СП 91.13330.2012. 7 Выбор и расчет крепи

7.1.1

Расчетные аналитические, экспериментально-аналитические и другие модели должны обеспечивать получение надежных параметров крепи и мер охраны горных выработок, гарантирующих безопасность их эксплуатации.

Следует учитывать весь процесс взаимодействия крепи выработок с горными породами в течение всего периода строительства и эксплуатации выработок. При этом необходимо учитывать:

реальное напряженное состояние вмещающего массива;

геологическое строение пород, их природную и наведенную трещиноватость;

исходные и меняющиеся в условиях эксплуатации выработок свойства окружающих пород.

Расчеты следует выполнять на основе определенных показателей, характеризующих горный массив по устойчивости, значения которых определяются в рамках научно-технического сопровождения для конкретных условий, в том числе - методами математического (численного) моделирования с применением профильных программных комплексов, с учетом:

- геологических условий и особенностей напряженного состояния горного массива в естественном залегании и при техногенном воздействии;

- изменения физико-механических свойств во времени;

- нелинейной реакции горных пород на механические воздействия;

- данных, характеризующих назначение, техническое состояние, конструктивные и технологические особенности крепей;

- параметров горных выработок;

- очередности и стадийности горно-строительных работ;

- технологии производства работ;

- взаимодействия конструкций крепей с массивом в течение всего срока строительства и эксплуатации;

- опыта строительства и эксплуатации объектов, находящихся в аналогичных либо схожих геологических условиях.

(абзац введен Изменением N 1, утв. Приказом Минстроя России от 17.12.2021 N 957/пр)

Математическое моделирование следует выполнять с применением геотехнических программных комплексов, с учетом этапов горнопроходческих работ.

(абзац введен Изменением N 1, утв. Приказом Минстроя России от 17.12.2021 N 957/пр)

Необходимо выполнять верификацию результатов математического моделирования.

(абзац введен Изменением N 1, утв. Приказом Минстроя России от 17.12.2021 N 957/пр)

7.1.2

При оценке взаимодействия крепи и пород необходимо учитывать мероприятия по упрочнению пород или их разгрузке, прогноз изменений инженерно-геологических, гидрогеологических и горнотехнических условий при строительстве и эксплуатации выработок.

7.1.3

В качестве основных расчетных данных для определения параметров крепи выработки должны приниматься:

расчетная глубина размещения выработки, соответствующие реальным значениям распределения напряжений в окружающем массиве горных пород;

расчетные значения физико-механических свойств горных пород;

расчетные характеристики материалов крепи и заполнителя закрепного пространства;

характер и степень влияния других выработок и прочих дополнительных воздействий.

7.1.4

Расчетное сопротивление пород (массива) сжатию Rc следует определять по формуле

Rc = Rkckд , (7.1)

где R - среднее значение сопротивления пород в образце одноосному сжатию, устанавливаемое экспериментально по результатам испытаний образцов пород, МПа (кгс/см2);

kc - коэффициент, учитывающий усредненную по периметру выработки нарушенность массива пород поверхностями без сцепления либо с малой связанностью (зеркала скольжения, трещины, глинистые прослои), принимаемый по таблице 7.1;

kд - коэффициент длительной прочности, принимаемый по результатам испытаний обладающих существенной ползучестью горных пород.

Примечания

1) При значительном различии значений локальных коэффициентов ослабления прочности в разных точках контура выработки следует принимать их фактические значения.

2) В необходимых случаях (обводнение выработки, упрочнение пород) определение Rc следует проводить с учетом влияния этих факторов по данным научно-технического сопровождения.

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

Формула (7.1)

Rc = Rkckд , (7.1)

где R - среднее значение сопротивления пород в образце одноосному сжатию, устанавливаемое экспериментально по результатам испытаний образцов пород, МПа (кгс/см2);

kc - коэффициент, учитывающий усредненную по периметру выработки нарушенность массива пород поверхностями без сцепления либо с малой связанностью (зеркала скольжения, трещины, глинистые прослои), принимаемый по таблице 7.1;

kд - коэффициент длительной прочности, принимаемый по результатам испытаний обладающих существенной ползучестью горных пород.

