ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ И НАКЛОННЫЕ ВЫРАБОТКИ

4. ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ И НАКЛОННЫЕ ВЫРАБОТКИ

ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ

располагать главные вскрывающие выра­ботки в устойчивых породах, а при их отсут­ствии - вкрест простирания слоистости или трещиноватости пород, а также на расстояни­ях, исключающих взаимное влияние вырабо­ток;

избегать расположения выработок в зонах крупных тектонических нарушений и напор­ных водоносных горизонтов;

предусматривать возможность выемки по­лезного ископаемого из предохранительных целиков при погашении выработок;

предусматривать минимальное количество типоразмеров сечений выработок околостволь­ных дворов и сопряжении.

4.2. Форму поперечного сечения выработки следует выбирать в зависимости от устойчи­вости пород, срока службы и назначения вы­работки. В устойчивых породах, как правило, следует принимать выработку сводчатой фор­мы с вертикальными стенками; при неустой­чивых породах почвы - круглой или эллипти­ческой формы.

4.3. Охрану выработок околоствольного двора и главных магис­тральных выработок, как правило, следует осуществлять с помощью предохранительных целиков, исключающих воздействие очистных работ.

В выработках, испытывающих воздействие очистных работ, следует предусматривать кон­структивные меры защиты крепи.

Горизонтальные и наклонные выработки, как правило, должны располагаться на рас­стояниях L_д, исключающих их взаимное влия­ние и определяемых по формуле

L_д (b₁ + b₂)k_L, (24)

где b₁ + b₂ - суммарная ширина взаимовлияющих выра­боток в проходке (вчерне), м;

k_L - коэффициент, определяемый по табл. 11.

4.4. В крепи устьев штолен и наклонных стволов следует предусматривать проемы для ввода и вывода трубопроводов и электрокабелей, а также для примыкания вентиляционных или калориферных каналов.

В сопряжениях каналов с устьями наклонных стволов должны устраиваться предохрани­тельные ограждения.

Для укрепления лобовых откосов, отвода поверхностных вод и оформления выходов в устьях штолен и наклонных стволов необходи­мо предусматривать устройство порталов, ко­торые следует проектировать из бетона, буто­бетона, сборного или монолитного железобе­тона.

4.5. Водоотливные канавки следует проек­тировать согласно требованиям ГОСТ 5218-75.

4.6. Грузовые и порожняковые ветви око­лоствольных дворов у стволов следует проек­тировать прямолинейными на длину не менее локомотивного состава.

4.7. Для пешеходного сообщения между грузовой и порожняковой ветвями клетевого ствола необходимо предусматривать обходную выработку либо проход под лестничным отде­лением или через камеру ожидания.

4.8. Проектирование сопряжений вырабо­ток следует производить с учетом сечений со­прягаемых выработок и взаимного их влияния, габаритов подвижного состава, типа стрелоч­ных переводов и углов ответвления при со­блюдении необходимых проходов, зазоров и уширений.

4.9. Радиусы криволинейных участков со­пряжений горизонтальных выработок между собой, а также сопряжений горизонтальных и наклонных выработок следует принимать с учетом применяемого транспортного и проходческого оборудования.

4.10. Величину уширения на закруглениях горизонтальных выра­боток при локомотивной откатке следует принимать с наружной сторо­ны кривой не менее 300 мм, с внутренней сто­роны кривой - не менее 100 мм. При этом рас­стояние между осями рельсовых, путей следует увеличивать по сравнению с междупутьем на прямолинейных участках не менее чем на 300 мм.

4.11. Горизонтальные и наклонные выра­ботки необходимо проек­тировать с учетом обеспечения механизированной доставки лю­дей. На путях следования средств доставки людей следует предусматривать посадочные площадки.

РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ ПОРОД И НАГРУЗОК НА КРЕПЬ, ВЫБОР ТИПА КРЕПИ

Отнесение выработки к той или иной кате­гории устойчивости необходимо производить по абсолютной величине максимальных сме­щений пород на контуре поперечного сечения, которые определяются дифференцированно в кровле, почве и боках выработки.

4.13. При соответствующем обосновании в утверждаемых минис­терствами СССР по согласованию с Госстроем СССР ведомственных нормативных документах, учитывающих спе­цифические условия месторождений, многолетний успешный опыт подземного строи­тельства в бассейнах и др., допускается оценку устойчивости пород в горизонтальных и наклонных выработках и выбор крепи производить по величине безразмерного показателя k_к, определяемого по формуле

, (25)

где Н_р - расчетная глубина размещения выработки, м, определяемая по формуле (1);

R_c - расчетное сопротивление пород сжатию, кПа (тс/м²), определяемое по формуле (2);

 - удельный вес породы, кН/м³ (тс/м³).

