Конструктивные размеры поперечного сечения выработок трапециевидной формы, закрепленных деревом

Наименование размера	Обозначения и соотношения размеров
Высота электровоза от уровня головки рельсов	h
Высота выработки от головки рельсов до верхняка	h1
Высота балластного слоя	hb
Высота от балластного слоя до головки рельсов	ha
Высота выработки от балласта доверхняка	h2=h1+ha
Высота выработки от подошвы до верхняка	h3=h2+hb
Высота выработки в проходке от подошвы до кровли	h4 = h3+ d+ 50 + 100
Ширина однопутевой выработки в свету	В = а + с
Ширина двухпутевой выработки в свету	В = а +b + с
Угол наклона стоек	а= 80°
Ширина выработки в свету по кровле	L1 = В—2(h1 —h) сtgα
Ширина выработки в свету по балласту	L2 = В+2(h+ha ) сtgα
Расстояние от оси пути до стоек крепи на подошве	L5 = а+ (h+hb)сtgа
Длина верхняка	L3 = L1+ 2d ± ∆
Округление до стандартной длины леса	∆
Ширина выработки по кровле в проходке	L3 = L1+ 2d +100
Ширина выработки по подошве в проходке: однопутевой двухпутевой	L4= L5+ L6+ 2d+ 100
L4= L5+ L6+ b+2d+ 100
Длина стойки	L=h3/sinα+330+∆
Площадь сечения выработки в свету	Sсв=(L1 +L2 )h2/2
То же, в проходке	Sпр =(L3+L4)h4 /2
Периметр выработки	Р=L1+L2+2h2/sinα

Деревянную крепь применяют в выработках со сроком службы до 5—6 лет, находящихся в условиях незначительного и средней величины давления горных пород. При благоприятных горно-геологических условиях и консерви­рованном лесе срок службы деревянной крепи может быть увеличен.

Для крепления горных выработок применяют ель, сосну, лиственницу, кедр, пихту.

Достоинства деревянной крепи: возможность применения в различных усло­виях, простота изготовления, невысокая трудоемкость конструкции, невы­сокая первоначальная стоимость. Недостатки: малый срок службы, огнеопасность, невозможность многократного использования.

Среднее значение показателей физико-механических свойств дерева

при естественной влажности

Порода дерева	Плот­ность, г/см3	Предел прочности, МПа
при сжатии вдоль волокон	при статическом изгибе	при растяжении вдоль волокон	при скалывании в направлении
радиальном	тангенциальном
Бук	0,65	46,0	94,0	129,0	10,0	13,0
Дуб	0,72	52,0	94,0	129,0	8,5	10,5
Ель	0,46	42,0	77,5	122,0	5,0	5,0
Лиственница	0,68	51,5	97,0	129,0	11,5	12,5
Кедр	0,44	35,0	64,5	78,0	5,5	6,0
Пихта (сибирская)	0,39	33,0	58,5	—	6,0	6,5
Пихта (кавказская)	0,44	39,0	72,0	112,0	7,5	8,0
Сосна	0,53	44,0	79,0	115,0	7,0	7,5
Ясень	0,71	51,0	115,0	—	14,0	13,0

Доски, брусья, бруски и обаполы для крепления горных выработок готовят из тех же пород, что и стойки. Размеры досок, брусков, брусьев, нормы пороков леса и правила их маркировки должны соответствовать ГОСТ 8468—81. Доски применяют для затяжки кровли и боков горных выработок, устройств опалубок, настилов, полков.

К доскам относятся пиломатериалы, ширина которых больше двойной толщины.

К брускам относят пиломатериалы, ширина которых равна или менее двой­ной толщины.

К брусьям относят пиломатериалы, ширина и толщина которых более 100 мм.

Обапол разделяют на габаритный — с не пропиленной наружной поверхно­стью или пропиленной не более чем на половину длины и дощатый — с пропи­ленной наружной поверхностью более чем на половину длины обапола.

Прочность древесины (сопротивление сжатию, растяжению, изгибу) за­висит от породы дерева, влажности, строения, характера, направления и места приложения силы.

Диаметр (см) верхняков крепежных рам временной или постоянной дере­вянной крепи зависит от срока службы выработки. При сроке службы менее 1 года

более 1 года

Толщина (см) затяжки из досок

где b — расстояние между крепежными рамами, см; [σ_и] — допускаемое на­пряжение на изгиб (для сосны 8—9 МПа).

Диаметр леса для стоек принимают равным диаметру верхняка и проверяют по допускаемому напряжению на сжатие с учетом продольного изгиба и наклона стоек.

где α— угол между осью стойки и вертикалью, градус; .F_с — площадь поперечного сечения стойки, см², ψ —-------------------------------- коэффициент уменьшения допускаемого напряжения; Р_п - нагрузка на крепь, кГс.

На крепь выработки, если она установлена в начальном контуре выработки, может воздействовать лишь вес пород внутри образовавшегося свода.

где а – полупролет выработки (свода),м; f – коэффициент крепости; γ - объемный вес пород свода, т/м³.

ЗАДАНИЕ:

Исходные данные: Форма сечения штрека - трапециевидная; коэффициент крепости пород f=8; предел прочности пород на сжатие σ_сж= 96 МПа; объемный вес пород γ=2,6 т/м³; ширина выработки в проходке по низу В=3,0 м; угол наклона стенок выработки α=80⁰.

Определить площадь сечения выработки в проходке и в свету, рассчитать параметры крепления выработки деревом.