Выбор параметров рамно-анкерной крепи на основе исследования закономерностей изменения внутренних усилий

Черев, Дмитрий Алексеевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Выбор параметров рамно-анкерной крепи на основе исследования закономерностей изменения внутренних усилий
ВАК РФ 25.00.22, Геотехнология(подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации по теме "Выбор параметров рамно-анкерной крепи на основе исследования закономерностей изменения внутренних усилий"

На правахрукописи

ЧЕРЕВ Дмитрий Алексеевич

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ РАМНО-АНКЕРНОЙ КРЕПИ НА ОСНОВЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ИЗМЕНЕНИЯ ВНУТРЕННИХ УСИЛИЙ

Специальность 25.00.22 - «Геотехнология (открытая, подземная и строительная)»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург 2004

Работа выполнена в Уральском государственном горном университете.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Корнилков Михаил Викторович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Зотеев Олег Вадимович кандидат технических наук, старший научный сотрудник Светлаков Константин Николаевич

Ведущая организация - Уральский филиал межотраслевого научного центра ФГУП «Государственный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела» (ВНИМИ).

Защита состоится " 27 " декабря 2004 года в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 212.280.02 при Уральском государственном горном университете по адресу: 620144, г.Екатеринбург, ул.Куйбышева, 30.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Уральского государственного горного университета.

Автореферат диссертации разослан " 26 " ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Багазеев В.К.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКАДИССЕРТАЦИИ

Актуальность работы. Повышение эффективности крепления и поддержания горных выработок, пройденных в слабых вмещающих породах, является одной из важнейших задач при строительстве шахт и подземной разработке месторождений полезных ископаемых.

Одним из возможных способов повышения несущей способности металлической крепи является применение рамно-анкерных крепей с механической связью между рамой и анкерами. Существующие конструкции крепей и методики их конструирования не в полной мере учитывают потенциальные возможности, заложенные в рамно-анкерных крепях. Отсутствует обоснование рациональных мест расположения анкеров, величины несущей способности анкерных узлов с учетом взаимодействия рамы крепи и анкеров. Все это говорит о том, что задача выбора рациональных параметров рамно-анкерной крепи с учетом закономерностей изменения внутренних усилий является актуальной.

Целью работы является обоснование параметров рамно-анкерной крепи, обеспечивающих ее максимальную несущую способность.

Идея работы заключается в использовании установленных закономерностей перераспределения внутренних усилий в рамных крепях, усиленных анкерами, для выбора рациональных параметров рамно-анкерных крепей.

Объектом исследования являются рамно-анкерные крепи горизонтальных и наклонных выработок.

Предметом исследования является расчет параметров рамно-анкерных крепей.

Задачи исследования.

1. Обоснование математической модели расчета рамно-анкерных крепей арочных конфигураций.

2. Установление основных закономерностей изменения напряженно-деформированного состояния рамы крепи в зависимости от вида прилагаемой нагрузки, количества анкерных связей, мест их расположения и величины реакции в соединительном узле.

3. Разработка методики расчета параметров рамно-анкерной крепи, обеспечивающих ее максимальную несущую способность в заданных горногеологических условиях.

Методы исследования. В работе использован комплексный метод, состоящий из обобщения литературных источников и их анализа, математического моделирования, аналитического исследования напряженно-деформированного состояния рамной крепи, усиленной анкерами, выполненного с применением методов строительной механики.

Научные положения, представляемые к защите.

1. При расчете рамно-анкерных крепей арочной конфигурации для обеспечения максимального повышения несущей способности рамы крепи рекомендуется последовательный порядок приложения анкерных связей в точках возиикающих экстремумов моментов, изгибающих ктн^гп. внутрь имра^щуст, гарантирующий оптимальную схему расположения св« ¡ейОС НАЦИОНАЛЬНАЯ I

ЬНВЛНОТЕКА. } 3 СПтр

< О» км'

ЮТсКА 1

2. Для рамно-анкерных крепей установлен предел количества анкерных связей, зависящий от геометрических размеров крепи и вида внешней нагрузки, при превышении которого не происходит значимого повышения несущей способности крепи.

3. Оптимальная величина несущей способности анкерной связи рамно-анкерной крепи, обеспечивающая максимальную несущую способность крепи, в породах III категории устойчивости по СНиП меньше максимально возможной расчетной реакции, определяемой для анкерного узла как для жесткой связи.

Научная новизна работы заключается в следующем.

1. Доказано, что при заданном количестве анкеров существует единственная оптимальная схема их расположения, которая обеспечивает максимальную несущую способность комбинированной крепи.

2. Обосновано предельное количество анкерных связей, превышение которого не дает значимого повышения несущей способности рамно-анкерной крепи.

3. Определена оптимальная величина несущей способности анкерного узла, зависящая от геометрических размеров крепи, вида внешней нагрузки и количества связей.

4. Разработана методика расчета рамно-анкерных крепей арочных конфигураций, учитывающая вид внешней нагрузки, количество анкерных соединительных узлов, места их расположения и несущую способность.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается применением фундаментальных законов строительной механики, сходимостью аналитических результатов с результатами ранее проведенных опытно-промышленных исследований кафедры шахтного строительства Уральского государственного горного университета (УГГУ).

Научное значение работы заключается в установлении закономерностей изменения величины внутренних усилий, возникающих в рамно-анкерных крепях в зависимости от количества, места расположения и несущей способности анкерных узлов.

Практическое значение работы заключается в разработке методики расчета параметров рамно-анкерных крепей.

Личный вклад автора заключается в установлении закономерностей перераспределения изгибающих моментов при усилении рамной крепи анкерами, разработке методики расчета рамно-анкерных крепей, установлении рационального количества анкерных связей, необходимых для усиления крепи, разработке программного обеспечения для расчета рамно-анкерных крепей.

Реализация работы. Разработанная программа расчета ИАККБР и методика определения рациональных параметров рамно-анкерной крепи внедрены в ОАО «Уралгипроруда» для проектирования крепей горизонтальных выработок, проходимых в слабых неустойчивых породах, а также используется на кафедре шахтного строительства УГГУ при выполнении студентами курсовых и дипломных проектов.

Апробация работы. Основные положения диссертации и ее отдельные результаты докладывались и обсуждались на Международной конференции «Проблемы геотехнологии и недроведения» (Мельниковские чтения) (Екатеринбург, 1998 г.); IV Республиканской научно-технической конференции «Компьютерные технологии в горном деле» (Екатеринбург, 1999 г.); Международной конференции «Геомеханика в горном деле - 2000» (Екатеринбург, 2000 г.); V Республиканской научно-технической конференции «Информационные технологии в горном деле» (Екатеринбург, 2000 г.); Региональной конференции «Проблемы и перспективы подземного строительства на Урале в XXI веке» (Екатеринбург, 2001 г.); Международной научной конференции «Проблемы геомеханики и механики подземных сооружений» (Тула, 2003 г.); Молодежной научно-практической конференции в рамках Уральской горнопромышленной декады (Екатеринбург, 2003 г.).

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 9 печатных работах.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы. Она содержит 161 страницу машинописного текста, 61 рисунок и 26 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Современное состояние вопроса и постановка задачи исследования

Актуальность задачи выбора таких параметров рамно-анкерной крепи, как количество анкерных связей, места их установки и рациональная величина несущей способности анкерного узла при конструировании крепи, требует разработки методики расчета рамно-анкерной крепи.