Rc = Rkckд (7.1)

где R - среднее значение сопротивления пород в образце одноосному сжатию, устанавливаемое экспериментально по результатам испытаний образцов пород, МПа (кгс/см2);

kc - коэффициент, учитывающий усредненную по периметру выработки нарушенность массива пород поверхностями без сцепления либо с малой связанностью (зеркала скольжения, трещины, глинистые прослои), принимаемый по таблице 7.1;

kд - коэффициент длительной прочности, принимаемый по результатам испытаний обладающих существенной ползучестью горных пород.

Таблица 7.1

7.1.5

При проектировании выработок значение kc определяют по данным количественного анализа нарушенности массива пород в местах проектируемого расположения выработки на основании результатов инженерно-геологических изысканий по среднему расстоянию между поверхностями ослабления пород в соответствии с таблицей 7.1.

Для пород с прочностью R < 30 МПа в связи с возможностью дополнительного нарушения керна при бурении следует определять коэффициент kc по данным о тектонической нарушенности массива горных пород в месте расположения выработки или ее участка в соответствии с таблицей 7.2.

Таблица 7.2

7.1.6

Расчетные и нормативные характеристики материалов крепи следует принимать с учетом их работы в подземных условиях и в соответствии с требованиями:

для бетонной и железобетонной крепи - СП 63.13330, с учетом требований ГОСТ 26633 и ГОСТ 27751;

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

для металлической крепи - СП 16.13330;

для деревянной крепи - СП 64.13330;

для каменной крепи - СП 15.13330.

7.1.7

Расчет конструкций крепи выработки следует проводить по несущей способности (по фактору хрупкого, вязкого и других видов разрушений), а в необходимых случаях - по устойчивости и трещиностойкости в соответствии с требованиями СП 20.13330.

На устойчивость расчетом следует проверять тонкостенные стальные и сборные конструкции, а на трещиностойкость - крепи гидро- и газоизолирующие.

7.1.8

Крепи выработок следует рассчитывать исходя из возможных неблагоприятных сочетаний нагрузок и воздействий, которые действуют одновременно при строительстве или эксплуатации выработок, с учетом технологии проведения выработок и возведения крепи. При этом в соответствии с СП 20.13330 необходимо принимать следующие сочетания нагрузок:

основное сочетание - из постоянных нагрузок и воздействий, временных длительных нагрузок и воздействий, возникающих в процессе строительства;

особое сочетание - из постоянных, временных длительных, наиболее вероятных кратковременных и одной из особых сейсмических или других нагрузок или воздействий.

7.1.9

При проектировании конструкций крепи выработок на сочетание нагрузок и воздействий следует учитывать:

постоянные нагрузки и воздействия:

а) давление горных пород со стороны массива:

свободно действующий на крепь вес горных пород;

контактные силы (нагрузки), воздействующие на крепь вследствие деформационного ее взаимодействия с массивом горных пород;

б) собственную массу крепи;

в) воздействия, вызываемые предварительным напряжением элементов крепи;

г) давление подземных вод;

временные длительные нагрузки и воздействия:

а) температурные воздействия, в том числе морозное пучение;

б) воздействия от очистных выработок, других выработок и водопонижения;

в) давление от набухания пород;

кратковременные нагрузки и воздействия:

а) давление тампонажного раствора, нагнетаемого за крепь;

б) воздействия от подвижных нагрузок проходческих, транспортных машин и комплексов;

в) воздействия массовых взрывов;

особые нагрузки и воздействия:

а) динамические нагрузки;

б) сейсмические воздействия.

При учете сочетаний нагрузок следует применять коэффициенты сочетаний, установленные в СП 20.13330.

Коэффициент надежности по нагрузкам γf , по ответственности γn и коэффициент сочетания нагрузок ψ следует принимать в соответствии с СП 20.13330 и настоящим сводом правил.

