Введение к работе
Ляяуадкюррь райони. Одной из характерных особенностей сов-іеменного шахтного строительства является значительное усложнена горно-геологических условий. Кроме того, в последние годы на [юне глубокого зкономйческога кризиса, характеризующегося общим :падом производства в промышленности, строительство подземных юоружений, а такли средства, выделяемые на него, рез/со сократи-іись. В связи с атим, при сооружении вертикальных стволов на іервьій план, наряду о жесткими требованиями к надежности и долговечности конструкции, выходит проблема экономии и рентабельности строительного производства.
Поскольку стоимость. крепления составляет около -,СХ затрат «а сооружение всего ствола, успешное решение актуальных задач, связанных о обеспечением эксплуатационной надежности шахт.шх стволов во многом зависит от экономичности и надежности выбранного типа крепи.
В настоящее время при проходке стволов в обычных условиях в отечественной и зарубежной практике получила распространение монолитная бетонная . крепь из быстротвердеющего Сетона при совмещенном способе проходки.
Однако, при сооружении глубоких стволов в сложных горно-геологических условиях несущей способности обычной однослойной бетонной крепи, как правило, оказывается недостаточно. Обычно в этих условиях шахтостроители переходят на более дорогостоящие види крепи, например чугунные тюбинги.или железобетонные блоки, что приводит к ревкому удорожанию строительства. Поэтому решение Проблемы увеличения несущей способности, монолитной бетонной крепи с учетом всех ее неоспоримых достоинств представляется б настоящее время актуальным, и позволит существенно расширить область ее применения.
Успешное решение проблем надежности конструкции и экопотп-вости ее. сооружения тесно связаны с задачей совершенствования используемых методов прогнозирования механических процессов в окружающих породных массивах, а также методов расчета крепи.
Исследования выполнены в рамках НИР "Расработать конструкции, технологические, схемы, методы и компьютерные программы расчета крепи вертикальных шахтных стволов из монолитного и сборного бетона и железобетона, обеспечивающие существенное повчшеик?
несущей способности крепи", N госрегистрации 01.9.50 000474.
Цель рай'о/ш заключается в разработке метода расчета монолитной двухслойной бетонной крепи с разновременным возведением и сводом в работу слоев, что обеспечивает поеьіиєниє несущей способности крепи в целом.
Идея работ заключается в том, что наружный слой крепи,
контактирующий с породами, возводится непосредственно у. забоя
ствола и служит ' временной крепью, обеспечивающей безопасность
работ; Енутренний слой возводится с некоторым отставанием от за
боя, б результате чего внешний бетонный слой, возводимый на пер
вой стадии, воспринимает на себя часть нагрузки, что обеспечива
ет перераспределение напряжений на двухслойном участке крепи и
облегчает условия работы внутреннего слоя, что в свою очередь
способствует повышению несущей способности двухслойной конструк
ции в целом.
Мемодм исследований еключэит математическое и компьютерное моделирование напряженного состояния крепи, ' методы расчетов на основе теории упругости, корреляционной анализ.
Научіте положиш!, раврвСаежішз Juivmi сииаишяят, о ил новизна.
1. Разработана математическая модель' напряженно-деформированного состояния и метод расчета двухслойной монолитной Сетон: ной крепи ствола с разновременным возведением олоев на конечной сталий ее работы, характеризуемой стабилизацией процессов Езаи-' модействия крепи с массивом пород при эначительном удалении, рассматриваемого участка крепи ог забоя.
2. Разработана математическая модель напряженно-деформированного состояния и метод расчета двухслойной монолитной крепи ствола на начальной стадии ее работы,.учитывающих влияние подёи-гания забоя, ползучесть пород и процесс набора прочности бетона-разновременно возводимых слоев крепи на ранней стадии твердения.
3.. Установлены зависимости максимальной несущей способности и коэффициента повышения несущей способности .двухслойной крепи но сравнению с ее однослойным прототипом'от отношения, длительная модулей деформации бетона внешнего слоя .и пород для ва-
щитов, когда оба слоя крепи выполнены из бетона одного класса кргда слои представлены бетонами различных классов при анализе шряженно-деформированного состояния крепи на конечной стадии » работы.
Доатпериоаял научная положений, выводов ц рекомендаций
іоснована применением апробированной математической модели мно-іслойной крепи выработок круглого сечения, достоверность кото-їй доказана, и значением коэффициента корреляции 0.9900 для ірреляционной формулы.
Научное /значение работы заключается в разработке математи-ских моделей взаимодействия двухслойной монолитной бетонной епи с массивом пород и методов расчета крепи.
Практическое значение работы заключается в разработке алго-тмов и пакета компьютерных программ для IBM совместимых компь-еров, реализующих расчет двухслойной монолитной бетонной креш; вола на конечной и начальной стадии ее работы для вертикальних работок круглого сечения при гравитационном поле начальных пряжений в массиве пород.
Результаты диссертационных исследований приняты к внедрению "Мосбассшахтосгрой".
Апробация работа. Основные положения и результаты работы хладывались и обсуждались на конференциях профессорско-препо-зательского состава Тульского государственного технического дверситета (г. Тула, 1993 г..1994 г., 1995 г.), на заседании един расчета и проектирования конструкций подземных сооружений шельной Ассоциаций (г. Тула, 1994 г.), а также на Меедународ-\ конференции (Зимняя школа механики горных пород, Вроцлап, іьша, март 1995 г.)
Публикации. По теме диссертационной работы- сгіублиі;..іг.:,.иа ітья и .тезисы доклада автора на Международном симпозиуме по іблемам. прикладной геологии, горной науки и производит г-а Санкт-Петербург, 1993 г.).
- б -
08ъеи работа. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выключения, списка литературы и приложения.
Работа изложена на //Остр, машинописного текста, включая &L~r рис. , список литературы из 9~? наименований и приложение..