Вопросы конструирования рамно-анкерных крепей нашли свое отражение в работах Ерофеева Л.М., Каретникова В.Н., Касьяна Н.Н., Клюева А.П., Кор-нилкова М.В., Котова В.Ю., Краева Ю.К., Леонова А. А., Мирошниковой Л.А., Николаенко Н.Н., Полякова Б.А., Савенко Ю.Ф., Сапицкого К.Ф., Сивохина В.И., Симановича A.M., Солодянкина А.В, Ткачева В.А., Устиновой ЕА., Франкевича О.Г., Широкова А.П. и др.

Существует две группы методик расчета рамно-анкерных крепей. К первой группе относятся методики, рассматривающие несущую способность крепи как арифметическую сумму несущей способности рамной и анкерной крепи. Ко второй группе относятся методики, в которых несущая способность крепи рассматривается в зависимости от схемы взаимодействия рамной крепи с анкерами.

Наиболее известными расчетными схемами рамно-анкерных крепей, относящихся ко второй группе, являются схемы КузНИИшахтостроя, Карагандинского политехнического института (КарПИ), Государственной горной академии Украины (ГТАУ), Тульского государственного университета (ТГУ) и Уральской государственной горно-геологической академии (У ГГГА).

В разработанных ранее схемах расчета рамно-анкерной крепи не в полной мере были учтены закономерности изменения напряженно-деформированного состояния рамы крепи в зависимости от вида прилагаемой нагрузки. Не было

дано обоснование количества, мест установки анкерных связей и величины реакции в соединительных узлах. Не была разработана методика расчета рамно-анкерной крепи, учитывающая закономерности изменения внутренних усилий в раме крепи.

2. Разработка математической модели рамно-анкерной крепи

Расчет рамно-анкерной крепи традиционно производится методом сил. В общем случае рамно-анкерная крепь представляет собой п раз статически неопределимую систему, где усиливающие анкеры выполняют роль дополнительных опорных связей. Степень статической неопределимости данной системы определяется следующим выражением:

п = Uk+l+m, (1)

где к - количество анкерных связей, установленных на прямолинейном участке АВ (левая стойка); / - количество анкерных связей, установленных на криволинейном участке BCD (свод арочной крепи); т - количество анкерных связей, установленных на прямолинейном участке DE (правая стойка).

Расчет рамно-анкерной крепи предлагается производить в два этапа (рис.1).

-------Эпюра изгибающих моментов в арочной крепи

Рис. 1. Расчетная схема рамно-анкерной крепи

На первом этапе в расчетной схеме производится замена анкерных узлов жесткими связями.

На втором этапе производится выявление связей, величина реакций в которых превышает несущую способность анкерного узла, и их замена на сосредоточенные силы, характеризующие несущую способность анкерного узла. При этом исключаются из расчета связи, реакции в которых меняют свой знак на противоположный. Согласно исследованиям, проведенным проф. М.В. Корнил-ковым, для анкеров длиной 2 - 2,5 м, закрепленных в породах III категории ус-

тойчивости по СНиП, реакции в соединительных узлах рамно-анкерной крепи составляют 15-32 кН.

В расчетной схеме, предлагаемой автором, основное условие к задаваемому соотношению боковых нагрузок выражается уравнением:

(2)

Внешнюю нагрузку предлагается представлять тремя компонентами: вертикальной нагрузкой боковой нагрузкой и дополнительной которая учитывает асимметрию нагрузки на крепь при пологом и наклонном залегании пород. Величина дополнительной нагрузки определяется по формуле:

Яд=Яв-1д. (3)

где /д - коэффициент, характеризующий величину дополнительной нагрузки, который определяется аналитическим путем (табл. 1).

Таблица 1

Сечение выработки вчерне, мг Угол залегания пород, град.

5 10 15 20 25 30

9,6 0,07 0,07 0,09 0,09 0,09 0,10

14,9 0,10 0,12 0,17 0,17 0,17 0,18

23,6 0,09 0,09 0,10 0,10 0,11 0,12

Для определения величины коэффициента был произведен расчет крепи на симметричную двухкомпонентную нагрузку (вертикальную по методике ВНИМИ. Расчет крепи на асимметричную нагрузку производился на трехкомпонентную нагрузку, состоящую из вертикальной боковой и неизвестной дополнительной <7д, приложенной под углом к вертикальной оси, равным углу падения пород. При определении величин д'в^Я'ъ из расчета исключался коэффициент, характеризующий влияние угла залегания пород. Величина определялась исходя из условия:

|Мтах,т1п(</8. <7б)| = |Мтах,пчп(<? В. Ц'в, Яд)\. (4)

где - максимальный изгибающий момент при расчете крепи

на симметричную нагрузку;

|Л^ГПах.ш1п(0'а Яб, 9д)| - максимальный изгибающий момент при расчете крепи на асимметричную трехкомпонентную нагрузку.

Значение коэффициента ¡д определялось по формуле (3):

Вертикальная и горизонтальная составляющие дополнительной нагрузки определяются по формулам:

<7ад =<7д*созаг; (5)

Ябд =Чд*япа. (6)

где - угол падения вмещающих пород, град.

На втором этапе расчета производится проверка усилий, возникающих в анкерных соединительных узлах: выявляются связи, величина реакции в кото-

рых превышает несущую способность анкерного узла, и они заменяются на сосредоточенные силы, характеризующие несущую способность анкерного узла, при этом исключаются из расчета связи, реакции в которых меняют свой знак на противоположный.

Расчет завершается определением величин нормальных напряжений, действующих в элементах крепи.

Для снижения трудоемкости расчетов рамных и рамно-анкерных крепей составлена программа RAKREP для персональных компьютеров в среде программирования Borland Delphi 5.

3. Исследование закономерностей изменения несущей способности рамно-анкерной крепи

При проектировании рамно-анкерной крепи главными задачами являются: выбор количества анкерных узлов, мест их эффективной установки и величина усилия в соединительном узле. Для обоснованного выбора параметров рамно-анкерной крепи был проведен анализ возможных вариантов усиления рамной крепи анкерными связями с использованием разработанной программы RAK-REP.

Анализ конкретных параметров рамно-анкерной крепи (количество анкерных связей, места их установки, усилия в соединительных узлах) проводился в следующей последовательности:

• предварительный расчет арочной крепи без применения усиливающих элементов;

• исследование характеристики изменения изгибающих моментов по периметру крепежной рамы и выявление экстремумов моментов, изгибающих крепь внутрь выработки;

• определение возможных вариантов усиления крепи путем последовательного приложения жестких связей в зонах вновь образованных экстремумов моментов;

• расчет рамно-анкерной крепи с жесткими анкерными связями и их заменой на сосредоточенные силы, характеризующие несущую способность анкерного узла;

• рассмотрение вариантов усиления крепи и выбор наиболее рациональной схемы установки дополнительных связей.

Определение оптимальных мест установки анкерных соединительных узлов в общем случае сводится к решению следующей задачи: по заданной величине внешней нагрузки на крепь, геометрическим параметрам крепи, величине несущей способности анкерного узла и их количества определить места установки, при которых величина внутренних усилий в раме крепи минимальна. Для заданных параметров выработки решение задачи в упрощенном виде можно выразить следующим выражением:

I Afmax,min (п <РЪ <Рз, фп)\=> ТИП, (7)

где - максимальный (минимальный) изгибающий момент в раме крепи

при установке п анкерных соединительных узлов с координатами <р,.

Максимальное снижение изгибающих моментов в раме крепи может быть достигнуто при установке анкеров в зонах максимальных моментов, изгибающих крепь внутрь выработки.