7.1.10

Расчеты крепи по несущей способности и устойчивости на основные и особые сочетания нагрузок следует выполнять по расчетным сопротивлениям материалов с учетом условий работы конструкций согласно ГОСТ 27751, ГОСТ 26633, СП 63.13330 и по настоящему своду правил.

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

7.1.11

Выбор и расчет крепи следует проводить с учетом состояния устойчивости пород (категорий устойчивости) в выработке. Обобщенные характеристики этих состояний приведены в таблице 7.3.

Таблица 7.3

7.2.1.1

Выбор типа и расчет параметров крепи вертикального ствола следует проводить дифференцированно для устья, протяженной части, участков сопряжений в зависимости от инженерно-геологических, гидрогеологических условий, вредных воздействий, а также с учетом схем организации и методов производства работ.

7.2.1.2

Крепь устьев стволов и шурфов следует проектировать из монолитного бетона или железобетона, металлических или железобетонных тюбингов. Конструкции крепи устьев в зависимости от действующих нагрузок, размеров проемов каналов и диаметров вертикальных выработок следует предусматривать одно-, двух- и трехступенчатыми, венцовыми или ступенчато-венцовыми.

7.2.1.3

Расчет крепи устьев стволов и шурфов следует проводить на действие вертикального и горизонтального давлений (нагрузок).

Вертикальные нагрузки следует определять как сумму давлений от собственной массы крепи, массы оборудования и сооружений, опирающихся на крепь; горизонтальные - от давления пород массива, пригрузки от поверхностных фундаментов и опор и гидростатического давления в водоносных горизонтах.

7.2.1.4

Расчетную вертикальную нагрузку Pвр , кН (тс), действующую на крепь устья ствола, следует определять по формуле

Pвр = γfγn∑(i=1…i>1) Pвi + Qу , (7.2)

где γf - коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,17;

γn - коэффициент ответственности, равный 1,2;

∑(i=1…i>1) Pвi - сумма вертикальных нагрузок, передаваемых опорами горнотехнических сооружений, расположенных на поверхности вблизи ствола, на крепь устья ствола, кН (тс);

Qу - собственная масса крепи, кН (тс).

Формула (7.2)

Pвр = γfγn∑(i=1…i>1) Pвi + Qу , (7.2)

где γf - коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,17;

γn - коэффициент ответственности, равный 1,2;

∑(i=1…i>1) Pвi - сумма вертикальных нагрузок, передаваемых опорами горнотехнических сооружений, расположенных на поверхности вблизи ствола, на крепь устья ствола, кН (тс);

Qу - собственная масса крепи, кН (тс).

Pвр = γfγn∑(i=1…i>1) Pвi + Qу (7.2)

где γf - коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,17;

γn - коэффициент ответственности, равный 1,2;

∑(i=1…i>1) Pвi - сумма вертикальных нагрузок, передаваемых опорами горнотехнических сооружений, расположенных на поверхности вблизи ствола, на крепь устья ствола, кН (тс);

Qу - собственная масса крепи, кН (тс).

7.2.1.5

Горизонтальное (радиальное) давление пород на крепь устья ствола Pп определяется расчетом в зависимости от типа и свойств пересекаемых горных пород и грунтов и степени их обводненности (см. приложение А).

7.2.1.6

Выбор типа и расчет параметров крепи протяженной части ствола, а также участков сопряжения следует проводить в соответствии с категориями устойчивости пересекаемых пород с учетом давления подземных вод, влияния очистных и других выработок.

Крепь ствола следует рассчитывать на неравномерно распределенную по окружности ствола радиальную нагрузку и контактные касательные нагрузки (см. рисунок 7.1). Расчет ведется по опасному сечению.

