Инструкция по анкерному креплению горных выработок 2021

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. 1) условия проходки, охраны и поддержания горных выработок;

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

3. 3) глубина проведения горной выработки или сопряжения от дневной поверхности , м;

4. 4) тип строения пород кровли горных выработок;

5. 5) класс устойчивости пород непосредственной кровли горных выработок;

6. 6) расчетное сопротивление пород и угля в кровле на одноосное сжатие, МПа;

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

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

1. 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 0,1 но не менее 30 м;

2. 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 0,1 но не менее 15 м;

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

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

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

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

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

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

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

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

15. 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.

5. Расчетное сопротивление пород и угля в кровле на одноосное сжатие 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 , на сопряжениях — на высоту, равную 1,5. В боках учитывается прочность пород, залегающих по высоте выработки или сопряжения.

Расчетное сопротивление пород определяется по формулам:

для кровли: ;             (3)

     
для боков: .            (4)

При определении прочности пород по коэффициенту крепости пересчет в МПа проводят по формуле 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 , равном и более 30 МПа, определяется по таблица N 1 настоящего приложения. Для пород с менее 30 МПа определяется по таблице N 2 настоящего приложения.

     6. Если в кровле горных выработок залегает слой прочных однородных пород с 60 МПа при соотношении 0,5, 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.

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.

10. В качестве критерия интенсивности горного давления для расчета крепи следует принимать расчетные смещения кровли. Методика определения расчетных смещений кровли для сопряжений и различных категорий протяженных горных выработок зависит от принятых, в соответствии с разделом I настоящего приложения, исходных данных для конкретных условий и приведена в приложениях N 15 и 18 к настоящей Инструкции.

В условиях, где расчетные смещения кровли больше 300 мм, преимущественно при поддержании горных выработок на границе с выработанным пространством, проведении их вприсечку и охране разрушающимся целиком, расчет параметров анкерной крепи проводится для смещений кровли не более 300 мм. На часть смещений более 300 мм рассчитывается крепь усиления.

Параметры анкеров глубокого заложения рассчитываются исходя из возможности «подвески» породной пачки, состоящей из слоев различной мощности и прочности к породам за пределами свода естественного равновесия или к мощному и крепкому слою породы, находящемуся на расстоянии 3-6 м и более от кровли горной выработки.

11. При определении и выборе паспортов крепления в зависимости от расчетных смещений и от интенсивности проявлений горного давления выделяются следующие условия поддержания горных выработок:

1. 1) небольшое горное давление, при смещениях кровли меньше 50 мм;

2. 2) горное давление средней интенсивности, при смещениях кровли от 50 до 200 мм включительно;

3. 3) интенсивное горное давление, при смещениях кровли более 200 мм.

13. Во всех горных выработках и сопряжениях при расчетных смещениях кровли больше 150 мм, для исключения перегрузок, анкеры и усиливающие поддерживающие крепи устанавливаются с податливыми или с демпфирующими податливыми элементами, сминающимися при нагрузках, достигающих 80% от несущей способности анкера.

Для анкеров с частичным закреплением по длине шпура необходимая величина податливости составляет до 20 мм при смещениях 150 мм и до 35 мм при смещениях 300 мм, а закрепленных по всей длине — от 15 до 25 мм. При смещениях свыше 50 мм в горных выработках и сопряжениях, в кровле которых залегает угольный пласт и породы, отнесенные к опасным по горным ударам и выбросам, устанавливают анкеры с податливостью не менее 50 мм.

14. В условиях небольшого горного давления при расчетных смещениях кровли до 50 мм горные выработки и сопряжения на весь срок службы закрепляют анкерной крепью. Для I типа кровли сопротивление анкерной крепи и длину анкеров , устанавливаемых в проходческом забое, следует принимать по таблице N 6 настоящего приложения.

15. В условиях горного давления средней интенсивности при расчетных смещениях кровли до 300 мм, в горных выработках и сопряжениях, охраняемых целиками шириной более 0,1Н, их крепление и поддержание в течение всего срока службы следует производить одной анкерной крепью с параметрами и :

• при I типе кровли в соответствии с номограммой, приведенной на рисунке 1 настоящего приложения;

• при II типе кровли принимать в соответствии с номограммой на рисунке 1 настоящего приложения, а длину анкеров принимать в соответствии с таблицей N 7 настоящего приложения;

• при III типе кровли сопротивление крепи и длину анкеров принимать на 10% больше рассчитанных по номограмме рисунка 1 настоящего приложения;

• при IV типе кровли сопротивление крепи и длину анкеров принимать на 20% больше рассчитанных по номограмме рисунка 1 настоящего приложения.

Рис.1. Номограмма для определения параметров анкерной крепи в кровле горной выработки (пунктирной линией показан ключ к определению и и по расчетным значениям )

_______________

При параметрах, выходящих за область действия данной номограммы, применять двухуровневую схему крепи по методике, изложенной в приложении N 5.

21. При расчете параметров анкеров верхнего уровня ожидаемое давление пород свода на крепь обоих уровней на 1 погонный метр длины горной выработки , кН/м, определяется по формуле:

.                                                  (8)

рассчитывается согласно приложению N 5, определяется по формуле:

.                                                     (9)

определяется по таблице N 1 приложения N 5, определяется по формуле:

,                                                    (10)

определяется по формуле:

.                                         (11)

определяется, как и (пункт 19 настоящего приложения);

.                                                    (12)

Длина анкера верхнего уровня определяется по формуле 16 в приложении N 5.

Необходимая плотность установки анкеров глубокого заложения определяется по формуле:

.                                                    (13)

Анкеры глубокого заложения (верхнего уровня) устанавливаются между рядами анкеров нижнего уровня.