Определение схемы установки анкерных связей, обеспечивающей максимальное снижение изгибающих моментов в раме крепи, предлагается проводить в последовательности, приведенной на рис. 2. Расчет можно считать законченным, если изменение максимального изгибающего момента не будет превышать величину определяемую начальными условиями. После сравнения вариантов с различным количеством анкерных связей производится выбор

Для выбора рациональной схемы установки анкерных связей были рассмотрены варианты с установкой от одной до пяти анкерных связей несущей способностью Од = 30 кН для условий симметричного и асимметричного вариантов нагружения для типоразмера крепи МЫ-13,2, применяемого в Челябинском угольном бассейне (табл. 2).

Рассмотрим варианты с установкой двух анкерных связей для условий симметричной нагрузки и трех анкерных связей для условий асимметричной нагрузки для типоразмера МН-13,2 при следующих параметрах: вертикальная нагрузка д=100 кН/м, боковая нагрузка для асимметричного варианта: дополнительная нагрузка Чд=20 кН/м, угол приложения дополнительной нагрузки а=20°.

При установке двух анкерных соединительных узлов для условий симметричной нагрузки задача выбора мест установки анкерных связей несколько усложняется. Решение данной задачи, применительно к данному варианту, может быть произведено установкой двух анкерных связей симметрично относительно оси выработки в зонах, изгибающих крепь внутрь выработки (рис. 3).

Для решения данной задачи необходимо путем последовательных попыток определить места установки анкерных связей, обеспечивающих максимальное повышение несущей способности крепи. После рассмотрения различных вариантов был выбран вариант с установкой двух анкерных связей симметрично относительно замка свода выработки в точках с координатами 78° И 102" (см.рис.З, а).

Величина реакции в анкерных связях Х2 — Х3- 33,4 кН, что на 10% превышает заданную величину несущей способности анкерного узла. Произведем замену реакции анкерных связей на величину несущей способности анкерного узла: 0,4 = 30 кН (см. рис. 3, б).

рационального варианта установки. | Расчет крепи —

[Анализ эгооры изгибающих моментов|

Установка п-й анкерной связи в точке экстремума максимального изгибающего момента, изгибающего крепь внутрь выработки

Анализ схем усиления крепи анкерами. Выбор рационального варианта усиления крепи анкерами

Рис. 2. Последовательность выбора мест установки анкерных связей

Таблица 2

Количество анкерных связей Места установки анкерных связей Величина реакции в жесткой анкерной связи, кН | Л/тах пип!» при жестких анкерных связях, кН м 1 А^шах.тт!» при (5д = 30кН, кНм

Симметричная нагрузка

1 В своде, й = 90° 59,4 9,9 16,3

2 В своде, = 92° №=107° 33,4 33,4 9,3 9,4

3 В своде, <р1 = 65° й = 90° «,=105° 14,1 45,3 14,1 10,4 10,6

4 На левой стойке на высоте 0,44 м от уровня почвы выработки В своде, щ = 92° Я?=107° На правой стойке на высоте 0,44 м от уровня почвы выработки 27,9 46,3 46,3 27,9 6,7 10,6

5 На левой стойке на высоте 0,6 м от уровня почвы выработки В своде, <р/ = 65° й = 90° рз =105° На правой стойке на высоте 0,6 м от уровня почвы выработки 16,8 18,4 44,9 18,4 16,8 5,6 7,7

Асимметричная нагрузка

1 В своде, ?>/ = 107° 101,6 19,0 50,9

2 П-9 9° №=107° 31,6 78,0 17,5 38,3

3 <¡>/ = 92° »а- 99° №=107° 65,1 -78,6* 129,5 20,2 28,9

4 В своде, р, = 92° 9г = 99° <рз = 107° <»,= 126° 73,4 -IV 38,6 33,6 9,5 14,4

5 В своде, (р, = 92° ^ = 99° <¡>,= 107° <р4 —126° На правой стойке на высоте 0.4 м от уровня почвы выработки 91,4 -45,3' 61,6 18,9 22,3 11,2 13,9

• Направление действия силы изменяется на противоположное.

На эпюре можно выделить семь экстремумов изгибающих моментов: два экстремума М/ = =М^= - 9,3 кНм расположены симметрично на стойках крепи; пять экстремумов: М2 = Мб= 9,2 кН-м и Мз=Мз= - 3,7 кНм - расположены в своде крепи и = -4,4 кН-м - в замке свода крепи.

В приведенном варианте по сравнению с вариантом усиления крепи одной анкерной связью несущая способность крепи увеличивается на 42%, несущая способность крепи по сравнению с вариантом без усиления анкерами возрастает в 2,6 раза.

Рассмотрим вариант с установкой трех анкерных связей для условий асимметричной нагрузки (рис. 4).

После анализа эпюры изгибающих моментов при усилении крепи двумя анкерными узлами в качестве места установки следующего узла была выбрана точка, расположенная в своде крепи с координатами с максимальным

экстремумом, изгибающим крепь внутрь горной выработки

На первом этапе расчета рассмотрим действие узлов в качестве жестких связей (см. рис. 4, а). Обратим внимание на связь Дл=78,6 кН. Направление действия силы для рассматриваемой связи изменилось на противоположное. Величина усилия в рассматриваемом анкерном узле будет равна нулю. Следовательно, приведенный вариант усиления с жесткими анкерными связями может рассматриваться как вариант усиления двумя анкерными связями, расположенными в точках с координатами = 107°, <рз =92° и одной неработающей связью- <¡>2 = 99°.

Перейдем ко второму этапу расчета: произведем последовательную замену реакции анкерных связей сосредоточенной силой Од=30 кН (см. рис. 4, б). Заметим, что на втором этапе расчета направление действия всех связей с заданной несущей способностью соответствует направлению действия анкерного узла, и, следовательно, при данной схеме усиления крепи связи установлены эффективно.

В приведенном варианте выделим пять экстремумов изгибающих моментов: один (М2 = 28,9 кН-м) - изгибает крепь на массив горных пород; четыре (А// = - 3,8 кН м, М3 = - 1,0 кН-м, М4 = - 21,1 кН м, М3 = -14,1 кН-м) -внутрь

Х|=65,1 кН

горной выработки. Несущая способность крепи повышается в 2,2 раза по сравнению с вариантом крепи без усиления анкерными соединительными узлами.

Для определения оптимального места установки анкерных связей произведен расчет рамно-анкерной крепи с различными координатами установки анкерных связей для условий симметричной и асимметричной нагрузкок при следующих параметрах: вертикальная нагрузка (7=100 кН/м, боковая нагрузка кН/м, для асимметричного варианта: дополнительная нагрузка кН/м, угол приложения дополнительной нагрузки а=20°, несущая способность анкерного узла кН (табл. 3).

Рис. 4. Эпюра изгибающих моментов в рамно-анкерной крепи при установке трех анкерных связей для условий асимметричной схемы нагружения:

а) с жесткими анкерными связями;

б) с анкерными связями несущей способностью 0д=30 кН

__Таблица 3

Количество Величина макси-

анкерных Координаты установки анкерных связей мального изгибаю-

связей щего момента, кНм

Симметричная нагрузка

1 В своде: р, = 90° 22,9

2 В своде: № = 83°, № = 97° 16,0

3 В своде: <р/ = 79°, <Р1 = 90°, <р3 = ЮГ 8,4

4 В своде: <р, = 68°, <р2 = 83°, <р3 = 97°, 8,2

«112е

5 В своде: да = 59°, <р, = 79°, ¡р3 = 90°, <р4 =101°, 7,9

121°

Асимметричная нагрузка

1 В своде: да = 99° 34,4

2 В своде: да = 98°, да = 110° 23,9

3 В своде: да = 81°,% = 99°, <рз = 110° 19,7

4 В своде: да = 81°,^ = 99°, да = 110", = 122° 18,6

5 В своде: да = 68°,де = 8Г,р, = 99°, <р4 =110°, 16,9

№=122°

Рис. 5. Влияние места установки анкерной связи на величину макси-

Имскмлышй моммт при утт устметм п*р»ем аямрной сим 1М*

Рис. 6. Влияние мест установки двух анкерных связей на величину максимального изгибаю-мального изгибающего момента при щего момента при асимметричной нагрузке для симметричной нагрузке для крепи ти- крепи типоразмера МН-14,9 поразмера МН-14,9

В качестве примера приведем варианты выбора места установки анкерных связей для крепи типоразмера МН-14,9: с установкой одной анкерной связи при симметричной нагрузке (рис. 5) и двух анкерных связей - при асимметричной нагрузке (рис. 6).

