Задание на проектирование. Основы механики горных пород, страница 21

d_а = см,

- для железобетонного

d_а =  см.

где R_а – расчетное сопротивление материала стержня анкера, принимаемое по ГОСТам для арматурной стали.

4.7. Расчет набрызг-бетонного покрытия

Крепь подземных горных выработок, возводимая методом набрызгового покрытия бетонным составом обнаженной поверхности призабойного пространства имеет два различных способа приготовления и нанесения готовой рабочей смеси на открытые поверхности стенок и кровли выработок.

Первый способ называется торкретированием обнаженных поверхностей выработок. Готовая сухая бетонная смесь по шлангу под давлением сжатого воздуха с большой скоростью выходит из сопла, в котором в готовую смесь подается дозированное количество воды, необходимое для образования густой консистентной влажной бетонной смеси, способной механически прочно соединиться с поверхностью породы. Сухая смеь для торкретирования изготавливается из обычного, быстросхватывающегося или быстротвердеющего цемента (300 – 350 кг на 1 м³ готовой сухой смеси), песка и щебня. Песок делится по фракциям: от 0,14 мм до 1,2 мм – 60%, а от 1,25 до 5,0 мм – 40%. Отношение воды к цементу находится в пределах 0,4 ÷ 0,5 и зависит от влажности заполнителя.

Добавка ускорителя твердения вводится в воду в количестве от 1,8 до 3,9% от массы цемента. В качестве ускоряющих добавок как при торкретировании, так и при набрызг-бетонировании применяются следующие химреактивы:

- ОЭС – алюминат натрия (NaAlO +NaAlO₂) с бокситами (алюминат натрия представляет собой механическую смесь непостоянного соотношения алюмината натрия и алюминита натрия – натриевых солей слабых алюминиевой и алюминиевистой кислот – HAlO и HAlO₂);

- НКА - алюминат натрия с углекислым калием (NaAlO +NaAlO₂) + К₂СО₃;

- фтористый натрий NaF в чистом виде.

Добавка ускорителя обеспечивает начало схватывания покрытия через 1,5 ÷ 2,5 мин.

Второй способ крепления покрытием обнаженной поверхности подземных горных выработок называется набрызг-бетонным покрытием и представляет собой нанесение готовой бетонной смеси, вылетающей из сопла машины для набрызг-бетона (машина для набрызг-бетона БМ-80 и др.) с большой скоростью на поверхность породы. Частицы цемента с мелкими фракциями песка забиваются в пустоты и трещины пород стенок и кровли выработки. После схватывания и упрочнения бетона, приконтурный слой породы работает совместно с набрызг-бетонным покрытием, образуя конструкцию крепи с высокой несущей способностью. Кроме того, нанесенная даже тонким слоем набрызг-бетонная крепь, как и торкрет-бетонная крепь предохраняет породы от воздействия внешних факторов (вода, влага, выветривание и др.) меняющих состав и свойства пород и снижающий их прочность.

Готовая рабочая смесь для набрызг-бетона, как и для торкретирования, состоит из обычного, быстросхватывающегося или быстротвердеющего цемента (300 – 350 кг на 1 м³ готовой сухой смеси), песка и щебня. Песок фракцией до  5,0 мм – 60%, остальное щебень фракциями от 5,0 до 10 мм составляет 50 ÷ 60%, от 10 до 20 мм – 40 ÷ 50%. Максимальный размер отдельных включений в набрызг-бетоне допускается 25 мм, а в торкрет-бетоне – 8 мм.

Набрызг-бетонное покрытие применяется как самостоятельно, так и в сочетании с анкерной крепью, а также с покрытием породы перед бетонированием металлической cеткой под анкера.

В ответственных горных выработках имеет место применения в слабых сильнотрещиноватых слабоустойчивых породах с крепостью  f≤ 4 крепление арочной крепью совместно с металлической сеткой и набрызг-бетоном. 

В общем случае, и в в курсовой работе в частности, толщина покрытия из набрызг-бетона определяется из эмпирической формулы:

 =k´a ,

В формуле приняты следующие обозначения

∆- среднее значение толщины покрытия из набрызг-бетона по периметру выработки (с точностью до 1 см)

k´ - эмпирический коэффициент. Принимается равным:

- при закреплении выработки только набрызг-бетоном k´=  0,35,

– при совместном использовании анкеров и набрызг-бетона k´ = 0,25,