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

Pmax - максимальная нагрузка; Pmin - минимальная нагрузка;

p̄ - средняя нагрузка; P0 - равномерная часть нагрузки;

P2 - неравномерная часть нагрузки;

q - касательные напряжения

Рисунок 7.1 - Принципиальная схема горизонтальных нагрузок

на крепь вертикальной выработки

Расчеты следует выполнять согласно методике, приведенной в приложениях Б и В; за пределами области применения данных методик следует пользоваться методами математического моделирования.

(абзац введен Изменением N 1, утв. Приказом Минстроя России от 17.12.2021 N 957/пр)

7.2.1.7

В условиях вечной мерзлоты расчетные нагрузки на крепь стволов и других выработок следует определять с учетом температурно-влажностного режима и ореола оттаивания пород вокруг выработки во все периоды существования выработки, возможных процессов уменьшения объема пород при их размораживании, возможного процесса разжижения, а также с учетом вертикальной пригрузки крепи при зависании плотных слоев пород на крепи ствола.

7.2.1.8

На протяженных участках ствола с жестким армированием, а также для участков сопряжений ствола в породах категорий устойчивости I, II и III при отсутствии воздействия очистных работ, других выработок, напорных вод и водопонижения следует применять в породах категории устойчивости I толщину бетонной крепи без расчета, по таблице 7.4.

В породах категорий устойчивости II и III толщину бетонной крепи следует устанавливать расчетом, но не менее значений, указанных в таблице 7.4.

При наличии напорных вод выбор типа крепи и ее расчет проводится с учетом полного гидростатического давления при водонепроницаемых крепях и остаточного напора при водопроницаемых крепях.

Таблица 7.4

7.2.1.9

Если рассчитанная толщина бетонной, железобетонной крепи стволов превышает 500 мм, то следует применять крепь толщиной 500 мм из бетона соответственно более высокого класса прочности.

7.2.1.10

Не следует проектировать и применять комбинированную бетонную, железобетонную и иную жесткую крепь с анкерами, так как последние анкеры в такой комбинации не работают.

7.2.1.11

При соответствующем обосновании допускается в стволах с жесткой армировкой, пройденных в породах категории устойчивости I, назначать крепи и их параметры при условии заделки расстрелов в породах, определяемых по 7.2.1.12.

7.2.1.12

В стволах с гибкой армировкой, а также в вентиляционных стволах и шурфах, не оборудованных подъемными установками, в восстающих выработках и рудоспусках при отсутствии влияния очистных работ и водопонижения, где притоки воды не превышают 8 м3/ч, в породах категорий устойчивости I и II следует применять набрызг-бетонную либо комбинированную крепь из жестких анкеров, металлической сетки и набрызг-бетона; при притоках воды более 8 м3/ч в породах категорий устойчивости I, II и III следует применять монолитную бетонную крепь. При этом в породах категории устойчивости I толщина набрызг-бетонной крепи на протяженных участках ствола принимается без расчета, по таблице 7.5.

В породах категории устойчивости I для участков сопряжений ствола, а также в породах категории устойчивости II на протяженных участках ствола толщину набрызг-бетонной крепи следует устанавливать расчетом в соответствии с приложением Г. При этом толщина набрызг-бетонной крепи должна быть не менее 150 мм на глубинах до 500 м и 200 мм - на глубинах более 500 м.

В комбинированной анкерно-набрызг-бетонной крепи длину анкеров lа следует принимать равной 2 м; расстояние между анкерами 0,7lа . При соответствующем обосновании допускается изменять длину анкеров и расстояния между ними.

Таблица 7.5

7.2.1.13

В породах категории устойчивости IV, на участках ствола с напорными водами, а также на калийных и подобных им месторождениях следует применять тюбинговую, железобетонную, многослойную крепь, а при достаточной устойчивости пород - монолитную бетонную крепь. На соляных месторождениях, на больших глубинах при соответствующем обосновании следует предусматривать податливую внешнюю оболочку из материалов, создающих при податливости достаточно высокий отпор, но меньший, чем отпор жесткой крепи, что определяется расчетом, учитывающим возможность неравномерного деформирования контура выработки и неравномерного вывалообразования.