На графиках изменения величины максимального изгибающего момента в раме крепи в зависимости от координат установки анкерных связей можно выделить минимум, характеризующий оптимальную схему установки анкерных связей. Следовательно, при расчете рамно-анкерных крепей арочной конфигурации для обеспечения максимального повышения несущей способности рамы крепи рекомендованный последовательный порядок приложения анкерных связей в точках возникающих экстремумов моментов, изгибающих крепь внутрь выработки, гарантирует выбор оптимальной схемырасположения связей.

Для определения рационального количества анкерных связей были рассмотрены варианты усиления крепи на примере типовых сечений горизонтальных выработок угольных шахт Челябинского бассейна площадью в свету от 9,6 до 23,6 м2 (МН-9,6, МН-14,9, МНВУ-23,6) для разных вариантов: симметричной и асимметричной схемы нагружения при углах приложения дополнительной нагрузки а = 5°, 10°, 15°, 20°, 25°и 30°.

Определение количества анкерных связей производилось в следующей последовательности: по конфигурации эпюры изгибающих моментов определяются зоны, в которых целесообразна установка анкерных связей; далее производится расчет рамно-анкерной крепи с одним соединительным узлом, устанавливаемым в точке действия максимального момента, изгибающего крепь

внутрь выработки; затем анализируется полученная эпюра изгибающих моментов, находится следующий экстремум, в зоне которого устанавливается следующий анкерный узел. Такая операция повторяется до тех пор, пока изменения максимального изгибающего момента, характеризующего несущую способность крепи, не будут превышать |ЛЖ/Л1)<0,05. В описанной последовательности определялись координаты установки анкеров и их необходимое количество.

Результаты приведены в виде графиков, представляющих зависимость величины максимального изгибающего момента, возникающего в раме крепи, от количества анкерных связей (рис. 7).

Рис. 7. Влияние количества анкерных связей на величину максимального изгибающего момента для типоразмеров МН-9,6, МН-14,9, МНВУ-23,6

По результатам проведенного анализа вариантов усиления рамной крепи установлен предел количества анкерных связей, зависящий от геометрических размеров крепи и вида внешней нагрузки, при превышении которого не происходит значимого повышения несущей способности крепи.

На рис. 8 приведен график, позволяющий оперативно определять рациональное количество анкерных связей в зависимости от площади поперечного сечения выработки и угла приложения внешней нагрузки.

Задача выбора оптимальной величины усилия в анкерном узле, используемого в качестве управляющего силового воздействия на раму крепи, сводится к выбору такой величины усилия, при которой значение изгибающего момента в

раме крепи минимально. Следует заметить, что максимальные величины реакций в соединительных узлах не всегда являются рациональными.

Для определения оптимальной величины несущей способности анкерного узла были рассмотрены варианты усиления крепи анкерными связями с различной несущей способностью. На графиках изменения максимального изгибающего момента в зависимости от величины несущей способности анкерного узла для одной (рис. 9), двух (рис. 10) и трех анкерных связей (рис. 11) можно выделить минимумы, характеризующие оптимальные величины несущей способности анкерного узла. Следовательно, для каждого варианта усиления крепи существует оптимальная величина несущей способности анкерной связи рамно-анкерной крепи, обеспечивающая максимальную несущую способность крепи. Установлено, что в породахШкатегории устойчивости по СНиПоптимальная величина несущей способности анкерной связименьшемаксимально возможнойрасчетнойреакции, определяемой для ан-керногоузла как для жесткой связи.

4. Методика расчета рамно-анкерной крепи

Разработана методика расчета рамно-анкерной крепи, предназначенная для определения параметров и расчета крепи для условий симметричного и асимметричного вариантов нагружения при углах залегания пород от 0 до 30°.

Расчет параметров рамно-анкерной крепи производится в следующей последовательности :

• по заданным размерам поперечного сечения выработки в соответствии с требованиями СНиП И-94-80 рассчитываются ожидаемые смещения пород в кровле и боках выработки;

• по расчетным смещениям пород определяется необходимая податливость рамы крепи и анкерных соединительных узлов;

• определяется нормативная и расчетная нагрузка на крепь (симметричный или асимметричный вариант);

• определяется рациональное количество анкерных связей;

• с использованием программы ИАКИЕР определяется рациональная схема установки анкерных связей;

Угол приложения внешней нагрузки а, град

Рис. 8. График для определения рационального количества анкерных связей

а 5 10 15 20 25 30 35 40 « 50 Я 60 65

Несущая способность анкерного узла О, кН

Рис. 9. Изменение максимального изгибающего момента при установке одной анкерной связи при симметричной нагрузке для типоразмера МН-13,2 м

О 5 10 18 20 25 30 35 40 45 Несущая способность анкерных узлов О, кН Максимальный момент при углах установки анкерных связей ф,« 70", фа» 110* -«-Максимальный момент при углах установки

анкерных связей ф,= 75*. 105* -о- Максимальный момент при углах установки

анкерных связей фг 78*, ф2* 102' -о- Максимальный момент при углах установки анкерных связей ф!» 65*. ф*- 95*

Рис. 10. Изменение максимального изгибающего момента при установке двух анкерных связей при симметричной нагрузке для типоразмера МН-13,2

• определяется рациональная величина несущей способности анкерного узла для принятой схемы установки анкерных связей;

• определяются конструктивные параметры анкерного узла: конструкция и длина анкеров, конструкция анкерного соединительного узла;

• определяется конструктивная несущая способность анкерного узла;

• производится расчет крепи с определенными параметрами анкерных связей;

• по величине максимального изгибающего момента производится выбор типа СВП и определение шага

Рис. 11. Изменение максимальною из- установки рам крепи, гибающего момента при установке одной ан- Применение рамно-анкерной керной связи при симметричной нагрузке для и ПОЗВОЛяет уменьшить расход типоразмера МН-13,2

металла за счет увеличения шага крепи или использования профилей меньшего веса и, как следствие, снизить стоимость крепления выработок. Для выработок с площадью поперечного сечения

< \

]

N А N

о з i i « 11 « я м я н 11

Несущая способность анкерных узлов Q, кН

-*- Максимальный момент при углах установки анкерных связей ф,» 60*, ф2* 90a, 120' -х- Максимальный момент при углах установки анкерных связей f,' 65*, фг= W", фэ= IIS" Максимальный момент при углах установки анкерных связей ф,= 70", фг 90", фэ= 110* -0- Максимальный момент при углах установки анкерных связей ф^ 75*. фа* 90*, фз» 105* -*- Максимальный момент при углах установки анкерных связей ф1* во*, фз* 90*. фэ= 100* _

14,9 м2, расположенных на глубине 600 м, для условий Челябинского бассейна сметная стоимость крепления снижается для условий симметричной нагрузки на крепь на 6%; для условий асимметричной нагрузки - на 30%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченной научно-квалификационной работой, в которой содержится решение задачи выбора рациональных параметров

рампо-анкерной крепи, имеющее существенное значение при креплении и поддержании горных выработок при строительстве шахт и разработке месторождений полезных ископаемых.