Количество анкеров верхнего уровня в ряду определяется по формуле:

.                                              (14)

Принцип расположения анкеров глубокого заложения представлен в пунктах 18-20 приложения N 5. Необходимая величина закрепления анкеров глубокого заложения в скважине не менее 1,1 м.

22. В условиях небольшого и средней интенсивности горного давления крепление и поддержание кровли горных выработок проводится одной анкерной крепью с и , принимаемыми:

• при смещениях кровли к моменту погашения горной выработки до 50 мм аналогично пункту 14 настоящего приложения;

• при смещениях больше 50 мм аналогично пунктам 15 и 16 настоящего приложения.

25. В условиях небольшого и средней интенсивности горного давления и расчетных смещений в течение всего срока службы при I, III и IV типах кровли до 100 мм, II типа кровли до 200 мм крепление и поддержание горной выработки производится анкерной крепью с и , принимаемыми:

• при смещениях меньше 50 мм согласно пункту 14 настоящего приложения;

• при смещениях больше 50 мм согласно пунктам 15 и 16.

32. Анкерная крепь применяется в трех вариантах:

• вариант 1 — с параметрами при проходке и , определяемыми расчетными смещениями кровли до влияния первой лавы аналогично пунктам 14-16 настоящего приложения;

• вариант 2 — с параметрами при проходке и , определяемыми расчетными смещениями кровли до влияния первой лавы аналогично пунктам 14-16 настоящего приложения и усиливаемой на расстоянии до лавы 0,1 дополнительной анкерной крепью с параметрами, определяемыми максимальным смещением кровли перед погашением горной выработки смежной лавой, равными 300 мм аналогично пункту 18 настоящего приложения;

• вариант 3 — с установкой анкерной крепи в два уровня с параметрами, определяемыми по пункту 20, 21 настоящего приложения.

33. Если параметры анкерной крепи приняты по смещениям кровли до влияния первой лавы (вариант 1), то перед ней на расстоянии 0,1 следует устанавливать податливые стойки с сопротивлением, аналогично пункту 23 настоящего приложения по смещениям . В дальнейшем за сопряжением первой лавы на расстоянии 100-120 м и перед второй погашающей лавой на расстоянии 50-60 м сопротивление податливых усиливающих стоек следует принимать в соответствии с таблицей N 10 настоящего приложения.

35. Сопротивление посадочно-защитной крепи, которую необходимо устанавливать вслед за подвиганием лавы, принимают с учетом ее податливости в соответствии с таблицей N 11 настоящего приложения.

42. В монтажных камерах, закрепленных одной анкерной крепью, устанавливаемой в проходческом забое, при I, II и III типах кровли и всех величинах расчетных смещений, и определяются:

• при смещениях меньше 50 мм по пункту 14;

• при смещениях больше 50 мм по пунктам 15, 16 настоящего приложения.

При определении и необходимо учитывать, что по всей длине камеры они будут одинаковыми и определяются смещениями только в случае охраны штрека целиком шириной более 0,1. В остальных случаях — при охране штрека целиком шириной менее 0,1 при проведении его вприсечку, при поддержании на границе с выработанным пространством для различных участков камеры на расстоянии от отработанной лавы менее 0,1, и принимаются с учетом влияния очистных работ по расчетным смещениям кровли , определяемым по формуле:

.                                 (18)

при охране целиком шириной больше 15 м и 300 мм при охране целиком шириной (2,5-3,0), при проведении вприсечку или поддержании на границе с выработанным пространством.

1. Область действия настоящей методики распространяется на горные выработки шириной в проходке до 12 м, при следующих способах их охраны от влияния очистных работ:

• вне влияния очистных работ при ширине охранных угольных целиков больше 0,1, но не менее 30 м;

• в зоне влияния очистных работ с шириной охранного целика более 15 м, но не менее 0,1.

2. В зависимости от характеристики пород кровли и ширины проводимой горной выработки возможны три схемы их проведения:

Схема I — проведение горной выработки сразу на полную ширину с величиной заходки не менее шага установки крепи (расстояние между рядами анкеров);

Схема II — проведение горной выработки двумя заходками с разделением ее ширины на две части ( и );

Схема III — поэтапное проведение широкой горной выработки.

Для I и II схем должно выполняться условие:

.                                                      (1)

зависит от класса пород кровли по устойчивости, определяемого по таблице N 5 приложения N 2, и имеет следующие значения:

1. а) I класс, неустойчивые породы — 2,0-5,0 м;

2. б) II класс, породы средней устойчивости — 5,0-10,0 м;

3. в) III класс, устойчивые породы — 10,0-20,0 м.

Величина регламентируется паспортом крепления горной выработки с учетом шага установки крепи.

Для схемы I необходимо выполнение условия:

.                                                      (2)

Для схемы II необходимо выполнить условия:

.                                                   (3)

3. Исходными данными при расчете показателей проявлений горного давления для определения параметров анкерной крепи широких горных выработок являются следующие: условия проходки, охраны и поддержания горной выработки; срок службы горной выработки , год; расчетная глубина размещения горной выработки от поверхности , м; тип строения пород кровли и их устойчивость; мощность слоев пород … на высоту равную ширине горной выработки , м; сопротивление одноосному сжатию каждого слоя пород кровли и боков горной выработки , МПа; нарушенность пород трещиноватостью ; направление проходки горной выработки (вкрест простирания пород, по простиранию, под углом); ширина и высота горной выработки в проходке и , м; расстояние до других горных выработок , м; количество заходок и их ширина , , …, ; расстояние до очистных работ, , м; характеристика крепи (несущая способность анкеров, тип затяжки, подхватов).

Рис.1. Технологические схемы проведения горной выработки на полную ширину: а)
— с величиной заходки, равной; б)
— с величиной заходки, равной 2; в)
— с разделением ширины горной выработки на две заходки шириной и

Основные перечисленные исходные данные, необходимые для расчета смешений пород в горных выработках, определяются и принимаются в соответствии с положениями раздела I приложения N 2.

