Приложение 1 (рекомендуемое). Рекомендации по предварительному выбору конструкции крепи

Приложение 1
Рекомендуемое

Рекомендации по предварительному выбору конструкции крепи

Предварительно конструкцию крепи выбирают, исходя из вида грунтового массива, его устойчивости и склонности грунта выработки к размоканию (табл. 1).

Таблица 1

Конструкция крепи

Вид грунтового массива

Скальный с категорией устойчивости(1) с учетом обводненности

Глинистый с оценкой устойчивости(2)

Глинисто-песчаный без оценки устойчивости

I

II

III

IV

V

устойчивый

неустойчивый

неразмокаемый

размокаемый

с

в

с

в

с

в

с

в

с

в

с/в

с

в

Анкерная:

П

отдельные анкеры

Р

Р

Д

Д

Н

Н

Н

Н

р

Н

Н

Н

Н

Н

Н

система анкеров

Д

Д

Р

Р

Д

Н

Н

Н

и

Н

Н

Н

Н

Н

Н

Набрызгбетонная,

м

покрытие:

е

простое

Р

Д

Н

Н

Н

Н

Н

Н

н

Д

Н

Н

Н

Н

Н

простое

Д

Д

Д

Д

Р

Д

Н

Н

е

Р

Д

Н

Н

Н

Н

сложное

Д

Д

Р

Р

Р

Д

Н

Н

н

Н

Р

Р

Д

Н

Н

Арочная:

и

без затяжки

Н

Н

Н

Н

Н

Н

Н

Н

е

Д

Н

Н

Н

Н

Н

с затяжкой:

местами

Н

Н

Д

Д

Н

Н

Н

Н

с

Д

Д

Н

Н

Н

Н

сплошь

Н

Н

Д

Р

Р

Д

Н

Н

п

Д

Р

Д

Д

Д

Д

Комбинированная:

е

набрызгбетон с

ц

анкерами:

точечными без

Д

Д

Р

Р

Д

Д

Н

Н

п

Н

Н

Н

Н

Н

Н

подхватов

р

точечными с

Н

Н

Д

Д

Р

Д

Н

Н

о

Н

Н

Н

Н

Н

Н

подхватами

х

с распределенными набрызгбетон с арками:

Н

Н

Д

Д

Р

Д

Н

Н

о

Р

Д

Н

Н

Н

Н

д

без затяжки

Н

Н

Д

Д

Д

Н

Н

Н

к

Д

Н

Н

Н

Н

Н

с затяжкой

Н

Н

Д

Д

Р

Р

Р

Р

и

Д

Р

Р

Р

Р

Р

______________________________

(1) Категория устойчивости скального грунта - по приведенной ниже методике.

(2) Устойчивый - с допустимым временем стояния неукрепленной выработки более 1 мес; неустойчивый - менее 1 мес.

р - тип крепи, рекомендуемый к применению; д - то же допускаемый к применению; н - то же не рекомендуемый к применению; с - массив сухой или влажный; в - то же существенно обводненный.

Методика оценки устойчивости неподкрепленной выработки в скальном массиве

Методика позволяет получать относительные оценки устойчивости, которые подлежат корректировке по результатам наблюдений за состоянием выработки при проходке и креплении.

Методика определяет зависимость предельного (допустимого) времени , сут, снабжения пород в зависимости от характеристической прочности S, МПа, массива в виде

,

где К - коэффициент ответственности прогноза, сут/МПа, К = 20 сут/МПа - для нормального прогноза; 10 сут/МПа - для особо ответственного прогноза.

Характеристическую прочность грунта "в массиве" находят по формуле:

где 1,07 - нормирующий множитель; - временное сопротивление образца грунта одноосному сжатию (прочность "в куске"), МПа; ... - безразмерные коэффициенты (нормированные к 1), обеспечивающие переход от прочности грунта "в куске" к прочности "в массиве" приведены ниже.