Основные научные и практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Обосновано, что расчет рамно-анкерных крепей необходимо производить с учетом асимметричности нагрузки на крепь, которая может быть представлена тремя компонентами: вертикальная нагрузка боковая нагрузка и дополнительная Угол приложения дополнительной нагрузки относительно вертикальной оси при пологом и наклонном падении пород предлагается принимать равным углу падения.

2. Определены значения коэффициента, характеризующего величину дополнительной нагрузки для типовых сечений горных выработок при углах залегания пород от 0 до 30°.

3. Установлено, что при действии симметричной нагрузки в рамно-анкерной крепи, усиленной одной анкерной связью с несущей способностью

несущая способность крепи может быть увеличена по сравнению с арочной крепью в 1,5 раза. Несущая способность рамно-анкерной крепи с двумя - тремя анкерными связями при рассматриваемых сечениях крепи в 2,6 - 2,7 раза выше, чем у арочной крепи.

При действии асимметричной нагрузки в рамно-анкерных крепях с одной анкерной связью несущая способность может быть повышена в 1,4 раза при несущей способности анкерной связи При усилении крепи двумя анкерными связями несущая способность может быть повышена в 1,7 раза, а в крепи с тремя анкерными связями - в 23 раза.

4. Доказано, что для выбора оптимальной схемы расположения связей при расчете рамно-анкерных крепей арочной конфигурации рекомендуется последовательный порядок приложения анкерных связей в точках возникающих экстремумов моментов, изгибающих крепь внутрь выработки.

5. Доказано, что для рамно-анкерных крепей арочной конфигурации существует предел количества анкерных связей, зависящий от геометрических размеров крепи и вида внешней нагрузки, при превышении которого не происходит значимого повышения несущей способности крепи.

6. На основании проведенных расчетов разработан график, позволяющий определять рациональное количество анкерных связей в зависимости от площади поперечного сечения выработки и угла приложения внешней нагрузки.

7. Доказано, что оптимальная величина несущей способности анкерного узла, при которой значение экстремального изгибающего момента в крепи минимально, в породах Ш категории устойчивости по СНиП меньше максимально возможной расчетной реакции, определяемой для анкерного узла как жесткой связи.

8. Разработана программа ЯЛКИЕР для расчета рамно-анкерной крепи и методика выбора параметров рамно-анкерной крепи для условий симметричной и асимметричной нагрузки на крепь.

9. Результаты работы внедрены в ОАО Институт «Уралгипроруда» для проектирования рамно-анкерных крепей при сооружении горных выработок в слабых, неустойчивых породах, а также на кафедре шахтного строительства Уральского государственного горного университета при выполнении студентами курсовых и дипломных проектов.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Корнилков М.В., Черев Д.А. Влияние параметров управляющих силовых воздействий на несущую способность рамных крепей горных выработок // Проблемы геотехнологии и недроведения (Мельниковские чтения): Доклады международной конференции. Т.З. - Екатеринбург: УрО РАН, 1998. - С.189-192.

2. Корнилков М.В., Черев Д.А. Исследование конфигурации эпюры изгибающих моментов в металлических арочных крепях // Изв. вузов. Горный журнал. - 1998. -№Ц.12. С. 77-80.

3. Черев Д.А., Корнилков М.В. Компьютерное обеспечение проектирования и расчета рамно-анкерных крепей // IV Республиканская научно-техническая конференция «Компьютерные технологии в горном деле». - Екатеринбург, 1999. - С. 51 -53.

4. Черев Д.А. Выбор рациональных параметров рамно-анкерной крепи с жесткими связями // Геомеханика в горном деле -2000: Тезисы докладов международной конференции. 29 мая - 2 июня 2000 г. - Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 2000. - С. 113-114.

5. Корнилков М.В., Черев Д.А. Принципы выбора параметров рамно-анкерной крепи // V Республиканская научно-техническая конференция «Информационные технологии в горном деле»: Труды конференции. - Екатеринбург, УПТА, 2000. - С. 23-24.

6. Черев Д.А. Исследование влияния параметров анкерных соединительных узлов на несущую способность рамно-анкерной крепи // Изв. вузов. Горный журнал. 2000. — № 6 . - С . 28-30.

7. Корнилков М.В., Черев Д.А. Методика определения рациональной величины несущей способности анкерного узла в рамно-анкерных крепях // Труды региональной конференции. 16 -18 мая 2001 г. -Екатеринбург: УПТА, 2001. - С. 153 -155.

8. Черев Д.А. Выбор рационального количества анкерных соединительных узлов при определении параметров рамно-анкерной крепи // Известия УПТА. Специальный выпуск. Материалы Уральской горнопромышленной декады. Екатеринбург, 2003.-С. 194-198.

9. Черев Д.А., Корнилков М.В. Выбор количества анкерных соединительных узлов при определении параметров рамно-анкерной крепи // Известия Тульского государственного университета. Серия «Геомеханика. Механика подземных сооружений». - Тула: ТГУ, 2003. - С. 323 - 326.

Подписано в печать 11.04.

Бумага писчая. Формат 60x84 1/16. Печать на ризографе. Печ.л. 1.0. Тираж 100 экз. Заказ ¿¿3

Издательство УГГУ 620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30 Уральский государственный горный университет, лаборатория множительной техники

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Черев, Дмитрий Алексеевич

Введение

1. Состояние вопроса и задачи исследования

1.1. Постановка задачи исследования

1.2. Анализ методов расчета металлических арочных крепей

1.2.1. Расчет арочных крепей методом сил

1.2.2. Расчет арочных крепей методом перемещений

1.2.3. Расчет арочных крепей методом начальных параметров

1.3. Методики определения нагрузок на крепь горных выработок

1.4. Анализ существующих конструкций и методов расчета рамно-анкерных крепей

1.4. Постановка задачи исследования

2. Разработка математической модели рамно-анкерной крепи

2.1. Общие положения расчета рамно-анкерной крепи

2.2. Расчетная схема рамно-анкерной крепи на первом этапе расчета

2.3. Расчетная схема рамно-анкерной крепи на втором этапе расчета

2.4. Блок-схема расчета рамно-анкерной крепи

2.5. Программа расчета рамно-анкерной крепи RAKREP для персональных ЭВМ

2.6. Выводы

3. Исследование закономерностей изменения несущей 65 способности рамно-анкерной крепи

3.1. Последовательность расчета рамно-анкерной крепи

3.1.1. Выбор места установки анкерных связей

3.1.2. Исследование вариантов усиления арочной крепи в 67 условиях симметричной нагрузки

3.1.3. Варианты усиления арочной крепи в условиях асим- 77 метричной нагрузки

3.2. Выбор рационального количества анкерных связей

3.3. Выбор величины несущей способности анкерного узла

3.4. Выводы

4. Разработка методики расчета рамно-анкерной крепи

4.1. Основные расчетные положения

4.2. Определение нагрузки на рамно-анкерную крепь

4.3. Выбор количества анкерных связей

4.4. Выбор мест установки анкерных связей и величины не- 117 сущей способности анкерного узла

4.5. Выбор конструкции рамно-анкерной крепи 118 4.5.1. Выбор плотности установки рам крепи и типа профиля СВП

4.5.2 Выбор конструкции анкера

4.5.3. Выбор конструкции анкерного соединительного узла

4.6. Технико-экономические показатели применения рамно- 126 анкерной крепи

4.6.1. Конструкции металлических крепей арочной формы

4.6.2. Конструкции рамно-анкерной крепи 128 4.6.2.1. Конструкции рамно-анкерной крепи для условий 128 симметричной нагрузки

4.6.2.2. Конструкции рамно-анкерной крепи для условий 129 асимметричной нагрузки

4.6.3. Сравнительный расчет сметной стоимости 1 п.м. рам- 132 ной и рамно-анкерной крепи

4.7. Выводы

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Выбор параметров рамно-анкерной крепи на основе исследования закономерностей изменения внутренних усилий"

-у Актуальность работы. Повышение эффективности крепления и поддержания горных выработок, пройденных в слабых вмещающих породах, является одной из важнейших задач при строительстве шахт и подземной разработке месторождений полезных ископаемых.

