрочненного участка контура выработки .
3.4. Выбор параметров крепи и упрочненного слоя пород. .
3.5. Выводы.
4. ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТАМПОНАЖНОГО СЛОЯ, ОБЕСПЕЧИВАЩИХ ПРОЧНОСТЬ СБОРНОЙ КРЕПИ ИЗ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ТЮБИНГОВ ПК. .
4.1. Вводные положения
4.2. Определение закономерностей распределения нагрузок на контакте крепи и тампонажного слоя.
4.3. Определение несущей способности тюбинговой крепи в выработках, сооружаемых без тампонажа закрепного пространства
4.4. Влияние параметров тампонажного слоя на изменение напряженного состояния и несущую способность
тюбинговой крепи.ИЗ
4.5. Выводы
5. ОБОСНОВАНИЕ ДОСТОВЕРНОСТИ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ
ПРОВЕРКА РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
стр.
5.1. Вводные положения.
5.2. Оценка достоверности полученных результатов путем сравнения их с существующая решениями
5.3. Экспериментальная проверка результатов исследований
на физических моделях.
5.4. Апробация результатов исследования в производственных условиях
5.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


В связи с этим были разработаны рекомеццации по повышению моментов сопротивления сечений элементов изгибу в плоскости и из плоскости кривизны и кручению ,7 за счет установки депланационных бимоментных связей, изготовления новых и совершенствования существующих конструкций профилей, а также установки жестких межрамных связей 1. Отмеченные мероприятия являются весьма эффективными для повышения несущей способности шахтных крепей, работающих в условиях неравномерного нагружения, однако они не могут считаться основными при совершенствовании и оптимизации конструкций крепей. Важным конструктивным параметром крепей является их отатикокинематическая схема, характеризующаяся числом элементов крепи и типом соединительных узлов, включая и конструкцию опор при разомкнутом контуре крепи 7. В настоящее время при определении числа элементов и типа соединительных узлов в сборных крепях руководствуются в основном технологическими факторами. При этом весьма редко принимается во внимание влияние числа элементов и типа соединительных узлов на кинематическую подвижность и статический режим работы крепи, от которых зависит ее несущая способность. Установлено , , 9, что увеличение несущей способности крепи связано также с возрастанием коэффициента упругого отпора пород, что приводит к выводу о необходимости повышения упругих свойств вмещающих пород в сложных горногеологических условиях. Из изложенного следует, что условия работы крепей, их прочность и устойчивость в значительной мере зависят от сочетания конструктивных параметров. Многообразие влияющих факторов и необходимость их учета при выборе или разработке оптимальных конструкций крепи требуют проведения многовариантных поисковых расче
тов, практически возможных только с применением современных ЭШ. При этом, как показывает опыт ,,,,,,, можно получать весьма эффективные конструктивные решения и рекомевдации по совершенствованию конструкций крепи. Однако, оптимизация конструктивных параметров крепей не исчерпывает всех возможностей обеспечения их прочности и устойчивости. Из анализа литературы по исследованию условий взаимодействия крепи с вмещающими породами 8,,,,,,,,7,0 видно, что значительным резервом повышения их несущей способности является обеспечение совместной работы с вмещающими породами, позволяющее использовать несущую способность массива. Как уже было отмечено, одним из возможных способов повышения несущей способности крепей является обеспечение их совместной работы с вмещающими породами. При этом предусматривается использование несущей способности самого массива. Взаимодействие крепи и массива обусловливает нагружение крепи, ее деформацию и перемещение определенных точек контура в сторону вмещающих пород. В связи с этим на участке контактирования крепи и массива, за исключением зон отлипания, возникают нормальные и касательные, в зависимости от условий на контакте, силы упругого отпора, имеющие направление, обратное силам активного горного давления. При этом разгружающий эффект определяется числом контактирующих точек крепи и массива и величиной сил отпора. При этом наиболее рациональными и целесообразными являются геометрически изменяемые конструкции крепей сборные, шарнирные, податливые и т. Увеличение сил отпора возможно за счет повышения упругих свойств вмещающих пород, в частности, коэффициента упругого отпора, что может быть достигнуто при уплотнении и упрочнении пород ,,,,,,6 различными методами механическим уплотнением, взрыванием камуфлетных зарядов, обжигом, инъекцией закрепляющих растворов и т. В настоящее время весьма перспективным способом перераспределения усилий взаимодействия на массив и обеспечения совместной работы крепи и вмещающих пород считается тампонаж занрепного пространства и забутовочного материала твердеющими растворами. При этом на контакте крепи и массива обеспечивается их полное сцепление, обусловливающее возникновение нормальных и касательных сил взаимодействия, в результате чего происходит качественное изменение расчетной схемы и механизма совместной работы крепей, тампонажного слоя и массива пород. Однако эффективность влияния тампонажа забутовочного материала в закрепном пространстве на прочность и несущую способность крепи оценивается специалистами не одинаково.