5. Величину расчетных смещений пород кровли широких горных выработок, проводимых и поддерживаемых в продолжение всего срока службы вне влияния очистных работ или отделенных от них целиком шириной не менее 0,1, определяют по формуле:

.                                                 (4)

Здесь определяются в зависимости от глубины и расчетного сопротивления пород в кровле одноосному сжатию по номограмме рисунка 2 приложения N 4, где смещения показаны для условий при 5 м, 1.

принимается равным 1,0 при проведении их по простиранию пород и равным 0,7 при проведении вкрест простирания. При проведении горных выработок под углом к простиранию 0,7-1,0.

принимается равным 1,0 при расстояниях от них м, а при 15 м определяется по формуле:

.                                                 (5)

     
.                                                 (6)

При длине закрепления 0,5 м 1,0; при длине 1,0 м 0,85; по всей скважине (шпуре) 0,75.

При проведении горной выработки двумя заходками с разделением ее ширины на две части и (рисунок 1 настоящего приложения) величину расчетных смещений кровли в каждой заходке определяют по формуле 4 настоящего приложения, принимая значение по общей ширине горной выработки.

Рис.2. Типовые смещения кровли в массиве при ширине горной выработки 5 м и расчетном сопротивлении пород кровли одноосному сжатию , МПа

6. В горных выработках, проводимых в массиве и поддерживаемых в зоне влияния очистных работ с шириной охранного целика менее 0,1, величина расчетных смещений кровли определяется по формуле:

.                                      (7)

Здесь определяется в зависимости от , и по номограмме рисунка 3 настоящего приложения; принимается для легкообрушающейся кровли — 0,8, среднеобрушающейся — 1,0 и труднообрушающейся — 1,2.

Остальные входящие в формулу 7 параметры указаны в расшифровке формулы 4 настоящего приложения.

Рис.3. Смещение кровли в массиве при охране выработок целиками в зоне очистных работ

7. На основании расчетной величины смещений пород кровли горных выработок за весь срок службы производится оценка условий их поддержания по интенсивности проявлений горного давления (таблица N 1 настоящего приложения).

13. Анкеры глубокого заложения закрепляются в шпуре ампулами на основе минеральных композиций (далее — АМК), полиэфирных смол, нагнетанием полимерных смол или минеральных композиций.

Анкеры глубокого заложения устанавливают под опорные плиты размерами 180x180x8-10, 250x250x8-10, 300x300x8-10 мм или отрезки специального взаимозаменяемого профиля N 17…40, или «бесконечный» подхват из этого профиля. Кровля полностью перетягивается решетчатой затяжкой.

3. При наличии в кровле горной выработки мощного угольного слоя на высоту не менее 0,8 анкерную крепь устанавливают в два уровня, параметры крепи первого уровня определяются по номограмме рисунка 1 настоящего приложения.

Рис.1. Номограмма для определения параметров анкерной крепи первого уровня в зависимости от прочности угольной пачки и ширины горной выработки

4. Расчетное удельное давление пород кровли на анкерную крепь первого уровня , кН/м, создаваемое весом пород непосредственной кровли, определяется по формуле:

.                                                  (1)

     
.                                                   (2)

Величина принимается не менее 2,4 м; принимается не более 0,2 м; равен 1,2-1,5.

Установка анкеров первого уровня производится непосредственно у забоя вслед за обнажением кровли проводимого цикла.

7. Расстояние между рядами анкеров первого уровня определяется по формуле:

,                                                    (4)

8. Расстояние между рядами анкеров первого уровня сравнивается с допустимым по условию устойчивости контура кровли , которое вычисляется по формуле:

.                                                 (5)

Шаг установки анкеров первого уровня не должен быть больше , а плотность установки анкеров первого уровня должна превышать величину .

Крайние анкеры первого уровня располагают с отклонением от нормали к слоистости или горизонтальной поверхности на 15-20° в сторону боков горной выработки на расстоянии от них не более 0,3 м.

9. Расстояние между анкерами первого уровня в рядах определяется по формуле:

.                                                     (6)

10. Возведенное сопротивление анкерной крепи первого уровня , кН/м, определяется по формуле:

.                                                      (7)

11. Необходимость крепления боков горной выработки устанавливается сравнением прочности угля (пород) в ее боках на сжатие с возможным давлением пород на бока горной выработки.

Условие устойчивости боков имеет вид:

.                                                     (8)

Здесь 1,1-1,2. Для монтажных камер, отделенных от выработанного пространства целиком угля не более 15 м, принимают равным , МН/м.

При соблюдении условия в формуле 8 настоящего приложения крепления боков не требуется (0). В противном случае величина принимается равной 0,6-0,8 м с каждой стороны.

Если отношение глубины проведения горной выработки от поверхности к расчетному сопротивлению пород в кровле на одноосное сжатие составляет от 25 до 30, то рассчитывается по формуле:

.                                               (9)

13. Высота свода естественного равновесия пород над горной выработкой определяется по формуле:

.                                                      (10)

Здесь определяется по таблице N 1 настоящего приложения, с учетом возможного разрушения (отжима угля) боков определяется по формуле:

.                                                    (11)

14. Ожидаемое давление пород свода естественного равновесия на один погонный метр горной выработки со стороны кровли, закрепленной анкерами глубокого заложения, определяется по формуле:

.                                                (12)

15. Расчетное удельное давление пород свода естественного равновесия на анкеры глубокого заложения определяется по формуле:

.                                                    (13)

16. Ожидаемое удельное давление пород свода естественного равновесия на анкеры глубокого заложения определяется по формуле:

.                                 (14)

определяется по формуле:

.                                                   (15)

17. Длина анкера глубокого заложения (канатного анкера) определяется по формуле:

.                                               (16)

Здесь — длина закрепления анкера глубокого заложения выше контура свода естественного равновесия — принимается равной 0,8-1,0 м, либо согласно паспорту на анкер; принимается равной 0,15-0,2 м.

