СП 91.13330.2012. Приложение Е (в ред. Изменения N 1, утв. Приказом Минстроя России от 17.12.2021 N 957/пр)

Е.1

Расчет устойчивости пород и их смещений

В качестве критерия устойчивости пород следует принимать значение их смещений U на контуре поперечного сечения выработки за весь срок ее эксплуатации без крепи в соответствии с таблицей Е.1.

Отнесение выработки к той или иной категории устойчивости следует проводить по абсолютному значению максимальных смещений пород на контуре поперечного сечения, которое определяют дифференцированно в кровле, почве и боках выработки.

Значение смещения U для горизонтальных и наклонных выработок, расположенных в осадочных и изверженных породах и вне зоны влияния очистных работ, следует определять по формуле

U = kθkαkskвKtUт , (Е.1)

где Uт - смещение пород, мм, принятое за типовое, определяемое по графикам, представленным на рисунке Е.1 в зависимости от расчетного сопротивления пород сжатию Rc и расчетной глубины расположения выработки Hр ;

kα - коэффициент влияния угла залегания пород и направления проходки выработки относительно простирания пород или основных плоскостей трещиностойкости, определяемый по таблице Е.2;

kθ - коэффициент направления смещения пород: при определении смещений со стороны кровли или почвы (в вертикальном направлении) kθ равен 1, при определении боковых смещений пород (в горизонтальном направлении) kθ определяется по таблице Е.2;

ks - коэффициент влияния размера выработки, определяемый по формуле

ks = 0,2(b − 1) , (Е.2)

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, если расстояние между ними равно или более допустимого Lд = (b1 + b2)kL , то kв = 1 . Если расстояние между параллельными выработками L менее Lд , то коэффициент kв определяется по формуле

kв = 2 − L/((b1 + b2)kL) , (Е.3)

где L - расстояние между выработками, м;

b1 + b2 - суммарная ширина взаимовлияющих выработок в проходке (вчерне), м;

kL - коэффициент, определяемый по таблице Е.3;

Kt - коэффициент влияния времени возведения крепи. Для выработок, срок службы t которых более 15 лет, Kt равен 1, при t менее 15 лет Kt определяют по графикам, представленным на рисунке Е.2.

Рисунок Е.1 - Графики для определения типового

смещения пород Uт

Рисунок Е.2 - Графики для определения коэффициента Kt

при t от 1 года до 15 лет

Рисунок Е.3 - График для определения εθ

Формула (Е.1)

U = kθkαkskвKtUт , (Е.1)

где Uт - смещение пород, мм, принятое за типовое, определяемое по графикам, представленным на рисунке Е.1 в зависимости от расчетного сопротивления пород сжатию Rc и расчетной глубины расположения выработки Hр ;

kα - коэффициент влияния угла залегания пород и направления проходки выработки относительно простирания пород или основных плоскостей трещиностойкости, определяемый по таблице Е.2;

kθ - коэффициент направления смещения пород: при определении смещений со стороны кровли или почвы (в вертикальном направлении) kθ равен 1, при определении боковых смещений пород (в горизонтальном направлении) kθ определяется по таблице Е.2;

ks - коэффициент влияния размера выработки, определяемый по формуле

U = kθkαkskвKtUт (Е.1)

где Uт - смещение пород, мм, принятое за типовое, определяемое по графикам, представленным на рисунке Е.1 в зависимости от расчетного сопротивления пород сжатию Rc и расчетной глубины расположения выработки Hр ;

kα - коэффициент влияния угла залегания пород и направления проходки выработки относительно простирания пород или основных плоскостей трещиностойкости, определяемый по таблице Е.2;

kθ - коэффициент направления смещения пород: при определении смещений со стороны кровли или почвы (в вертикальном направлении) kθ равен 1, при определении боковых смещений пород (в горизонтальном направлении) kθ определяется по таблице Е.2;

ks - коэффициент влияния размера выработки, определяемый по формуле

Формула (Е.2)

ks = 0,2(b − 1) , (Е.2)