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

7.2.1.14

Расчет крепи протяженной части стволов и шурфов следует проводить на суммарное действие горизонтального (радиального) давления пород массива Pп и давления остаточного напора подземных вод Pг с учетом технологической и монтажной нагрузок.

Общее давление определяют на момент времени, когда оно является наибольшим.

7.2.1.15

При проектировании сопряжений стволов не соляных рудников с горизонтальными выработками и камерами для исключения их влияния на ствол необходимо околоствольные выработки в породах категории устойчивости II пород на протяжении ствола не менее 30 м, а в породах III и IV категорий устойчивости - не менее 50 м крепить жесткой крепью; в породах категории устойчивости I тип крепи не регламентируется.

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

Погашаемые околоствольные выработки в породах категорий устойчивости I и II на протяжении от ствола до 10 м, а в породах категорий устойчивости III и IV до 30 м закладывают кусковатой породой с тампонажным раствором.

Проектирование сопряжений стволов с горизонтальными выработками и камерами на соляных рудниках проводится на основании результатов научно-технического сопровождения.

(абзац введен Изменением N 1, утв. Приказом Минстроя России от 17.12.2021 N 957/пр)

7.2.1.16

В вертикальных выработках, находящихся в зонах воздействия очистных и других выработок, а также водопонижения, при значениях ожидаемых относительных деформаций пород вблизи выработки, превышающих допустимые их значения для крепи, указанные в таблице 7.6, в породах всех категорий устойчивости следует применять конструктивные элементы защиты крепи или специальные конструкции крепи, приспособленные к принудительному деформированию совместно с массивом горных пород.

Таблица 7.6

7.2.1.17

Конструктивные элементы защиты крепи ствола следует проектировать на основе расчета ожидаемых относительных деформаций пород околоствольного массива с учетом необходимой степени гидроизоляции ствола. При этом, если:

деформации растяжения пород превышают значения, указанные в таблице 7.6, то следует предусматривать горизонтальные разрезные швы на расстояниях не более 15 м друг от друга, преимущественно на пересечении наиболее слабых пород;

деформации сжатия пород находятся в интервале от указанных в таблице 7.6 до 15 мм/м, то следует предусматривать горизонтальные осадочные швы (узлы вертикальной податливости) в местах наибольших деформаций и на контактах прочных и слабых пород или меры по проскальзыванию крепи на защищаемых участках;

деформации сжатия пород превышают 15 мм/м, то следует предусматривать осадочные зоны и узлы большой вертикальной податливости;

проявляются горизонтальные деформации, то следует предусматривать повышение несущей способности крепи и податливые конструкции, обоснованные расчетом.

7.2.1.18

Для компенсации вертикальных деформаций сжатия осадочными швами максимальное расстояние между швами в вертикальной выработке устанавливают расчетом согласно требованиям настоящего свода правил, но не более 20 м. Осадочные швы выполняют из податливого материала, а при необходимости гидро- и газоизоляции в них устанавливаются специальные герметичные узлы податливости.

Максимальное расстояние l, м, между осадочными швами определяется по формуле

l = [(γm)^−1]Rпр(D1^2 − D0^2)/(4PпfтрD1) , (7.3)

где D1 - диаметр выработки в проходке (вчерне), м;

D0 - диаметр выработки в свету, м;

fтр - коэффициент трения породы о крепь, принимаемый: 0,6 - для изверженных пород, песчаников и известняков; 0,5 - для алевролитов и аргиллитов и 0,4 - для углей и соляных пород;

Rпр - расчетное сопротивление бетона сжатию, принимаемое в соответствии с СП 63.13330, кПа (тс/м2);

Pп - расчетное горизонтальное радиальное давление пород, кПа;

γm - коэффициент надежности по материалу крепи, принимаемый по ГОСТ 27751 или СП 63.13330.