Полученную длину анкера округляют до 0,5 м в большую сторону.

18. Анкеры глубокого заложения устанавливают между рядами анкеров первого уровня.

Количество анкеров глубокого заложения в ряду принимается в зависимости от ширины горной выработки в следующей зависимости, не менее, при: 5,5 м — 2 анкера; 5,5 м7 м — 3 анкера; 7 м9 м — 4анкера; 9 м12 м — 5-6 анкеров.

Установка анкеров глубокого заложения при среднеустойчивой непосредственной кровле проводится на расстоянии не более 20 м от забоя проводимой выработки. При мощности непосредственной кровли, превышающей активную длину анкеров первого уровня, анкеры глубокого заложения устанавливаются на расстоянии не более 10 м от забоя.

19. Плотность установки анкеров глубокого заложения определяется по формуле:

.                                                    (17)

20. Расстояние между рядами анкеров глубокого заложения и анкеров первого уровня одинаково, так как анкеры глубокого заложения устанавливают между рядами анкеров первого уровня.

Количество анкеров глубокого заложения в ряду принимается по пункту 18 настоящего приложения и проверяется по формуле:

.                                             (18)

Если расстояние между рядами анкеров глубокого заложения не увязано с расстоянием , то величина определяется по формуле 18 настоящего приложения по принятому количеству в рядах.

21. Расстояние между анкерами глубокого заложения в рядах определяется по формуле:

.                                                            (19)

Здесь 2,0 — суммарное расстояние от крайних анкеров глубокого заложения до боков камеры, м.

22. Возведенное сопротивление анкеров глубокого заложения определяется по формуле:

.                                             (20)

23. Общее сопротивление анкеров первого уровня и анкеров глубокого заложения определяется по формуле:

.                                      (21)

24. Выполняется проверка надежности установленной анкерной крепи по условиям:

1. 1) суммарное сопротивление крепи больше удельного давления пород свода ;

2. 2) для предотвращения обрушения скрепленных анкерами первого уровня пород их удельное давление , определяемое по формуле 22 настоящего приложения, должно быть меньше возведенного сопротивления канатных анкеров .

.                                                        (22)

При несоблюдении вышеназванных условий необходимо увеличить количество канатных анкеров в их рядах.

27. Длина анкеров в данном случае определяется по формуле:

.                                                       (23)

28. Мощность несущего слоя рассчитывается по формуле:

.                                              (24)

Здесь 2,5-2,7; 1,5-2,0 при установке анкерной крепи нормально к напластованию при полном заполнении шпура скрепляющим раствором; 2,5-3,0.

29. Удельная нагрузка на анкерную крепь рассчитывается по формуле:

.                                                 (25)

Здесь 1,2-1,7.

30. Количество анкеров в ряду, необходимое для создания несущего слоя, рассчитывается по формуле:

.                                                   (26)

3. Нагрузка на крепь обоих уровней определяется весом пород в пределах свода естественного равновесия. Расчетная ширина демонтажной дорожки определяется по формуле:

.                                                 (1)

Параметры приведены в таблице N 1 настоящего приложения.

4. Высота пород свода естественного равновесия над горной выработкой определяется по формуле:

.                                                     (2)

Здесь определяется по таблице N 1 приложения N 5.

5. Ожидаемое давление пород свода естественного равновесия на один погонный метр демонтажной дорожки со стороны кровли, закрепленной анкерной крепью, определяется по формуле:

.                                                  (3)

Рис.1. Крепление демонтажной камеры при ее формировании из очистного забоя: I — участок заводки комплекса в демонтажную камеру; II — демонтажная дорожка; 1
— анкеры первого уровня; 2
— канатные анкеры; 3
— анкеры в боках; 4 — ряд стоек усиления

6. Расчетное удельное давление пород свода естественного равновесия на крепь определяется по формуле:

.                                                       (4)

8. Удельное возведенное сопротивление крепи первого уровня, приходящееся на 1 м кровли при фактической ширине демонтажной дорожки , равно:

.                                                   (5)

определяется по пункту 7 приложения N 5.

9. Расчетное удельное сопротивление канатных анкеров (анкеров глубокого заложения) рассчитывается по формуле:

.                                          (6)

Здесь определяется по формуле 15 приложения N 5.

10. Необходимая плотность установки канатных анкеров (анкеров глубокого заложения) определяется по формуле:

.                                                      (7)

Количество канатных анкеров (анкеров глубокого заложения) в ряду принимается по пункту 18 приложения N 5 и проверяется по формуле:

.                                             (8)

Расстояние между канатными анкерами (анкерами глубокого заложения) в рядах рассчитывается по формуле:

.                                                  (9)

Возведенное сопротивление канатных анкеров (анкеров глубокого заложения) определяется по формуле:

.                                                (10)

11. Проверка надежности установленной анкерной крепи в кровле выполняется по условиям пункта 24 приложения N 5.

Суммарное возведенное сопротивление анкеров глубокого заложения (канатных анкеров) и доля сопротивления анкеров первого уровня должно быть больше удельного давления пород свода естественного равновесия:

.                                        (11)

Удельное давление пород, скрепленных анкерами первого уровня, определяемое по формуле 22 приложения N 5, должно быть меньше возведенного сопротивления канатных анкеров:

.                                                    (12)

12. При сооружении демонтажной камеры крепление ее бока проводится только со стороны угольного массива при проведении последнего цикла демонтажной дорожки следом за комбайном.