Объектом исследования являются рамно-анкерные крепи горизонтальных и наклонных выработок.

Предметом исследования является расчет параметров рам-но-анкерных крепей.

Задачи исследования.

1. Обоснование математической модели расчета рамно-анкерных крепей арочных конфигураций.

3. Разработка методики расчета параметров рамно-анкерной крепи, обеспечивающих ее максимальную несущую способность в заданных горно-геологических условиях.

Научные положения, представляемые к защите.

1. При расчете рамно-анкерных крепей арочной конфигурации для обеспечения максимального повышения несущей способности рамы крепи рекомендуется последовательный порядок приложения анкерных связей в точках возникающих экстремумов моментов, изгибающих крепь внутрь выработки, гарантирующий оптимальную схему расположения связей.

Научная новизна работы заключается в следующем.

Практическое значение работы заключается в разработке методики расчета параметров рамно-анкерных крепей.

Реализация работы. Разработанная программа расчета RAK-REP и методика определения рациональных параметров рамно-анкерной крепи внедрены в ОАО «Уралгипроруда» для проектирования крепей горизонтальных выработок, проходимых в слабых неустойчивых породах, а также используется на кафедре шахтного строительства УГГУ при выполнении студентами курсовых и дипломных проектов.

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 9 печатных работах.

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Черев, Дмитрий Алексеевич

9. Результаты работы внедрены в ОАО Институт «Уралгипро-руда» для проектирования рамно-анкерных крепей при сооружении горных выработок в слабых, неустойчивых породах, а также на кафедре шахтного строительства Уральского государственного горного университета при выполнении студентами курсовых и дипломных проектов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченной научно-квалификационной работой, в которой содержится решение задачи выбора рацио-нальных параметров рамно-анкерной крепи, имеющее существенное значение при креплении и поддержании горных выработок при строительстве шахт и разработке месторождений полезных ископаемых.

Основные научные и практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Обосновано, что расчет рамно-анкерных крепей необходимо производить с учетом асимметричности нагрузки на крепь, которая может быть представлена тремя компонентами: вертикальная нагрузка с/в. боковая нагрузка qB и дополнительная дд. Угол приложения дополнительной нагрузки относительно вертикальной оси при пологом и наклонном падении пород предлагается принимать равным углу падения.

2. Определены значения коэффициента, характеризующего величину дополнительной нагрузки для типовых сечений горных выработок при углах залегания пород от 0 до 30\

3. Установлено, что при действии симметричной нагрузки в рамно-анкерной крепи, усиленной одной анкерной связью с несущей способностью Qa = 30 кН, несущая способность крепи может быть увеличена по сравнению с арочной крепью в 1,5 раза. Несущая способность рамно-анкерной крепи с двумя - тремя анкерными связями при рассматриваемых сечениях крепи в 2,6 - 2,7 раза выше, чем у арочной крепи.

При действии асимметричной нагрузки в рамно-анкерных крепях с одной анкерной связью несущая способность может быть повышена в 1,4 раза при несущей способности анкерной связи QA = 30 кН. При усилении крепи двумя анкерными связями несущая способность может быть повышена в 1,7 раза, а в крепи с тремя анкерными связями - в 2,3 раза.

7. Доказано, что оптимальная величина несущей способности анкерного узла, при которой значение экстремального изгибающего момента в крепи минимально, в породах III категории устойчивости по СНиП меньше максимально возможной расчетной реакции, определяемой для анкерного узла как жесткой связи.

8. Разработана программа RAKREP для расчета рамно-анкерной крепи и методика выбора параметров рамно-анкерной крепи для условий симметричной и асимметричной нагрузки на крепь.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Черев, Дмитрий Алексеевич, Екатеринбург

1. А.с. 1716148 СССР, МКИ5 Е 21 D 11/14. Рамно-анкерная крепь / М.В.Корнилков, И.П.Зеленин, Ю.К.Краев и др. №4658131/03. -Заявлено 2.03.89; Опубл. 29.02.92; Бюл. №8.

2. Айтматов И.Т., Вдовин К.Д., Гришин В.К. Пути повышения эффективности использования металлических податливых крепей из спецпрофиля // Горное давление в капитальных и подготовительных выработках. Сб.научн.тр. Новосибирск, 1977. - С. 120-122.

3. Байкенжин М.А., Николаенко Н.Н. Методика определения условной сосредоточенной реакции податливого анкера на нагружение податливой поддерживающей рамы // Изв.вузов. Горный журнал. -1986. № 5. - С.26-28.

4. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механика подземных сооружений и конструкции крепей. М.: Недра, 1992. - 543 с.

5. Беркина С.Н. Расчет обделки тоннеля произвольного очертания. Строительная механика и расчет сооружений. 1960, № 5, с.14-21.

6. Боликов В.Е., Константинова С.А. Прогноз и обеспечение устойчивости капитальных горных выработок. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. - 374 с.

7. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений. М.: Недра, 1994.-382 с.

8. Булычев Н.С., Амусин Б.З., Оловянный А.Г. Расчет крепи капитальных горных выработок. М.: Недра, 1974. - 320с.

9. Булычев Н.С., Фотиева Н.Н., Стрельцов Е.В. Проектирование и расчет крепи капитальных выработок. М.: Недра, 1986. - 288с.

10. Бурчаков Ю.И., Гнедин В.Е., Денисов В.М. Строительная механика. М.: Высшая школа, 1983. - 255с.

11. Виноградов В.В. Геомеханика разрушения предельно напряженных пород приконтурной зоны горных выработок. Дисс. д-р техн. наук. Днепропетровск, 1989. 382с.

12. Виноградов В.В. Геомеханика управления состоянием массива вблизи горных выработок. Киев: Наукова думка. - 1989. - 192с.

13. Временные указания по расположению и способам охраны подготовительных выработок на крутых пластах. Л.: ВНИМИ, 1973. -49с.

14. Геркулес М.Н. .Каретников В.Н. Справочник по креплению капитальных и подготовительных горных выработок. М.;Недра,1982.-479 с.

15. Гетце Э.А. Опыт использования различных систем заполнения закрепного пространства в проходческих забоях. // Глюкауф. -1982. №1. с. 11-16.

16. Глушко В.Т., Цай Т.Н., Ваганов И.И. Охрана выработок глубоких шахт. М.: Недра, 1975. 200 с.

17. Горбачев Г.Ф., Штумпф Г.Г., Стрыгин Б.Н. Применение анкерной крепи в подготовительных выработках. Новосибирск: Наука, 1972. -296с.

18. Дарков А.В., Шапошников Н.Н. Строительная механика. М.: Высшая школа, 1986. -607с.

19. Джапаридзе Л.А. Расчет размеров предельного свода равновесия в хрупко разрушаемом анизотропном массиве горных пород// Шахтное строительство. 1989. - № 12. - С. 11 - 12.

20. Дик Я.Г., Кейрович Е.Н. Повышение устойчивости горных выработок // Уголь. 1984. - №4. - С.26-27.

21. Ерофеев Л.М., Мирошникова Л.А. Крепление капитальных горных выработок за рубежом. М.: ЦНИЭИУголь, 1983. - 36 с.