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, если расстояние между ними равно или более допустимого Lд = (b1 + b2)kL , то kв = 1 . Если расстояние между параллельными выработками L менее Lд , то коэффициент kв определяется по формуле

ks = 0,2(b − 1) (Е.2)

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, если расстояние между ними равно или более допустимого Lд = (b1 + b2)kL , то kв = 1 . Если расстояние между параллельными выработками L менее Lд , то коэффициент kв определяется по формуле

Формула (Е.3)

kв = 2 − L/((b1 + b2)kL) , (Е.3)

где L - расстояние между выработками, м;

b1 + b2 - суммарная ширина взаимовлияющих выработок в проходке (вчерне), м;

kL - коэффициент, определяемый по таблице Е.3;

Kt - коэффициент влияния времени возведения крепи. Для выработок, срок службы t которых более 15 лет, Kt равен 1, при t менее 15 лет Kt определяют по графикам, представленным на рисунке Е.2.

kв = 2 − L/((b1 + b2)kL) (Е.3)

где L - расстояние между выработками, м;

b1 + b2 - суммарная ширина взаимовлияющих выработок в проходке (вчерне), м;

kL - коэффициент, определяемый по таблице Е.3;

Kt - коэффициент влияния времени возведения крепи. Для выработок, срок службы t которых более 15 лет, Kt равен 1, при t менее 15 лет Kt определяют по графикам, представленным на рисунке Е.2.

Таблица Е.1

Таблица Е.2

Таблица Е.3

Примечание - В числителе kL для выработок с углом α до 35° и в знаменателе - при угле α свыше 35°; kL для наклонных выработок принимают как для горизонтальных, пройденных по простиранию. Примечания 1) Определение расчетных смещений пород для выработок, располагаемых в зоне влияния очистных работ, должно проводиться по результатам научно-технического сопровождения. (в ред. Изменения N 1, утв. Приказом Минстроя России от 17.12.2021 N 957/пр) 2) Значение смещений U для соляных и подобных им пород следует определять по формуле U = 500εθb(1 + 0,07t)kв , (Е.4) где εθ - относительные деформации пород за первый год службы выработки, определяемые по графику на рисунке Е.3; b - ширина выработки в проходке (вчерне), м; t - срок службы выработки, лет; kв - по формуле (Е.1).

Е.2

Расчет давления горных пород на крепь горизонтальных и наклонных выработок

Расчетная нагрузка на все виды крепи, за исключением рамных податливых, определяется дифференцированно в кровле и почве (в вертикальном направлении), в боках (в горизонтальном направлении), а при угле падения пород α от 20° до 50° и по нормали к напластованию - по формуле

P = γfγnmвPн , (Е.5)

где Pн - нормативная нагрузка на крепь, кПа (тс/м2);

γf - коэффициент надежности по нагрузкам, принимаемый по таблице Е.4;

γn - коэффициент по ответственности, принимаемый для главных вскрывающих выработок равным - 1,1; для остальных - 1;

mв - коэффициент условий проведения выработок, принимаемый равным 1 при буровзрывном способе, а при комбайновом способе проведения выработок - принимаемый по таблице Е.5.

Примечание - Требования к определению расчетной нагрузки на рамные податливые крепи приведены в [11].

(примечание в ред. Изменения N 1, утв. Приказом Минстроя России от 17.12.2021 N 957/пр)

Нормативную нагрузку Pн определяют по графику, представленному на рисунке Е.4, в зависимости от смещений U с учетом смещений до установки крепи Ut , сжатия забутовочного материала Uз и конструктивной податливости крепи Uкр .

Рисунок Е.4 - Графики для определения

нормативной нагрузки на крепь

Смещения, происходящие до установки крепи Ut , определяют по формуле

Ut = UKt , (Е.6)

где Kt - коэффициент влияния времени на смещение пород, определяют по графику на рисунке Е.5.

Рисунок Е.5 - Графики для определения коэффициента Kt

при t менее одного года

Смещения, компенсируемые за счет сжатия забутовочного материала Uз , зависят от сжимаемости материала, толщины забутовочного слоя и расчетной нагрузки на крепь и определяются опытным путем. Для забутовочного материала из дробленых пород при отсутствии опытных данных значение Uз допускается принимать равным 2% толщины забутовочного слоя.