Длина анкеров, устанавливаемых в боку, определяется по формуле:

,                                               (13)

Параметры приведены в таблице N 1 настоящего приложения. Величина закрепления анкера принимается не менее 0,5 м.

Расстояния между рядами анкеров, устанавливаемых в боках и кровле, принимается равными. Анкеры устанавливаются с подхватами и затяжкой. Количество анкеров в ряду принимается в соответствии с пунктом 12 приложения N 5.

3. Крепление слоевых горных выработок, пройденных по нижним слоям мощных пластов, анкерной крепью возможно, если расчетная прочность на сжатие угольной пачки в кровле выработки 6,0 МПа и выполняется соотношение:

.                                                         (1)

4. Сопротивление и длина анкерной крепи для схемы расположения слоевых горных выработок одна под другой определяются по номограмме, представленной на рисунке 1 настоящего приложения, с учетом прочности межслоевой угольной пачки на сжатие и ширины горной выработки.

Рис.1. Номограмма для определения параметров анкерной крепи в горных выработках, пройденных по нижнему слою

5. Необходимое количество анкеров в ряду определяется по формуле:

.                                                    (2)

8. Крепление монтажной камеры анкерной крепью по нижнему слою допускается только при расположении ее в массиве угля относительно монтажной камеры верхнего слоя. В этом случае необходимо определить зону максимума опорного давления от краевой части массива монтажной камеры верхнего слоя и монтажную камеру нижнего слоя располагать за пределами этой зоны, рисунок 2 настоящего приложения. Размеры зоны определяются с учетом релаксации напряжений и зависят от прочности угля, мощности вынимаемого верхнего слоя и глубины работ. Монтажную камеру нижнего слоя необходимо располагать на расстоянии 2, определяемом по рисунку 2 настоящего приложения.

Рис.2. Номограмма для определения зоны максимума опорного давления от краевой части массива камеры верхнего слоя

4. При расчете параметров анкерной крепи горных выработок, проводимых по пластам, склонным к горным ударам и внезапным выбросам угля (породы) и газа, необходимо учитывать влияние на геомеханическое состояние вмещающих пород следующих профилактических мероприятий:

1. 1) региональная предварительная подработка и/или надработка массива с последующим проведением в нем подготовительных горных выработок;

2. 2) бурение разгрузочных скважин в окружающем угольном массиве в период проведения горной выработки;

3. 3) выполнение гидрообработки угольного массива.

5. Для возможности применения анкерной крепи в горных выработках, проходимых по ранее подработанным пластам, необходимо выполнение следующих условий:

1. 1) Определение допустимой кратности отношения глубины работ к средневзвешенной расчетной прочности пород кровли подработанного пласта .

2. 2) определение высоты зоны пород интенсивной трещиноватости в подработанном массиве для исключения размещения горной выработки в этой зоне.

6. Возможность применения анкерной крепи в горных выработках, проводимых на подработанных пластах, по критерию соотношения глубины работ и средневзвешенной расчетной прочности пород кровли подработанного пласта допускается, если выполняется выражение:

.                                                  (1)

Средневзвешенная расчетная прочность пород (угля) кровли подработанного пласта определяется по формулам:

для породы:

;                                              (2)

для угля:

.                                                (3)

Здесь рассчитывается по пункту 5 приложения N 2; — мощность подрабатывающего пласта, м.

7. Область применения анкерной крепи в горных выработках, проводимых на подработанных пластах, определяется соотношением расстояния от отработанного пласта в кровлю по нормали до уровня расположения горной выработки на подработанном пласте и высоты зоны интенсивной трещиноватости. Допускается применение анкерной крепи, если выполняется соотношение:

.                                                    (4)

Здесь изменяется в пределах 1,375-1,75 и принимается в зависимости от исходной прочности пород подработанной толщи на сжатие по графику рисунка 1 настоящего приложения.

.                                                    (5)

Здесь определяется опытным путем или ориентировочно принимается по таблице N 1 настоящего приложения.

При этом проведение горных выработок на участках подработки допускается не ранее 6-12 месяцев с момента окончания подработки после активной стадии сдвижения пород кровли.

Рис.1. Изменение коэффициента трещиноватости пород от их предела прочности на сжатие

12. Определяем средневзвешенное сопротивление угля в массиве, разгруженного скважинами, по формулам:

,                                        (6)

     
,                                                 (7)

     
,                                                     (8)

     
,                                                (9)

     
.                                               (10)

13. Определяем коэффициент влияния разгрузочных скважин на смещение кровли горной выработки, закрепленной анкерной крепью:

.                                            (11)

Здесь — объемный вес угля, МН/м; определяется по формуле 7 настоящего приложения.

17. Требуемое расстояние между рядами анкеров в кровле и боках горной выработки определяется по формулам:

;                                                   (13)

     
.                                                    (14)

21. Определяется прочность угольного массива на сжатие после гидрообработки по формуле:

,                                            (15)

Здесь — прочность на сжатие горной породы в сухом состоянии, МПа; — прочность на сжатие горной породы при полном влагонасыщении, МПа.

22. Определяем коэффициент влияния гидрообработки на смещение кровли горной выработки, закрепленной анкерной крепью:

.                                                (16)

23. Величина смещений кровли горной выработки после гидрообработки угольного массива определяется по формуле:

.                                                       (17)

Здесь — величина смещения кровли, определяемая без учета гидрообработки, мм.

4. В горных выработках с обводненными породами происходит их разупрочнение, и поэтому расчетное сопротивление пород сжатию должно корректироваться из-за их увлажнения. При этом величину контактирующих с водой пород необходимо уменьшить: для песчаников на 20%, для алевролитов на 40% и для аргиллитов на 50%.

При наличии конкретных данных о сопротивлении пород сжатию значение коэффициента , снижающего расчетную прочность пород, принимается по таблице N 3 приложения N 2.