4.14. Величину смещения U для горизон­тальных и наклонных выработок, расположен­ных в осадочных и изверженных породах и вне зоны влияния очистных работ, следует определять по формуле

где U_т - смещение пород, мм, принятое за типовое, определяемое по графикам рис. 1 в зависи­мости от расчетного сопротивления пород сжатию R_с и расчетной глубины расположе­ния выработки Н_р;

k_ - коэффициент влияния угла залегания пород и направления проходки выработки относитель­но простирания пород или основных плоско­стей трещиностойкости, определяемый согласно табл. 10;

k_ - коэффициент направления смещения пород: при определении смещений со стороны кров­ли или почвы (в вертикальном направлении) k_ равен 1, при определении боковых смещений пород (в горизонтальном направлении) k_ определяется по таблице 10;

k_s - коэффициент влияния размера выработки, оп­ределяемый по формуле

k_s = 0,2 (b -1 ), (27)

где b - ширина выработки в проходке (вчерне), м;

k_в - коэффициент воздействия других выработок, прини­маемый: для одиночных выработок и ка­мер равным 1,0; для сопряжений с односто­ронним примыканием выработки - 1,4; для сложных сопряжений с примыканием вырабо­ток в виде двустороннего заезда или пересе­кающихся выработок - 1,6; для параллельных выработок - по формуле

где L - расстояние между выработками, м;

b₁+b₂ - суммарная ширина взаимовлияющих выра­боток в проходке (вчерне), м;

k_L - коэффициент, определяемый согласно табл. 11;

k_t - коэффициент влияния времени возведения крепи. Для выработок, срок службы t которых более 15 лет, k_t равен 1, при t менее 15 лет k_t определяется по графикам рис. 2.

Рис. 1. Графики для определения типового смещении пород U_т

Расчетная глубина располо­жения âûðàáîòêè от по­верхности Нр, м	коэффициент kL при расчетном сопротивлении Rс, МПа (кгс/см2)
	для выработок по простиранию				для выработок вкрест простирания
	30 (300)	60 (600)	90 (900)	более 120 (1200)	30 (300)	60 (600)	90 (900)	более 120 (1200)
До 300					1,8	1,5	1,2	1,0
Свыше 300 до 600					2,2	1,8	1,5	1,2
Свыше 600 до 900					2,6	2,1	1,7	1.4
Свыше 900 до 1200					3,0	2,5	2,0	1,5
Свыше 1200					3,4	2,9	2,4	1,7
Примечания: 1. В числителе kL для выработок с  до 35° и в знаменателе - при  свыше 35° 2. kL для наклонных выработок принимается как для горизонтальных, пройденных по простиранию.

Примечание. Определение расчетных смещений пород для выработок, располагаемых в зоне влияния очистных работ, должно производиться по методикам специализированных организаций.

4.16. Величину смещения U для соляных и подобных им пород следует определять по формуле

U = 500_b (1 + 0,07t) k_в, (30)

где _ - относительные деформации пород за первый год службы выработки, определяемые по гра­фику рис. 3;

b - ширина выработки в проходке (вчерне), м;

t - срок службы выработки, лет;

k_в - обозначение то же, что в формуле (26).

4.17. В горизонтальных и наклонных выра­ботках в осадочных (исключая соляные) и изверженных породах, расположенных вне зо­ны воздействия очистных работ и других вы­работок, следует применять:

в породах I категории устойчивости - ан­керную или набрызгбетонную крепь толщиной не менее 30 мм. В монолитных, малотрещиноватых породах допускается оставление выра­боток без крепи;

в породах II категории устойчивости - мо­нолитную бетонную крепь, комбинированную из набрызгбетона толщиной не менее 50 мм с анкерами и металлической сеткой или без нее, рамную крепь из железобетонных стоек с ме­таллическими верхняками, сборную тюбинго­вую, металлическую податливую крепь без обратного свода, анкер-металлическую, ме­таллическую арочную крепь с набрызгбетон-ным покрытием и тампонажем закрепного пространства;

Рис. 3. График для определения _

В осадочных породах почвы III и IV кате­горий устойчивости и изверженных породах IV категории устойчивости - крепи, как пра­вило, должны быть, с обратным сводом.

В породах III и IV категорий устойчивости допускаются крепи без обратного свода, но с обязательным осуществлением мероприятий по уменьшению смещений почвы путем упрочне­ния пород цементацией, анкерованием или разгрузкой массив.

Необходимость возведения обратного сво­да и его параметры определяются на основе расчета смещения пород почвы, податливости забутовки и отпора крепи, а также с учетом времени установки крепи.