22. Ерофеев Л.М.Г Мирошникова Л.А. Повышение надежности крепи горных выработок. М.: Недра, 1988. - 245с.

23. Ерофеев Л.М., Мирошникова Л.А. Применение комбинированной анкер-металлической крепи: Обзор. М.: ЦНИЭИуголь, 1982. -32с.

24. Заславский Ю.З. , Мостков В.М. Крепление подземных сооружений. М.;Недра ,1979.-325 с.

25. Зеленский В.Б. Расчет на ЭВМ металлической крепи горных выработок с учетом упруго-пластических деформаций и геометрической нелинейности // Устойчивость и крепление горных выработок. Межвуз.сб. Вып.4. Л., 1977. - С.38-42.

26. Изаксон В.Ю. Определение нагрузок на крепь горных выработок по измеренным смещениям. Новосибирск: Наука, 1989. - 72с.

27. Измерение напряжений в элементах металлической крепи магнитоупругим методом / М.В.Корнилков, Ю.К.Краев, Т.Х.Бикташев и др. // Строительство шахт, рудников и подземных сооружений. Вып.7: Межвуз.науч.-темат. сборник. Свердловск, 1983. - С.44-47.

28. Инженерные конструкции / В.Н.Голосов, В.В.Ермолов, Н.В.Лебедева и др. М.: Высшая школа, 1991. -408 с.

29. Инструкция по выбору рамных податливых крепей горных выработок. Изд. 2-е, перераб. и доп. СПб., Науч.-исслед.ин-т горн, геомех. и маркшейд.дела, 1991. - 125 с.

30. Инструкция по применению и проектированию комбинированной анкер-металлической крепи конструкции Кузниишахтостроя (AMК). Кемерово, 1982. - 66с.

31. Исследование конфигурации эпюры изгибающих моментов в металлических арочных крепях./ Черев Д.А., Корнилков М.В.- Изв. вузов. Горный журнал.- №11-12.- 1998.- С.77-80 .

32. Калашников А.И., Солодянкин А.В. Исследование работы рамно-анкерной крепи в условиях несимметричной нагрузки // Изв. вузов. Горный журнал. 1997. - №1-2. - С. 17-21.

33. Каретников В.Н. К расчету арок крепи при косо направленной нагрузке // Некоторые вопросы совершенствования сооружения капитальных выработок. Сборник 2. М.: Недра, 1966. - С.45-51.

34. Каретников В.Н., Калмыков Л.П. Исследования несущей способности арочной крепи при отработке тонких угольных пластов с прочной кровлей II Подземная разработка тонких и средней мощности угольных пластов. Сб.научн.трудов ТулПИ. - Тула, 1978. - С.75-78.

35. Каретников В.Н., Клейменов В.Б., Бреднев В.А. Автоматизированный расчет и конструирование металлических крепей подготовительных выработок. М.: Недра, 1984. - 312 с.

36. Каретников В.Н., Котов В.Ю. Обобщенная математическая модель для расчета шахтных крепей в режиме заданных перемещений// Сб.: Подземная разработка тонких и средней мощности угольных пластов. Часть 2.-Тула: Изд. ТулГУ, 2001.-С. 34-40.

37. Касьян Н.Н., Клюев А.П., Сивохин В.И. Системная установка анкерно-рамной крепи в подготовительных выработках // Изв.вузов Горный журнал. -1991. №3. - С.50-54.

38. Компьютерное моделирование и оценка работоспособности шахтных крепей методом начальных параметров: Монография/ В.Н. Каретников, А.Б. Копылов, В.Ю. Котов Тула: ТулГУ, 2003.-296 с.

39. Корнилков М.В. Основные способы регулирования напряженно-деформированного состояния арочных крепей направленными силовыми воздействиями // Международная конференция "Геомеханика в горном деле 96". Тезисы докладов. - Екатеринбург, 1996. -С. 107-108.

40. Корнилков М.В. Расчет арочной крепи, усиленной одним анкером // Известия УГГГА. Серия: Горное дело. Вып.7. Екатеринбург, 1998.-С.89-94.

41. Корнилков М.В. Расчет рамно-анкерных крепей как систем с односторонними лишними связями // Изв.вузов. Горный журнал. 1994. №2. - С.28-31.

42. Корнилков М.В. Способы повышения несущей способности арочной крепи // Известия Уральского горного института. Сер.: Горное дело. 1993. - Вып.З. - С.44-47.

43. Корнилков М.В. Управление напряженно-деформированным состоянием арочных крепей // Изв.вузов. Горный журнал. 1996. - № 12.-С.52-56.

44. Корнилков М.В. Управление напряженно-деформированным состоянием рамных крепей. Дисс. . д-р техн. наук. Екатеринбург, 1999. 277 с.

45. Корнилков М.В., Краев Ю.К. Выбор расчетной схемы рамно-анкерной крепи / Технология подземной разработки месторождений. Межвуз.научный темат. сборник. Екатеринбург, 1991. - С.21-27.

46. Корнилков М.В., Краев Ю.К. Определение зон рациональной установки анкеров в рамно-анкерных крепях арочной конфигурации // IV всесоюзная конференция молодых ученых "Интенсификация горнорудного производства". Тезисы докладов. Свердловск, 1989. С.21-22.

47. Корнилков М.В., Краев Ю.К. Особенности применения рамно-анкерной крепи в породах различной категории устойчивости // Известия Уральского горного института. Сер.: Горное дело. 1993. -Вып.З. - С.44-47.

48. Корнилков М.В., Краев Ю.К. Оценка напряженно-деформированного состояния металлической арочной крепи // Строительство шахт, рудников и подземных сооружений: Межвуз. науч.-темат. сборник. Екатеринбург» 1992. - С.57-62.

49. Корнилков М.В., Краев Ю.К. Податливые соединительные узлы рамно-анкерной крепи // Изв.вузов. Горный журнал. 1996. - №2. -С.63-66.

50. Корнилков М.В., Черев Д.А. Влияние параметров управляющих силовых воздействий на несущую способность рамных крепей горных выработок // Проблемы геотехнологии и недроведения

51. Мельниковские чтения) / Доклады международной конференции. Т.З. Екатеринбург УрО РАН, 1998. - С. 189-192.

52. Корнилков М.В., Черев Д.А. Исследование конфигурации эпюры изгибающих моментов в металлических арочных крепях// Изв. вузов. Горный журнал, -1998. №11-12. С. 77-80.

53. Корнилков М.В., Черев Д.А. Методика определения рациональной величины несущей способности анкерного узла в рамно-анкерных крепях// Труды региональной конференции 16-18 мая 2001 г. Екатеринбург: УГГГА, 2001. С. 153 - 155.

54. Корнилков М.В., Черев Д.А. Принципы выбора параметров рамно-анкерной крепи// V Республиканская научно-техническая конференция «Информационные технологии в горном деле»: труды конференции, Екатеринбург, УГГГА, 2000. С. 23-24.

55. Котов В.Ю. Оценка работоспособности крепей горных выработок на основе мониторинга их деформированного состояния в процессе эксплуатации. Автореферат дисс. . канд. техн. наук. Тула., 2001.-19с.

56. Краев Ю.К. Теоретические предпосылки конструирования рамно-анкерных крепей// Изв.вузов Горный журнал.-1990.- №4. С.27-31.

57. Крепление выработок комбинированной анкер-металлической крепью / В.И.Черемнов, Е.В.Стрельцов, Л.М.Ерофеев и др. // Шахтное строительство. 1981. - №1. - С.24-25.