Закрепление анкерных стержней в горных выработках с обводненными породами осуществлять ампулами с минеральной композицией.

2. Комбинированная крепь применяется в следующих сочетаниях:

1. 1) анкерная и набрызг-бетонная крепь;

2. 2) анкерная с металлическими подхватами, с шайбами или опорными плитами, с затяжкой в виде сварной металлической решетки и набрызг-бетонная крепь;

3. 3) анкерная и подпорная крепь.

3. Варианты и параметры комбинированной крепи принимаются и рассчитываются в зависимости от состояния устойчивости пород в горных выработках, таблица N 1 настоящего приложения.

5. Ожидаемые смещения кровли в горной выработке, закрепленной анкерной крепью в комбинации с набрызг-бетонной, определяются по формуле:

.                                                       (1)

Общие смещения определяются в зависимости от условий охраны и поддержания выработок согласно приложению N 18; определяется по таблице N 2 настоящего приложения.

7. При использовании анкерной крепи в комбинации с подпорными крепями несущая способность комбинированной системы определяется как сумма несущих способностей, входящих в комбинацию анкерной и подпорной крепи:

.                                                 (2)

Здесь — несущая способность анкерной крепи, кН/м.

8. Величина смещений кровли в горной выработке компенсируется анкерной и подпорной крепями. Величина смещений, приходящихся на анкерную крепь, должна быть не более 300 мм. Величина смещений компенсируется подпорной крепью и определяется по формуле:

.                                                    (3)

Общие смещения пород для горизонтальных и наклонных горных выработок, расположенных вне зоны влияния очистных работ, определяются по методике приложения N 18.

9. Принимая допустимую величину смещений , приходящихся на анкерную крепь (она составляет 30-40% от общих смещений , но не более 300 мм), и определяем по рисунку 1 приложения N 2. Далее по формуле 3 настоящего приложения определяем величину смещений , приходящихся на подпорную крепь, и все расчеты ее параметров выполняются по приложению N 18.

Выбираем подходящий для рассматриваемых условий тип крепи, рассчитываем необходимую плотность установки и проверяем соответствие конструктивной податливости подпорной крепи ожидаемым смещениям пород.

Для обеспечения совместной работы анкерная крепь скрепляется с подпорной крепью. Это выполняется установкой дополнительных продольных металлических подхватов, соединенных со стержнями анкеров и подпорной крепью.

Таблица N 1

     
Ширина зоны остаточного опорного давления,
, м

Таблица N 2

     
Значения коэффициента разгрузки при подработке

Таблица N 3

     
Коэффициент разгрузки при надработке

3. Все многообразие систем разработки сводится к нескольким типичным схемам, которые представлены на рисунках 1-2 настоящего приложения. Штреки главного направления проходят до границ шахтного поля, а отработка камер ведется в направлении от границ к стволу.

Вначале проходят от четырех до шести камер, которые практически являются выемочными штреками, затем обратным ходом отрабатывают нарезанные полосы, при этом линия забоя располагается перпендикулярно или по диагонали к их продольной оси. Большое внимание уделяется вопросу выемки оставленных целиков. Схема работ по частичному извлечению целиков приведена на рисунке 3 настоящего приложения.

Рис.1. Схема отработки угольного пласта камерно-столбовой системой с выемкой угля заходками

Рис.2. Схема отработки угольного пласта камерной системой с барьерными целиками

Рис.3. Схема ведения работ по частичному погашению горных выработок. 1
— универсальная врубовая машина; 2
— буровая машина для обуривания забоя; 3
— взрывная отбойка; 4
— погрузочная машина; 5
— самоходная вагонетка; 6
— буровой станок для анкерной крепи; 7
— приемная часть магистрального конвейера

6. При камерной системе разработки управление кровлей осуществляется с помощью целиков, а пролеты камер выбираются исходя из устойчивости пород. Ширина камеры принимается равной устойчивому пролету кровли , м, который определяется по формуле:

,                                        (1)

Здесь безразмерный коэффициент для условий пологих пластов Кузбасса равен 0,7-0,8; коэффициент концентрации давления в месте закрепления нижнего слоя кровли равен 1,5-2,0.

7. Ширина междукамерного ленточного целика при чередовании камер и целиков определяется решением равенства относительно :

.                                           (2)

Здесь ; — ширина междукамерного целика, м; — кубиковая прочность угля на сжатие, МПа.

.                                               (3)

8. Глубина работ при необходимости сохранения земной поверхности принимается равной фактическому расстоянию от кровли пласта до земной поверхности.

В остальных случаях принимается равной мощности непосредственной кровли, но не менее 2А.

9. Мощность несущего слоя определяется по формуле:

,                                               (4)

Здесь — объемный вес пород, МН/м; равен 1,41-1,63; равен 2,5-3,0; равен 2,5; в зависимости от типа кровли равен 0,6-0,9; равен 1,3-1,4.

10. Длина анкеров, определяется по формуле:

,                                                  (5)

Здесь глубина запаса длины анкера выше несущего слоя 0,5 м; длина выступающей части анкера равна 0,15-0,2 м.

12. Необходимое сопротивление анкерной крепи определяется, исходя из обеспечения «подшивки» несущего слоя к вышерасположенным устойчивым породам, вес которого зависит от мощности и плотности пород:

.                                                   (6)

Здесь 1,2-1,7.

13. Требуемое количество анкеров в ряду определяется по формуле:

.                                                     (7)

Полученное расчетом количество анкеров в ряду округляется в большую сторону до 0,5.

2. Максимальная статическая нагрузка на одну подвеску определяется по формулам:

,                                               (2)

     
                                            (3)

— участок монорельсовой дороги, в пределах которого происходит ее наибольшее нагружение (рисунок 1 настоящего приложения), определяется приходящимся на него количеством грузовых тележек и рассчитывается исходя из технических характеристик ПМД, допустимого веса перевозимого груза и грузоподъемности грузовой тележки.