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

Формула (7.3)

l = [(γm)^−1]Rпр(D1^2 − D0^2)/(4PпfтрD1) , (7.3)

где D1 - диаметр выработки в проходке (вчерне), м;

D0 - диаметр выработки в свету, м;

fтр - коэффициент трения породы о крепь, принимаемый: 0,6 - для изверженных пород, песчаников и известняков; 0,5 - для алевролитов и аргиллитов и 0,4 - для углей и соляных пород;

Rпр - расчетное сопротивление бетона сжатию, принимаемое в соответствии с СП 63.13330, кПа (тс/м2);

Pп - расчетное горизонтальное радиальное давление пород, кПа;

γm - коэффициент надежности по материалу крепи, принимаемый по ГОСТ 27751 или СП 63.13330.

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

l = [(γm)^−1]Rпр(D1^2 − D0^2)/(4PпfтрD1) (7.3)

где D1 - диаметр выработки в проходке (вчерне), м;

D0 - диаметр выработки в свету, м;

fтр - коэффициент трения породы о крепь, принимаемый: 0,6 - для изверженных пород, песчаников и известняков; 0,5 - для алевролитов и аргиллитов и 0,4 - для углей и соляных пород;

Rпр - расчетное сопротивление бетона сжатию, принимаемое в соответствии с СП 63.13330, кПа (тс/м2);

Pп - расчетное горизонтальное радиальное давление пород, кПа;

γm - коэффициент надежности по материалу крепи, принимаемый по ГОСТ 27751 или СП 63.13330.

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

7.2.1.19

Расчетную рабочую высоту hш осадочного шва, мм, определяют по формуле

hш = 1,2·1000Δηр/aп , (7.4)

где Δηр - разность оседаний на границах защищаемого участка, мм, которая определяется из выражения Δηр = ∑εimi ;

εi - относительные вертикальные деформации в пределах защищаемого участка, мм/м;

mi - мощность слоя, м;

aп - сжимаемость материала прокладок в шве или узле податливости, %, при нагрузках, равных допускаемым для материала крепи, принимаемая по результатам испытаний материала.

Формула (7.4)

hш = 1,2·1000Δηр/aп , (7.4)

где Δηр - разность оседаний на границах защищаемого участка, мм, которая определяется из выражения Δηр = ∑εimi ;

εi - относительные вертикальные деформации в пределах защищаемого участка, мм/м;

mi - мощность слоя, м;

aп - сжимаемость материала прокладок в шве или узле податливости, %, при нагрузках, равных допускаемым для материала крепи, принимаемая по результатам испытаний материала.

hш = 1,2·1000Δηр/aп (7.4)

где Δηр - разность оседаний на границах защищаемого участка, мм, которая определяется из выражения Δηр = ∑εimi ;

εi - относительные вертикальные деформации в пределах защищаемого участка, мм/м;

mi - мощность слоя, м;

aп - сжимаемость материала прокладок в шве или узле податливости, %, при нагрузках, равных допускаемым для материала крепи, принимаемая по результатам испытаний материала.

7.2.1.20

При полной компенсации вертикальных и горизонтальных деформаций массива от воздействия очистных работ конструктивными мерами защиты значения расчетных давлений на крепь вертикальной выработки следует определять в соответствии с требованиями настоящего свода правил без учета воздействия очистных работ.

В случае неполной компенсации указанных деформаций от воздействия очистных работ или отсутствии конструктивных мер защиты выработки расчет крепи следует проводить по ожидаемым перемещениям.

При этом минимальное значение несущей способности крепи должно приниматься не менее значения расчетного давления на крепь без учета влияния очистных работ.

Примечание - Исключено с 18.01.2022. - Изменение N 1, утв. Приказом Минстроя России от 17.12.2021 N 957/пр.

7.2.2.1

Выбор типа и расчет параметров горизонтальных и наклонных выработок в твердых горных породах следует проводить на основе оценки ожидаемых смещений горных пород и нагрузок на крепь в зависимости от категории устойчивости пород с учетом степени влияния очистных и других выработок.