Учет ориентации выработки по отношению к наиболее развитой (опасной) системе трещин

                                                                    k_1

 Ориентация благоприятная (90°-70°) ............................... 1

 Ориентация неблагоприятная (70°-20°) ............................. 0,667

 Ориентация крайне неблагоприятная (20°-0°) ....................... 0,5

Учет расчлененности массива трещинами

                                                                  k_2

 Одиночные случайные трещины.............................         1 - 0,5

 Одна система трещин.....................................         0,25

 То же и слоистость......................................... 0,167

 Две системы трещин......................................... 0,125

 То же и слоистость......................................... 0,083

 Три системы трещин......................................... 0,056

 То же и слоистость......................................... 0,042

 Четыре системы трещин...................................... 0,033

 Раздробленный массив....................................... 0,025

Учет интенсивности сетки трещин в породах

                                                               k_3

 Нетрещиноватые, n < 6........................................ 1 - 0,90

 Слаботрещиноватые, n = 6 - 12................................ 0,95 - 0,75

 Трещиноватые, n = 12 - 25.................................... 0,75 - 0,5

 Сильнотрещиноватые, n = 25 - 60.............................. 0,50 - 0,25

 Раздробленные, n > 60........................................ 0,25 - 0,05

 n - модуль относительной трещиноватости массива n = B/b_t, где

 В - пролет выработки, м; b_t - среднее расстояние между трещинами, м.

Учет сопротивления отдельностей смещениям по поверхности трещин

                                                                 k_4

 Прерывистые трещины............................................ 1

 Волнистые трещины:

 неровные....................................................... 0,75

 ровные.........................................................    0,50

 зеркальные..................................................... 0,375

 Плоские трещины, ровные, заполненные породой...................    0,25

 Зеркала скольжения............................................. 0,125

Учет ширины раскрытия трещин, мм, без учета их заполнения

                                                                   k_5

 До 3............................................................. 1

 От 3 до 15....................................................... 0,5

 15 и более....................................................... 0,25

Учет заполнения трещин в зависимости от заполнителя

                                                           k_6

 При наличии контакта стенок трещин:

 песок, упрочненная порода................................ 1 - 0,75

 песок, измельченная порода (без глины)................... 0,375

 глина.................................................... 0,25

 каолинит, слюда, тальк, графит........................... 0,188

 При отсутствии контакта стенок трещин:

 песчано-глинистый........................................ 0,15

 глина в зависимости от ширины раскрытия

 трещин................................................... 0,125 - 0,0375

Учет степени обводненности выработки

                                                                      k_7

 Сухо.........................................................        1

 Влажно.......................................................        0,8

 Капеж........................................................        0,5

 Струи........................................................ 0,3

При учете интенсивности сетки трещин следует принимать во внимание, что при взрывной разработке забоя возможно увеличение первоначальной (бытовой) трещиноватости массива вокруг выработки, что можно оценить по эмпирической формуле

,

где - среднее расстояние между трещинами при изыскательских работах; - то же после взрывания забоя; R - расстояние от центра заряда до оцениваемой зоны, м; - масса тротилового заряда, кг.

Пример 1

;

.

Порода весьма неустойчива, пересчитываем, принимая значение К для условий повышенной опасности:

.

Вывод: Обнажение может обрушиться почти сразу вслед за разработкой (наиболее сильное влияние ).

Пример 2. В условиях примера 1 принимаем решение - омоноличивание массива путем применения химического закрепления грунта.

.

Вывод: Химическим закреплением грунта достигается существенное повышение устойчивости выработки.

Допустимое время обнажения увеличилось с 1,26 ч до 13,3 сут. Возможна проходка при условии крепления выработки лишь в отдельных местах.

Категорию устойчивости грунта скального массива определяют в соответствии с табл. 2.

Таблица 2

Характеристическая прочность грунта "в массиве", МПа	Устойчивость массива
	Категория	Характеристика	t(пр), сут.
>9	I	Вполне устойчивый	Практически неограничено
9 - 1,5	II	Устойчивый	180 - 30
			(6-1 мес.)
1,5 - 0,35	III	Средней устойчивости	30 - 7
0,35 - 0,05	IV	Слабоустойчивый	7 - 1
<0,05	V	Неустойчивый	1