где m - мощность водоносного горизонта, м;
W - фильтрационный расход воды на единицу длины ствола, м2/сут, определяемый по формулам:
в условиях без тампонажа пород
, (22)
в условиях тампонажа пород
, (23)
где Не, kфп, kфкр, kфт, r1, r0, rт, R(t) - то же, что и в формулах (15) и (16).
4. ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ И НАКЛОННЫЕ ВЫРАБОТКИ
ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ
4.1. Выбор места размещения горизонтальной и наклонной выработки необходимо проводить с учетом общих компоновочных решений. При этом, как правило, следует:
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 сопряжений.
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 Lд, исключающих их взаимное влияние и определяемых по формуле
Lд (b1 + b2)kL, (24)
где b1 + b2 - суммарная ширина взаимовлияющих выработок в проходке (вчерне), м;
kL - 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
4.12. Выбор типа и расчет параметров крепи горизонтальной и наклонной выработок следует производить в зависимости от категории устойчивости пород с учетом степени воздействия очистных работ и других выработок. В качестве критерия определения категорий устойчивость пород следует принимать величину их смещений U на контуре поперечного сечения выработки за весь срок ее службы без крепи в соответствии с табл. 9
Таблица 9
|
Категория устойчивости пород |
Оценка состояния устойчивости пород |
Смещения U, мм |
||
|
|
|
осадочные породы (песчаники, алевролиты, аргиллиты, известняки, уголь и др.) |
изверженные породы (граниты, диориты, порфириты и др.) |
соляные породы каменная соль, сильвинит, карналит и др.) |
|
I |
Устойчивое |
До 50 |
До 20 |
До 200 |
|
II |
Среднеустойчивое |
Свыше 50 до 200 |
Свыше 20 до 100 |
Свыше 200 до 300 |
|
III |
Неустойчивое |
Свыше 200 до 500 |
Свыше 100 до 200 |
Свыше 300 до 500 |
|
IV |
Очень неустойчивое |
Свыше 500 |
Свыше 200 |
Свыше 500 |
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 kк, определяемого по формуле
, (25)
где Нр - расчетная глубина размещения выработки, м, определяемая по формуле (1);
Rc - расчетное сопротивление пород сжатию, кПа (тс/м2), определяемое по формуле (2);
?? - удельный вес породы, кН/м3 (тс/м3).
Таблица 10
|
Направление проходки выработки |
Коэффициенты k и k?? при углах залегания пород или основных плоскостей трещиноватости, град |
|||||||||||
|
|
до 20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
св. 70 |
||||||
|
|
k |
k?? |
k |
k?? |
k |
k?? |
k |
k?? |
k |
k?? |
k |
k?? |
|
По простиранию |
1,00 |
0,35 |
0,95 |
0,55 |
0,80 |
0,80 |
0,65 |
1,20 |
0,60 |
1,70 |
0,60 |
2,25 |
|
Вкрест простирания |
0,70 |
0,55 |
0,60 |
0,80 |
0,45 |
0,95 |
0,25 |
0,95 |
0,20 |
0,80 |
0,15 |
0,55 |
|
Под углом к простиранию |
0.85 |
0,45 |
0,80 |
0,65 |
0,65 |
0,90 |
0,45 |
1,05 |
0,35 |
1,10 |
0,35 |
0,95 |
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
U = kkqkskвktUт, (26)
где Uт - смещение пород, мм, принятое за типовое, определяемое по графикам рис. 1 в зависимости от расчетного сопротивления пород сжатию Rс и расчетной глубины расположения выработки Нр;
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;
ks - коэффициент влияния размера выработки, определяемый по формуле
ks = 0,2 (b - 1), (27)
где b - ширина выработки в проходке (вчерне), м;
kв - 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
, (28)
где L - расстояние между выработками, м;
b1 + b2 - суммарная ширина взаимовлияющих выработок в проходке (вчерне), м;
kL - коэффициент, определяемый согласно табл. 11;
kt - коэффициент влияния времени возведения крепи. Для выработок, срок службы t которых более 15 лет, kt равен 1, при t менее 15 лет kt определяется по графикам рис. 2.
Рис. 1. Графики для определения типового смещении пород Uт
Рис. 2. Графики для определения коэффициента kt при t от 1 года до 15 лет
Таблица 11
|
Расчетная глубина расположения выработки 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.
4.15. В выработках, пройденных по простиранию и при углах падения пород ?? от 20 до 50° кроме смещений в вертикальном и горизонтальном направлениях необходимо определять смещения по нормали к напластованию по формуле
, (29)
где UК - смещения со стороны кровли выработки, мм.
4.16. Величину смещения U для соляных и подобных им пород следует определять по формуле
U = 500b (1 + 0,07t) kв, (30)
где q - 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;
kв - 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 набрызгбетонным покрытием и тампонажем закрепного пространства;
Рис. 3. График для определения ??
в породах III и IV категорий устойчивости - сборную тюбинговую и блочную, а при соответствующем обосновании металлобетонную, металлическую податливую и анкер-металлическую крепи; при этом в породах почвы I и II категории устойчивости в крепи указанных типов обратный свод не предусматривается.