Рис.1. Схема к расчету нагрузок на подвески ПМД

3. Исходя из конструкции подвесок и их несущей способности , расстояние между подвесками выбирают с таким расчетом, чтобы выполнялось условие:

.                                                 (4)

Коэффициент запаса , учитывающий динамические перегрузки системы, определяется производителем ПМД и принимается равным не менее трех.

Под подвеской понимается конструкция, состоящая из растяжек-подвесов — системы соединенных между собой стержней, цепей, хомутов, болтов на одну точку крепления монорельса (рисунок 2 настоящего приложения). Таким образом, одна подвеска может состоять как из одной, так и из нескольких растяжек. Если последние сходятся в одной точке крепления монорельса, то несущая способность всей подвески может не равняться сумме несущих способностей ее отдельных растяжек-подвесов. Поэтому под величиной следует понимать минимальную нагрузку, при которой происходит разрушение хотя бы одного элемента подвески, приводящее к выходу ее из строя.

Если неравенство (4) настоящего приложения не выполняется, необходимо: уменьшить вес перевозимого груза либо увеличить несущую способность подвесок , либо сократить расстояние между ними , либо увеличить количество грузовых тележек .

Рис.2. Варианты подвешивания ПМД. а
— на одном анкере с жестким креплением; б
— на двух анкерах с жестким креплением; в
— на одном анкере и цепи; г
— на двух анкерах и цепях

Суммарный вес перевозимого груза и навесного оборудования , приходящийся на количество грузовых тележек , не должен превышать их несущей способности .

5. Необходимая несущая способность анкеров, служащих для подвешивания ПМД, определяется исходя из несущей способности одной подвески, ее конструкции (количества закрепляющих подвеску анкеров) и коэффициента запаса:

.                                                      (5)

По найденной величине выбирается соответствующий ей диаметр анкерных стержней.

6. Длина анкеров подвески монорельсовой дороги должна быть больше длины анкеров первого уровня, установленных в кровле горной выработки. Величина рассчитывается по формуле:

.                                                     (6)

Здесь — расчетная длина анкеров первого уровня (с учетом длины выступающей в горную выработку части анкерного стержня); принимается равной не менее 0,5 м для II типа кровли по обрушаемости и не менее 1,0 м для I, III и IV типа кровли по обрушаемости (рисунок 3 настоящего приложения).

Длина закрепляющей втулки должна быть не менее 1,1 м.

Рис.3. Пример крепления ПМД

1. Виды сопряжений одиночных горных выработок представлены на рисунке 1 настоящего приложения. Сопряжения горных выработок подразделяются на прямоугольные (а, в
) и остроугольные (б
).

Рис.1. Виды сопряжений горных выработок, а
— прямое пересечение; б
— косое пересечение; в
— прямое ответвление; г
— остроугольное пересечение; д
— ответвление по кривой; е, ж
— соединения двух горных выработок в одну; з
— двустороннее ответвление; и
— пересечение с разносом горных выработок; к
— сопряжение трех горных выработок (треугольный узел); л, м
— примыкание горных выработок

3. Сбойка парных горных выработок и крепление их сопряжений проводится с отставанием от ближнего проходческого забоя на расстояние не менее , определяемое по формуле:

.                                                (1)

Здесь — ширина целика между горными выработками, м.

Опережение передового проходческого забоя по отношению к забою другой выработки принимается не менее , определяемого из выражения:

.                                                  (2)

6. Расчетная ширина сопряжений принимается по пункту 3 приложения N 2 в зависимости от вида сопряжения.

Расчетная ширина сопряжений пересекающихся и ответвляющихся горных выработок (рисунок 1 (а, б, з, к
) настоящего приложения) определяется по формуле:

.                                                    (3)

Расчетная ширина сопряжений с соединением, ответвлением и примыканием одной горной выработки к другой (рисунок 1 (в, г, д, е, ж, и, л, м
) и рисунок 2 (а, б, в
) настоящего приложения) определяется по формуле:

.                                                 (4)

Рис.2. Виды сопряжений при проведении спаренных выработок: а, в
— прямоугольные; б
— остроугольные

Расчетная ширина сопряжений подготовительной горной выработки с очистным забоем (рисунок 3 настоящего приложения) принимается равной ширине подготовительной горной выработки в проходке. Расчетная высота сопрягающихся горных выработок и сопряжений принимается равной их максимальной фактической высоте в проходке.

7. Расчетные сопротивления пород одноосному сжатию в массиве следует определять отдельно для кровли, боков и почвы:

• в кровле — для всех слоев пород на высоту, равную 1,5 расчетной ширины сопряжения;

• в боках — на фактическую высоту сопряжения с учетом всех слоев пород и угля;

• в почве — на глубину, равную расчетной ширине сопряжения.

Для ряда смежных слоев с изменчивостью до 30% принимается для всего сопряжения усредненное значение расчетного сопротивления пород сжатию, определяемое по формуле:

Рис.3. Сопряжения очистного забоя с подготовительной горной выработкой: а
— с погашаемой; б
— с горной выработкой, сохраняемой за первым очистным забоем; в, г
— с повторно используемой; д, е —
с проводимой вприсечку к выработанному пространству (при сплошной присечке или при оставлении полосы угля шириной 2-4 м); ж, з
— с горной выработкой, охраняемой целиком шириной меньше 0,1, но не менее 15 м; и, к, л
— с горной выработкой, охраняемой целиком (2,5-3,0) от (при погашении одной из парных горных выработок за очистным забоем или при ее временном сохранении для целей транспортирования угля); м, н
— с горной выработкой, оформляемой за очистным забоем

.                            (5)

Входящие в формулу параметры расшифрованы в формуле 3 приложения N 2.