Конструктивную податливость крепи Uкр принимают по ее технической характеристике. Для монолитных бетонных и железобетонных типов крепи при определении конструктивной податливости Uкр следует учитывать значение усадки и ползучесть бетона при твердении, которые следует принимать: для однопутевых выработок равными 20 мм, для двухпутевых - 40 мм.

Формула (Е.5)

P = γfγnmвPн , (Е.5)

где Pн - нормативная нагрузка на крепь, кПа (тс/м2);

γf - коэффициент надежности по нагрузкам, принимаемый по таблице Е.4;

γn - коэффициент по ответственности, принимаемый для главных вскрывающих выработок равным - 1,1; для остальных - 1;

mв - коэффициент условий проведения выработок, принимаемый равным 1 при буровзрывном способе, а при комбайновом способе проведения выработок - принимаемый по таблице Е.5.

P = γfγnmвPн (Е.5)

где Pн - нормативная нагрузка на крепь, кПа (тс/м2);

γf - коэффициент надежности по нагрузкам, принимаемый по таблице Е.4;

γn - коэффициент по ответственности, принимаемый для главных вскрывающих выработок равным - 1,1; для остальных - 1;

mв - коэффициент условий проведения выработок, принимаемый равным 1 при буровзрывном способе, а при комбайновом способе проведения выработок - принимаемый по таблице Е.5.

Формула (Е.6)

Ut = UKt , (Е.6)

где Kt - коэффициент влияния времени на смещение пород, определяют по графику на рисунке Е.5.

Ut = UKt (Е.6)

где Kt - коэффициент влияния времени на смещение пород, определяют по графику на рисунке Е.5.

Таблица Е.4

Таблица Е.5

Примечание - Rс, кгс/см2.

Е.3

Определение давления горных пород на крепь камер

Расчет нагрузок на крепь камер следует проводить:

для протяженных камер (при отношении длины камеры к ее ширине более 5) по Е.2;

для камер ограниченной длины по формуле

Pк = kснkвкP , (Е.7)

где P - расчетная нагрузка на крепь выработки, определяемая по формуле (Е.5);

kсн - коэффициент снижения нагрузок на крепь камер, определяемый в зависимости от категории устойчивости пород по рисунку Е.6;

kвк - коэффициент влияния выработок, примыкающих к длинной стороне камеры, определяется в зависимости от соотношения пролетов камеры Bк и примыкающей выработки Bв по таблице Е.6.

Lк - длина камеры; Bк - ширина камеры;

I, II, III, IV - категории устойчивости пород

Рисунок Е.6 - Графики для определения коэффициента kсн

Формула (Е.7)

Pк = kснkвкP , (Е.7)

где P - расчетная нагрузка на крепь выработки, определяемая по формуле (Е.5);

kсн - коэффициент снижения нагрузок на крепь камер, определяемый в зависимости от категории устойчивости пород по рисунку Е.6;

kвк - коэффициент влияния выработок, примыкающих к длинной стороне камеры, определяется в зависимости от соотношения пролетов камеры Bк и примыкающей выработки Bв по таблице Е.6.

Lк - длина камеры; Bк - ширина камеры;

I, II, III, IV - категории устойчивости пород

Pк = kснkвкP (Е.7)

где P - расчетная нагрузка на крепь выработки, определяемая по формуле (Е.5);

kсн - коэффициент снижения нагрузок на крепь камер, определяемый в зависимости от категории устойчивости пород по рисунку Е.6;

kвк - коэффициент влияния выработок, примыкающих к длинной стороне камеры, определяется в зависимости от соотношения пролетов камеры Bк и примыкающей выработки Bв по таблице Е.6.

Lк - длина камеры; Bк - ширина камеры;

I, II, III, IV - категории устойчивости пород

Таблица Е.6

Примечание - Коэффициент kвк равен 1, если примыкающие выработки расположены с торцов камеры.