58. Крепление горных выработок угольных шахт. Учебно-научное издание в трех томах. Том 1. Под общ. ред. В.Н. Каретникова, В.А. Потапенко, В.Е. Савченкова. Москва-Тула, 1999. -464 с.

59. Леонов А. А. Обоснование способа и параметров обеспечения надежности подготовительных выработок рамно-анкерной крепью. Автореферат диссканд. техн. Наук. Днепропетровск, 2000.20 с.

60. Литвиновский Г.Г., Гайко Г.И., Кулдиркаев Г.И. Стальные рамные крепи горных выработок. К.: Техника, 1999. - 216 с.

61. Максимов А.П. Шашенко А.Н., Роенко А.Н. Влияние качества забутовки на несущую способность металлической арочной крепи // Шахтное строительство. 1987. - № 3. - С.21-23.

62. Мельников Н.И. Анкерная крепь. М.: Недра, 1980 -252с.

63. Методы и приборы для изучения горного давления. М.: Недра, 1964. -104 с.

64. Насонов Л.Н. Механика горных пород и крепление горных выработок. М.; Недра, 1969.-330 с.

65. Нестеренко А.С. Исследование напряженного состояния системы "слоистая порода крепь" горизонтальных выработок в условиях глубоких горизонтов шахт Кривбасса. Автореферат дисс. . канд. техн. наук. - Л., 1980. - 21с.

66. Николаенко Н.Н. Аналитические исследования несущей способности крепей различных конструкций // Изв.вузов. Горный журнал. 1980. - №3. - С.24-25.

67. Николаенко Н.Н. Исследование эффективных способов поддержания полевых выработок на глубоких горизонтах. Дисс. . канд. техн. наук. Свердловск, 1981. -270с.

68. Нокс Г. Опыт применения комбинированной штанговой и рамной крепи // Глюкауф. -1970. №20. - С.7-16.

69. Опыт применения податливых анкеров в сочетании с арочной крепью / К.Ф.Сапицкий, Н.Н.Касьян, А.П.Клюев и др. // Уголь Украины. 1991. - №2. - С.5-6.

70. Отраслевая инструкция по применению рамных и анкерных крепей в подготовительных выработках угольных и сланцевых шахт. -М.: ИГД им. А.А. Скочинского. 1985. -148 с.

71. Оценка устойчивости кровли горных выработок. / Бранчугов В.К., Гелюта Е.З., Куликов В.В., Трофимов И.М. М.: ЦНИЭИУголь, 1974.-65 с.

72. Парчевский Л.Я., Турчанин Г.И., Шашенко А.Н. Расчет устойчивости выработок и определение нагрузки на крепь по результатам наблюдений // Изв.вузов. Горный журнал. 1986. - № 7. - С.34 - 40.

73. Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. Справочник по сопротивлению материалов. Киев: Наукова думка, 1988. - 736с.

74. Погудин Ю.М., Савенко Ю.Ф., Ефименко А.А. Влияние рамно-анкерной крепи на деформирование приконтурного массива подготовительных выработок // Уголь. 1993. - №12. - С.22-23.

75. Поляков Б.А., Устинова Е.А. Исследование влияния расположения анкеров на несущую способность анкер-металлической крепи // Подземная разработка тонких и средней мощности угольных пластов. Тула, 1990. - С.93-96.

76. Попов В.Л., Каретников В.Н., Бреднев В.А. Расчет металлической крепи выработок по предельным состояниям // Устойчивость и крепление горных выработок. Межвуз.сб. Вып.5. Л., 1978. - С. 107109.

77. Применение рамно-анкерной крепи в сложных горногеологических условиях / Ю.К.Краев, М.В.Корнилков, И.С.Цыкалов и др. // Строительство шахт, рудников и подземных сооружений: Меж-вуз.науч.темат.сб. / Свердловский горный ин-т. 1987.- Вып.9. - С.61-66.

78. Проведение и поддержание выработок в неустойчивых породах/ Потапенко В.А., Казанский Ю.В., Цыплаков Е.В. и др. М.: Недра, 1990.-336 с.

79. Проект Р 820-139-1-2 «Сечения горных выработок, закрепленных металлическими податливыми крепями арочной и кольцевой формы из взаимозаменяемого профиля, для условий Челябинского бассейна». Челябинск, 1989.158 с.

80. Рабинович И.М. Основы строительной механики стержневых систем. М.: Госстройиздат, 1956. -455с.

81. Рева В.Н., Мельников О.И., Райский В.В. Поддержание горных выработок. М.: Недра, 1995. - 270с.

82. Ржевский В. В. К проблеме расчета давления горных пород// Горный журнал. 1982. - № 5. - С. 49 - 52.

83. Ржевский В. В. Методические указания по расчетам давления горных пород. М.: МГИ, 1981. - 23 с.

84. Симанович А.М. Новая конструкция комбинированной рамно-анкерной крепи // Шахтное строительство. 1987. - №5. - С.8-10.

85. Симанович A.M., Сребный М.А. Охрана выработок на глубоких горизонтах. М.: Недра, 1976. - 144 с.

86. Смирнов В.А., Иванов С.А., Тихонов М.А. Строительная механика. М.: Стройиздат, 1984. -208 с.

87. СНиП II-94-80 Нормы проектирования. Подземные горные выработки. Постановление Госстроя СССР от 31.12.80 N 232. СНиП от 31.12.80 N II-94-80.

88. СНиП IV-5-82. Приложение. Сборники единых районных единичных расценок на строительные конструкции и работы. Сб. 35. Горнопроходческие работы. Кн. 2/Госстрой СССР.- М.: Стройиздат, 1983.-280 с.

89. Ткачев В.А. Установление рациональных параметров и области применения анкерной крепи в сочетании с рамными крепями в выемочных штреках. Автореферат дисс. канд.техн.наук. М., 1976. -12с.

90. Франкевич О.Г. Обоснование и выбор конструктивных параметров комбинированной анкер-металлической крепи с применением податливых анкеров. Автореферат дисс. . канд. техн. наук. Мм 2000. -16с.

91. Черев Д.А. Выбор рациональных параметров рамно-анкерной крепи с жесткими связями// Геомеханика в горном деле2000: тезисы докладов международной конференции 29 мая 2 июня 2000 г. - Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 2000. - С. 113 - 114.

92. Черев Д.А., Корнилков М.В. Компьютерное обеспечение проектирования и расчета рамно-анкерных крепей// IV Республиканская научно-техническая конференция "Компьютерные технологии в горном деле". Екатеринбург, 1999. С. 51 53.

93. Шахназаров Д.Н. Разработка и обоснование параметров металлической податливой крепи с учетом комплексного воздействия влияющих факторов. Дисс. канд. техн. наук. М., 1989. 145с.

94. Широков А.П. Теория и практика применения анкерной крепи. М.: Недра, 1981. - 381с

95. Широков А.П., Лидер В.А., Писляков Б.Г. Расчет анкерной крепи для различных условий применения. М., Недра, 1976, 208с.

96. Шпрут Ф. Металлическая крепь подготовительных выработок. М.: Углетехиздат, 1958. - 236с.

97. Штефан П. Расширение области применения анкерной крепи и новые разработки // Глюкауф. -1987. №9. - С. 13-16.

98. Штумпф Г.Г. Совместная работа штанговой и рамной крепи в подземных горных выработках // Устойчивость и крепление горных выработок. Межвуз.сб. Вып.6. Л., 1980. - С.65-67.

Информация о работе

Черев, Дмитрий Алексеевич
кандидата технических наук
Екатеринбург, 2004
ВАК 25.00.22

Диссертация

Выбор параметров рамно-анкерной крепи на основе исследования закономерностей изменения внутренних усилий - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы