Материал: Технология строительства подземных сооружений. Специальные способы строительства

верхности цилиндра не должны переходить в пластическое со­

длительной прочности aSg (при действии нагрузки свыше 10 ч)

Как показывают расчеты, формула рекомендуется для оп­ ределения толщины ледопородного ограждения при заморажи­ вании горных пород на глубину 100—150 м. При дальнейшем увеличении глубины, а следовательно, и давления пород фор­ мула дает завышенные размеры.

Как указывалось выше (см. рис. 4.3), замороженные поро­ ды могут работать без разрушения еще весьма длительное время в пределах области установившегося течения. Было бы нецелесообразным в расчетах размеров ледопородных огражде­

надежной работы ледопородных конструкций за пределом уп­ ругости. Поэтому в последние годы в связи с освоением место­ рождений полезных ископаемых на большой глубине были раз­ работаны методы расчета ледопородного ограждения по пре­ дельным состояниям, которые более полно отражают физичес­ кие процессы, происходящие в ледопородном ограждении при его работе под нагрузкой с учетом переменных прочностных и деформационных характеристик мерзлых пород и технологии производства горнопроходческих работ. Наиболее широкое распространение в практике проектирования ледопородных ограждений нашел метод расчета по предельным состояниям из условий прочности и по деформациям при усредненных зна­ чениях прочностных и деформационных характеристик заморо­ женных пород.

Метод расчета по прочности заключается в определении такой толщины ледопородного ограждения, при которой сколь угодно малое увеличение внешней радиальной нагрузки при­ водит к нарушению предельного равновесия ледопородного ог­ раждения. Расчет по предельному деформированному состоя­ нию с учетом ползучести замороженных пород заключается в определении такой толщины ледопородного ограждения, при которой максимально возможное смещение внутренней обна­ женной поверхности ограждения под действием радиальной внешней нагрузки ие превысит некоторой допускаемой величи­ ны по условиям технологии проходки ствола.

Метод расчета разработан применительно к двум техноло­ гическим (расчетным) схемам проходки ствола — большими

Рис.. 4.7. Расчетная схема толщины ледопородиого ограждения неограничен­ ной высоты (а):-

и малыми заходками. Первую схему применяют при проходке стволов, когда постоянную крепь возводят после выемки поро­ ды на высоту 50—70 м и более, или при проходке неглубоких стволов после окончания работ по выемке породы на полную глубину. В этом случае ледопородное ограждение работает как

характерна для проходки стволов по совмещенной схеме, когда вслед за выемкой породы с отставанием на 1—2 м от забоя ствола возводят тюбинговую крепь. В этом случае на работу кольца из ледопородного ограждения существенное влияние оказывают торцы незакрепленной части цилиндра. При этом

возможны два случая: если в ледопородном ограждении про­ морожено и ядро сечения, то имеет место двойное защемление верхнего и нижнего торцов ледопородного цилиндра (рис. 4.7, б) ; если ядро сечения ледопородного ограждения не промо­

по сечению ствола.

Расчет по предельному напряженному состоянию рекомен­ дуется выполнять по следующим формулам:

при полном защемлении только по верхнему торцу ледопо­ родного цилиндра в месте контакта обнаженных стенок ствола с постоянной крепью (случай проходки по незамороженным породам внутри контура ствола)

Et = ]/3 " W (crs);

при этом коэффициент запаса k%находится в пределах

УЗ Ph \ .

1 <*”<1 +1 ^ 1 п ( 1 4 °,Яв Г

при полном защемлении по двум торцам (проходку, осуще­ ствляют по породам, промороженным внутри контура ствола)

л/

дения Е, равную большему из них.

В вышеприведенных формулах, помимо ранее встречавших­

породы, МПа. Значения С для супеси в зависимости от сред­

участка ограждения из замороженных пород (заходки), м; k —

расчетное значение коэффициента k будет заключено в преде­ лах 0,5 1+т< А < 1 .

4.1.7. Расчет мощности замораживающей станции и времени ее работы

Для определения мощности замораживающей станции ис­ пользуют так называемый балансовый метод, исходя из кото­ рого теплопоглощающая способность колонок QK должна быть

равна или больше количества тепла, которое необходимо отве­ сти от породы 'при ее замораживании Qâ, и количества тепла, идущего на охлаждение пород, окружающих ледопородное ог­ раждение Qox, т. е.

Q.-.1+ Qox-

Количество холода, необходимое для замораживания,

пературы льдообразования до заданной температуры замора­ живания itcp,