4.18. При выборе типа крепи выработок в соляных породах необходимо руководство­ваться следующими требованиями:

а) в породах I категории устойчивости при смещении кровли и однородных породах до 200 мм и в слоистых до 150 мм допускается поддержание выработок без крепи. При сме­щении кровли более указанных пределов не­обходимо устанавливать анкерную крепь;

б) в однородных породах II категории ус­тойчивости следует применять в кровле ан­керную крепь, в слоистых породах необходи­мо устанавливать крепи поддерживающего типа (податливых, рамные и др.);

в) в породах III и IV категорий устойчиво­сти следует применять податливые крепи или жесткие крепи с податливыми элементами (или слоем), способные компенсировать 70% расчетных смещений.

4.19. В горизонтальных и наклонных выра­ботках, располагаемых в породах IV катего­рии устойчивости, а также в выработках, ис­пытывающих воздействие очистных работ и других выработок, следует применять крепи, имеющие конструктивную податливость.

4.20. В рамных крепях должны применять­ся жесткие из сборного железобетона (плос­кие, кессонные, равного сопротивления) и гиб­кие (из металлической сетки, стеклотканевого рулонного материала и др.) межрамные ог­раждения.

4.22. В стальных арочных крепях при поро­дах в почве с R_с менее 15 МПа (150 кгс/см²) под стойками арочной крепи следует преду­сматривать опоры или прогоны, исключающие вдавливание стоек крепи в почву.

4.23. Податливые элементы любой конст­рукции крепи выработок, сооружаемых на крутых и наклонных пластах в направлении их простирания, необходимо располагать с учетом ожидаемых максимальных смещений по нормали к напластованию.

4.24. В наклонных выработках, закреплен­ных рамной или сборной железобетонной крепью, при углах наклона более 30° следует предусматривать усиленную связь с массивом с помощью тампонажа закрепного пространст­ва, прикрепления элементов крепи к массиву анкерами, опорными венцами и других мер усиления связи крепи с массивом горных по­род.

4.25. На сопряжениях горизонтальных вы­работок следует предус­матривать бетонные опоры с минимальными размерами: по дли­не - 2000 мм, а по ширине со стороны угла сопряжения - 500мм.

4.26. При проектировании крепи для пород I категории устойчивости горизонтальных и наклонных выработок параметры крепи допус­кается принимать без расчета.

Выбор и расчет конструктивных парамет­ров крепи выработок для пород II, III и IV категорий устойчивости должен производиться на основе расчета ожидаемых смещений пород и нагрузок на крепь с учетом технологии про­ведения выработки и возведения крепи.

4.27. Расчетная нагрузка на все виды кре­пи, за исключением рамных податливых, опре­деляется дифференцировано в кровле и почве (в вертикальном направлении), в боках (в го­ризонтальном направлении), а при угле паде­ния пород  от 20 до 50° и по нормали к напластованию по формуле

Р = k_пk_нm_вР^н, (31)

где Р^н - нормативная нагрузки на крепь, определяе­мая с учетом пп. 4.14- 4.16 и 4.28 настоящих норм, кПа (тс/м²);

k_п - коэффициент перегрузки, принимаемый по табл. 12;

k­_н - коэффициент, принимаемый для главных вскрывающих выработок равным -1,1; для остальных -1;

m_в - коэффициент условий проведения выработок, прини­маемый равным при буровзрывном способе, а при комбайновом способе прове­дения выработок принимаемый по табл.13

Примечание. Расчетная нагрузка на рамные податливые крепи определяется по методикам специализированных организаций.

Таблица 12

Таблица 13

4.28. Нормативная нагрузка P^н определя­ется по графику рис. 4 в зависимости от смещений U с учетом смещений до установки , крепи U_t, сжатия забутовочного материала U_з, и конструктивной податливости крепи U_кр.

Смещения, происходящие до установки крепи U_t, определяются по формуле

U_t = Uk_t, (32)

где k_t - коэффициент влияния времени на смещение пород, определяется по графику рис. 5.

Смещения, компенсируемые за счет сжатия забутовочного материала U_з, зависят от сжимаемости материала, толщины забутовочного слоя и расчетной нагрузки на крепь и опреде­ляются опытным путем. Для забутовочного материала из дробленых пород при отсутствии опытных данных U_з допускается принимать равным 25% толщины забутовочого слоя.


Рис. 4. Графики для определения нормативной нагрузки на крепь


Рис. 5. Графики для определения коэффициента k_t при t менее 1 года

Конструктивная податливость крепи U_кр принимается по ее технической характеристи­ке. Для монолитных бетонных и железобетон­ных типов крепи при определении конструктивной податливости U_кр следует учитывать величину усадки и ползучесть бетона при твердении, которую следует принимать: для однопутевых выработок равной 20мм, для двухпутевых - 40 мм.