8. Выбор типа крепи и определение ее параметров для сопряжений горных выработок производится на основе расчета смещений пород и ожидаемых нагрузок на крепь с учетом размеров и формы поперечного сечения, характеристик прочности, слоистости, трещиноватости, тектонической нарушенности и устойчивости пород в кровле, боках и почве, а также с учетом интенсивности горного давления на различных стадиях поддержания сопряжений, обусловленной глубиной от поверхности и степенью влияния на сопряжения других горных выработок и очистных работ.

В настоящей Инструкции рассматриваются методики расчета смещений пород кровли, когда применяется анкерная крепь. Заанкерованные породы упрочняются, в результате чего смещения кровли снижаются примерно вдвое по сравнению с перемещением пород на контуре кровли в горных выработках, закрепляемых рамной податливой крепью.

Особенностью методики расчета смещений пород на контуре сопряжений, приведенной в настоящем разделе, является то, что рассматриваются смещения еще незаанкерованных пород контура горной выработки, и поэтому их величина в цифровом выражении больше, чем при установленных анкерах.

В формулах таблицы N 1 настоящего приложения смещения пород в типовых условиях в зоне влияния очистных работ (, , , ) приводятся как суммарное смещение почвы и кровли (конвергенция). Однако, в результате пересчета посредством коэффициента формулы таблицы N 1 настоящего приложения выражают смещения только кровли в незаанкерованном состоянии.

Смещения кровли, определяемые по формулам таблицы N 1, посредством коэффициента 0,5 формул 15-16 настоящего приложения переводятся в уровень расчетов смещений заанкерованных пород кровли по методике приложения N 18, и параметры крепи рассчитываются единообразным способом по всей Инструкции.

9. Сопряжения очистных забоев со штреками могут быть закреплены анкерами без применения передвижной механизированной крепи сопряжений при использовании двухуровневой схемы крепления.

10. Величина смещения пород на сопряжениях горизонтальных и наклонных горных выработок, находящихся вне зоны влияния очистных работ, определяется по формуле:

.                                                     (6)

Здесь определяется по рисунку 4 настоящего приложения в зависимости от расчетного сопротивления пород кровли, почвы или боков и глубины расположения сопряжения от поверхности ; определяется по таблице N 2 настоящего приложения; при определении смещений со стороны почвы или кровли (в вертикальном направлении) 1; при определении боковых смещений пород (в горизонтальном направлении) определяют по таблице N 2 настоящего приложения.

11. При подготовке выемочных столбов парными горными выработками коэффициент для сопряжений горных выработок с их сбойками при целике между горными выработками менее 15 м определяется по формуле:

.                                                  (12)

12. Смещения пород на сопряжениях подготовительных горных выработок с очистным забоем (рисунок 3 настоящего приложения) определяются для участка сопряжения 10 м впереди очистного забоя в зоне опорного давления по формулам 7-12, приведенным в таблице N 1 настоящего приложения.

Для участка сопряжения в створе с очистным забоем и участка 10 м позади очистного забоя смещения умножаются на соответствующий коэффициент , зависящий от типа кровли и приведенный в таблице N 1 настоящего приложения.

В формулах, содержащихся в таблице N 1 настоящего приложения:

— смещения пород на сопряжении со стороны кровли, мм;

— смещения пород кровли сопряжения в период его службы вне зоны влияния очистных работ, мм, определяемые по формуле 6 настоящего приложения;

определяют по рисунку 6 настоящего приложения;

принимают равным 1,0 для I, III и IV типов кровли и 1,2 для II типа кровли;

           определяют по таблице N 5 настоящего приложения (площадь сечения сопряжения определяется по его расчетной ширине);

13. На основании расчетной величины смещений пород на контуре поперечного сечения сопряжений и участков сопрягающихся горных выработок за весь срок службы , необходимо производить оценку интенсивности проявлений горного давления по пункту 7 приложения N 4 и таблице N 8 настоящего приложения.

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:

;                                                  (14)

     
.                                                 (15)

Здесь принимают 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); определяют по формуле 6 настоящего приложения; определяют по формулам 7-12 таблицы N 1 настоящего приложения.

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

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

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

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

3. 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.

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:

_______________

* На указанном рисунке обозначение отсутствует. (Примеч. изд.)

для податливых стоек и рам: ;                     (16)

     
для дополнительных анкеров: ;                         (17)

     
.                                                       (18)

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

_______________

* На указанном рисунке эти параметры отсутствуют. (Примеч. изд.)

Дополнительные средства крепления, 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:

.                                             (19)

Здесь 0,026 МН/м; принимают: 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; при 15 равен 1, а при 15 определяется по формуле:

.                                                     (20)

Здесь 1 при , а при определяется по формуле:

.                                     (21)

Здесь 2 при I, III и IV типах кровли и 3 при II типе кровли. Для сопряжений выемочных горных выработок с очистным забоем (рисунок 3 настоящего приложения) в формуле 19 настоящего приложения 1.

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

,                                              (22)

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/м.

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/м 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.

Таблица N 1

Несущая способность анкерной крепи

Примечания.

1. 1. Для горных выработок и сопряжений со сроком службы свыше 40 лет и в обводненных породах следует принимать на 20% меньше указанных в таблице N 1 настоящего приложения.

2. 2. Расчетную несущую способность анкеров из специальных стержней (из высокопрочной стали со специальной резьбой, из нескольких свитых прутков, из арматурных канатов, из стеклопластика) следует принимать в соответствии с технической документацией, с учетом уменьшения расчетной несущей способности в различных условиях работы анкеров.

3. 3. Принятую при проектировании расчетную несущую способность анкеров с длиной закрепления стержня меньше 1 м необходимо корректировать в соответствии с фактической, определяемой экспериментально в шахтных условиях.