Бетонная крепь горизонтальных выработок

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

На тему:

«Бетонная крепь горизонтальных выработок»

Днепропетровск 2010 г.

1. Общие сведения

По мере развития горной промышленности неуклонно растет протяженность поддерживаемых подземных горных выработок которая исчисляется в отдельных бассейнах тысячами километров, а в целом по СССР - несколькими десятками тысяч километров. В связи с усложнением горно-геологических условий, обусловливаемых увеличением глубины разработок, а также освоением новых, более сложных месторождений, повышаются требования к горной крепи в части несущей способности, долговечности, технологичности изготовления и установки. Поэтому непрерывно расширяется диапазон применяемых крепен как в отношении материала, так и в отношении конструктивных решений. На смену традиционным, деревянным и каменным конструкциям, характерным для периода 30-40-х годов, приходят более совершенные стальные конструкции крепей, конструкции крепей из сборного железобетона, штанговая крепь и др.

Всё большее значение при проектировании выработок придается инженерно экономическому обоснованию конструкций крепей, обеспечивающему достаточно высокую эксплуатационную надежность их при минимальных капитальных затратах и эксплуатационных расходах. В свете этого неправильно было бы говорить о безусловном преимущественном положении какого-нибудь из видов крепи перед всеми другими, как наиболее прогрессивного. Выбор рационального типа в тех или иных условиях зависит от ряда факторов: размеров выработки, срока ее службы и горно-геологических условий и в конечном итоге определяется экономическими факторами.

Вот почему в настоящее время применяются разнообразные конструкции крепей - деревянные, бетонные, железобетонные (сборные и монолитные), стальные и другие конструкции.

Данные о распространении разных видов горных крепей капитальных и основных подготовительных горизонтальных и наклонных выработок при строительстве и реконструкции шахт угольной и рудной промышленности.

2. Бетонная крепь горизонтальных выработок

Бетонная крепь представляет собой сплошную конструкцию, полностью закрывающую кровлю, стенки, а в ряде случаев - и почву выработки.

Крепь включает свод, вертикальные стенки и фундаменты. Такая форма крепи обеспечивает работу бетона преимущественно на сжатие. Вершина свода называется ключом, места сопряжения свода с вертикальными стенами - пятами свода. Своды подразделяются на циркульные, пониженные, повышенные.

Рис. 1. Формы рудничных сводов: а - циркулярный, б - коробовый при h/B=1/3, в - коробовый при h/B = 1/4; г - повышенный параболический при h/B> 1/2

Отнесение свода к тому или иному типу производится по отношению высоты свода h₀ к пролету В. Для циркульного свода h/B=1/2, повышенные своды имеют отношение h/B >1/2, пониженные h/B<1/2.

Рис. 2. Типовая конструкция бетонной крепи

Для угольных шахт в качестве типового решения принят коробовый свод с отношением h/B = 1/3 при коэффициенте крепости вмещающих пород по шкале проф. М.М. Протодьяконова f=3-9. При f <3 рекомендуется свод полуциркульный. В горнорудной промышленности для капитальных выработок, проводимых в породах с f=9-15 и более Принимают пониженные коробовые своды с отношением h/B = 1/4-1/6. Повышенные своды, применяемые при строительстве туннелей и некоторых других сооружений, имеют параболическую, овоидальную и другие формы. Бетонная крепь имеет плотный контакт с боковыми породами, поэтому внешнее очертание крени неровное, однако расчетная толщина крепи должна быть выдержана по всему контуру (см. рис. 89, пунктир). Толщину стен. Т определяют в зависимости от ширины выработки и крепости пород. Т=200-500 мм. Толщина свода в ключе d₀ принимается равной 2/3T, а в пяте - равной Т. Учитывая то обстоятельство, что выработки находятся в скальных горных породах, фундамент принимается равным толщине стенки; глубина заложения его со стороны водоотливной канавки 500 мм, с противоположной стороны выработки - 250 мм (рис. 2). Для коробового свода с отношением h/B =1/3 имеются следующие соотношения: радиус верхней дуги свода R = 0,692В; радиус боковых дуг свода R= 0,262B; угол, образуемый крайними положениями радиусов боковых дуг, у = 56°19'; угол, образуемый крайними положениями радиусов центральной дуги, 26 = 67°22'; площадь сечения сводчатой части S_СВ =0,26B²; длина коробовой кривой I = 1,335. Бетон применяется марки 150 - 200 и 300 жесткой консистенции при ручной укладке и пластичный - при механизированной. Сооружению бетонной крепи предшествует установка опалубки. Последняя бывает деревянной, металлической, смешанной.

Рис. 3. Конструкция деревянной опалубки для стен (а) и конструкции кружал (б)

горный крепь свод опалубка

Деревянная опалубка для вертикальных стен состоит из рам, изготовленных из брусьев и досок или щитов, укладываемых между рамами. Расстояние между рамами принимают 0,7-1,2 м, длина элементов опалубки - досок или щитов - делается кратной этому размеру с тем, чтобы стык приходился на стойке. Доски следует применить обрезные, проструганные со стороны бетона, толщиной 25-40 мм. Щиты сколачиваются из трёх-четырёх досок в шпун или четверть на длину одного-двух пролетов между стойками.

Стены возводят одновременно с двух сторон на высоту до уровня пят свода.

Для сооружения свода на рамы устанавливают кружальные ребра. Последние изготовляются из двух-трех рядов досок толщиной 20-30 мм и шириной, обеспечивающей возможность вписывания кривой свода. Криволинейные ребра должны быть достаточно жесткими, что достигается системой распорок. При установке на рамы под кружальные ребра должны подкладываться разгрузочные клинья. Клинья помогают более точно установить кружала и снять их при разборке опалубки.

Укладку бетона в свод производят с двух сторон по возможности симметрично от пят к ключу.

Крупными недостатками деревянной опалубки являются громоздкость конструкций и значительные потери леса - При разборке я переноске теряется из-за поломок часть кружал, стоек, клиньев - в пределах 10-20%; доски же опалубки теряются до 50% и более. Металлическая опалубка более экономичная. Кружала опалубки чаще всего изготовляют из швеллера, щиты - из листовой стали толщиной 2-3 мм с ребрами жесткость из уголка малого размера. Стальные конструкции опалубки используют многократно. Поверхность выработок, после снятия опалубки получается более гладкой. При применении металлической опалубки создаются лучшие условия для уплотнения бетона вибраторами, в том числе наружными. Срок твердения бетона в опалубке устанавливается проектом организации работ; снятие опалубки допускается при достижении бетоном 60-70% расчетной прочности.

Литература

1. А.П. Максимов «Горное давление и крепь выработок» «НЕДРА», Москва, 1973 г.

Размещено на Allbest.ru