При этом в выработках, пройденных по простиранию и при углах падения пород α от 20° до 50°, следует учитывать кроме смещений пород в вертикальном и горизонтальном направлениях их смещения по нормали к напластованию.

7.2.2.2

Расчетную нагрузку на все виды крепи, за исключением рамной податливой крепи, следует определять дифференцированно со стороны почвы и кровли выработки и с боков.

Примечание - Исключено с 18.01.2022. - Изменение N 1, утв. Приказом Минстроя России от 17.12.2021 N 957/пр.

7.2.2.3

В зависимости от условий поддержания выработок, их ответственности и срока службы следует применять монолитные бетонные и железобетонные крепи, сборные, блочные, тюбинговые, рамные, анкерные, набрызг-бетонные, анкер-набрызг-бетонные и комбинированные из анкеров с податливыми видами крепи.

7.2.2.4

В качестве приоритетных видов крепи следует принимать в соответствующих условиях анкерную и комбинированную с ней крепи. Подбор параметров крепления анкерной крепью должен обеспечить ее эффективную работу в течение всего срока эксплуатации выработки. При расчете комбинированной крепи следует предусматривать согласованное деформирование анкеров и подпорной крепи с подходом к предельным значениям их расчетного сопротивления не ранее срока окончания эксплуатации выработки. При поэтапном усилении крепи, в том числе при установке комбинированной крепи, следует учитывать требования 4.8. Порядок крепления выработки и расчет анкерной и комбинированной крепей предусматривается специальными инструкциями, утвержденными в установленном порядке.

7.2.2.5

Нагрузки на крепь горизонтальных и наклонных выработок в породах наносов и других сыпучих, связных и пластичных породах грунтового типа определяют в зависимости от инженерно-геологических и гидрогеологических условий расчетом (см. приложение Е) и на основании опыта строительства и результатов экспериментальных исследований.

7.2.2.6

В горизонтальных и наклонных выработках, располагаемых в твердых осадочных (кроме соляных) и изверженных породах вне зоны воздействия очистных выработок следует применять:

а) в породах категории устойчивости I при монолитных породах - набрызг-бетонную крепь толщиной не менее 30 мм или анкерную крепь. В монолитных весьма мало трещиноватых породах допускается (при соответствующем обосновании) оставление выработок без крепи. В условиях возможной потери прочности пород по отдельным ослабленным контактам - анкерная крепь с металлическими подхватами или опорными элементами и решетчатой затяжкой с последующим нанесением набрызг-бетона толщиной 40 - 50 мм;

б) в породах категории устойчивости II - монолитную бетонную крепь, комбинированную из набрызг-бетона толщиной не менее 80 мм с анкерами и металлической сеткой или без нее, рамную крепь из железобетонных стоек с металлическими верхняками, сборную, металлическую податливую крепь, анкер-металлическую, металлическую арочную крепь с набрызг-бетонным покрытием пород;

в) в породах категорий устойчивости III и IV - сборную тюбинговую и блочную, а при соответствующем обосновании - металлобетонную, металлическую податливую и анкерную крепь в сочетании с подпорными податливыми крепями; при этом в породах почвы категорий устойчивости I и II в крепи указанных типов обратный свод не предусматривается.

При осадочных породах почвы категорий устойчивости III и IV и изверженных породах категории устойчивости IV крепи должны быть с обратным сводом.

В породах категорий устойчивости III и IV допускаются крепи без обратного свода, но с обязательным проведением мероприятий по уменьшению смещений почвы путем упрочнения пород цементацией, их анкерованием или разгрузкой массивов.

Необходимость возведения обратного свода и его параметры определяют на основе расчета смещения пород почвы, податливости забутовки и отпора крепи, а также с учетом времени установки крепи.

7.2.2.7

Выбор типа крепи в соляных породах необходимо осуществлять на основании научно-технического сопровождения с использованием результатов научно-исследовательских работ и опытно-промышленных испытаний для конкретных условий, а при их отсутствии расчеты следует выполнять методами математического (численного) моделирования с применением профильного программного обеспечения.

