Введение к работе
Актуальность работы. В современных экономических условиях нормальное функционирование строительных организаций осложняется ограниченностью финансирования объектов при постоянно усложняющихся условиях строительства.
Анализ выполненных за последние три года и проектируемых к производству ОАО «Ростовшахтострой» работ, показывает, что все объекты требуют специальных технических решений по упрочнению, а затем применения дорогостоящей постоянной крепи.
В связи с этим радикального повышения технико-экономической эффективности можно достичь путем внедрения в производство новых технических и технологических решений, обеспечивающих необходимые эксплуатационные характеристики подземных сооружений при снижении затрат и сокращении сроков строительства.
Поэтому в сложных горно-геологических условиях актуальной стала проблема замены материалоемких крепей облегченными без изменения несущей способности. Таким примером явилось внедрение анкерной крепи. Крепление капитальных выработок и подземных сооружений в трещиноватых выветрелых породах анкерной крепью в данное время ограничено из-за низкой прочности закрепления и малого срока службы анкерной крепи, связанного с быстрой коррозией металла в агрессивной среде.
Цель работы: исследовать работу конструкций анкерной крепи, разработать методику проектирования и технологию упрочнения пород в подземных сооружениях посредством клинораспорного трубчатого анкер-иньектора с регулируемым сопротивлением.
Задачи, решению которых посвящена настоящая работа:
-
Выполнение комплексного анализа проблем анкерного крепления и методик расчета прочности закрепления распорных анкеров.
-
Аналитическое исследование математических моделей расчета прочности закрепления анкер-инъекторных конструкций.
-
Проведение экспериментальной проверки предложенной методики определения параметров анкерной крепи и статистической обработки результатов исследований с применением ЭВМ.
4,Определение технико-экономической эффективности применения предложенной методики и конструкции.
Разработанная методика проектирования анкер-иньекторов может найти применение на строящихся предприятиях восточного Донбасса и других объектах подземного строительства России.
Идея работы: заключается в повышении устойчивости контура горных выработок, за счет крепления их анкер - инъекторами с регулируемым сопротивлением, через которые после «пика» смещений осуществляется инъекционное упрочнение пород.
Методы исследования. В работе использован гпмппвиаиый мнрд ис-
следований, включающий системный аналиі 'йййрййеНШН^'^йтЛ
і Библиотека
J С.П«ерб1Грг^й
шя и
обобщения проектно-конструкторских и литературных источников, анализ конструкций анкерной крепи, иньекторов, существующих технологий и производственных данных по инъекционному упрочнению пород, аналитические и лабораторные исследования, обработку данных с привлечением методов статистического анализа.
Защищаемые научные положения:
в результате аналитических исследований установлена функциональная зависимость площади разрушения под выступом замка анкера от радиусов шпура и сегмента замка анкера, а также от центральных углов относительно оси шпура и оси сегмента;
установлена аппроксимированная зависимость площади сегмента разрушения под выступом замком анкера, определяющая его сопротивление, от я глубины вдавливания;
аналитически установлена функциональная зависимость площади контакта сегмента замка анкера от радиуса замка, высоты дуги его внедрения в стенку шпура и длинны проекции образующей сегмента внедрения на продольную ось анкера;
установлена аппроксимированная зависимость площади контакта замка анкера от глубины его внедрения в стенку шпура;
разработана математическая модель определения прочности закрепления замка анкера с регулируемым сопротивлением.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:
удовлетворительной сходимостью расчетной и фактической прочности закрепления анкеров;
представительным объемом экспериментальных исследований;
применением статистической обработки результатов исследований;
применением лабораторных установок и измерительных устройств, прошедших метрологическую проверку;
соблюдение нормативных требований к анкерным устройствам. ( Научное значение работы заключается в установлении зависимости
изменения площади среза и вдавливания под замком анкера с регулируемым сопротивлением от глубины его внедрения в стенки шпура. Практическое значение работы заключается в:
разработке конструкции анкер-иньектора с регулируемым сопротивлением, позволяющего сочетать роль податливой анкерной крепи и средства для инъекционного упрочнения пород;
разработке научно обоснованной методики определения параметров закрепления анкер-иньекторов с регулируемым сопротивлением;
разработке метода контроля глубины вдавливания сегмента замка.
Апробация работы. Основные результаты и научные положения диссертационной работы докладывались и получили одобрение на трех конференциях профессорско-преподавательского состава ШИ ЮРГТУ (НПИ) в 2000-2003 г.
Публикации: по теме диссертации опубликованы три работы.
Структура и объем работы: диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и трех приложений, содержит 45 рисунков, 22 таблицы, список использованной литературы из 67 наименований.