(п. 7.2.2.7 в ред. Изменения N 1, утв. Приказом Минстроя России от 17.12.2021 N 957/пр)

7.2.2.8

В горизонтальных и наклонных выработках, располагаемых в породах категории устойчивости IV, а также в выработках, испытывающих воздействие очистных работ и других выработок, следует применять крепи, имеющие конструктивную податливость.

7.2.2.9

В рамных крепях должны применяться жесткие из сборного железобетона (плоские, кессонные, равного сопротивления) и гибкие (из металлической сетки, стеклотканевого рулонного материала) межрамные ограждения.

7.2.2.10

В стальных арочных крепях при породах в почве с Rc менее 15 МПа (150 кгс/см2) под стойками арочной крепи следует предусматривать опоры или прогоны, исключающие вдавливание стоек крепи в почву.

7.2.2.11

Податливые элементы любой конструкции крепи выработок, сооружаемых на крутых и наклонных пластах в направлении их простирания, необходимо располагать с учетом ожидаемых максимальных смещений по нормали к напластованию.

7.2.2.12

В наклонных выработках, закрепленных рамной или сборной железобетонной крепью, при углах наклона более 30° следует предусматривать усиленную связь с массивом с помощью тампонажа закрепного пространства, прикрепления элементов крепи к массиву анкерами, опорными венцами и другие меры усиления связи крепи с массивом горных пород.

7.2.2.13

На сопряжениях горизонтальных выработок следует предусматривать бетонные опоры с минимальными размерами 2000 мм - по длине, 500 мм - по ширине со стороны угла сопряжения.

Проектирование сопряжений выработок проводится с учетом сечений сопрягающихся выработок и их взаимного влияния. Требования к расчетным схемам и формулы для определения пролета сопряжений приведены в [10].

(абзац введен Изменением N 1, утв. Приказом Минстроя России от 17.12.2021 N 957/пр)

7.2.2.14

При проектировании крепи для пород категории устойчивости I горизонтальных и наклонных выработок параметры крепи допускается принимать без расчета.

Выбор и расчет конструктивных параметров крепи выработок для пород категорий устойчивости II, III и IV должен проводиться на основе расчета ожидаемых смещений пород и нагрузок на крепь с учетом технологии проведения выработки и возведения крепи (см. приложение А).

7.2.2.15

Требования к определению расчетной нагрузки и параметров рамной податливой крепи приведены в [10]. За областью применения данной инструкции следует руководствоваться результатами научно-технического сопровождения для конкретных условий.

(п. 7.2.2.15 введен Изменением N 1, утв. Приказом Минстроя России от 17.12.2021 N 957/пр)

7.2.3.1

Выбор типа крепи камер и расчет ее параметров следует проводить в зависимости от категории устойчивости пород с учетом степени воздействия очистных и других выработок (см. приложение Е) и следующих требований:

а) крепь выработок, примыкающих к камерам на расстоянии не менее удвоенной ширины выработки (но не менее 5 м), а также против самой камеры, должна иметь деформационные характеристики, близкие к деформационным характеристикам крепи камеры;

б) крепь камер, сооружаемых в породах, склонных к размоканию и набуханию, в которых при эксплуатации находятся шахтные воды (водосборники, осветляющие резервуары), должна выполняться с гидроизоляцией или рассчитываться с учетом снижения прочности пород и дополнительных нагрузок на крепь за счет набухания пород;

в) при расположении складов взрывчатых материалов (ВМ) и камер электрооборудования в обводненных породах следует предусматривать специальные мероприятия по гидроизоляции крепи;

г) в камерах, примыкающих к стволам, балки металлоконструкций под оборудование и для грузоподъемных средств не должны стыковаться с армировкой стволов;

д) крепление балок перекрытий под оборудование и подъемно-транспортные приспособления в камерах должно проектироваться так, чтобы исключить непосредственное воздействие на балки деформаций, возникающих в результате смещений пород.