13. РАСЧЕТ КРЕПЛЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ
а) Крепление на «подшашках» в рыхлых породах
Когда требуется определить размер крепления вертикальной выработки прямоугольного сечения, поступают следующим образом. \69\

Если крепление производится на «подшашках» высотою h и при длине длинной стороны бруса t, на брус действует сила pht или, выразив t в cм, сила 100pht.

Наибольший изгибающий момент
.
Момент сопротивления прямоугольного сечения бруса при его высоте а и ширине b:
.
Если брус квадратный, то b=a и
.
Таким образом,
.
откуда
      (56)
Для рыхлых пород, подставив значение для р из выражения (27) и выразив t в см, имеем

      (57)
где

ПРИМЕР

Пусть требуется определить толщину деревянного крепления вертикальной прямоугольной выработки, длина длинной стороны сечения коей t= 4 м. Породы - насыпной грунт. «Подшашки» - через 0,75 м (h = 75 см).

По нашей таблице (стр.35): и

Согласно формуле (57) при креплении дубовыми брусьями прямоугольного сечения:

  см.
\70\ Отсюда заключаем, что в рассматриваемых породах крепление нужно производить без «подшашек», - сплошным срубом.

При расчете крепления вертикальных выработок деревом на «подшашках» лучше задаваться толщиною брусьев и определять расстояние между рамами или, что все равно, длину «подшашек»; в этом случае формула (57) примет вид
      (58)
Если задаться в нашем случае толщиной бруса в 24 см, то расстояние между рамами составит

  см,
или на 1 пог.м рам:

Совершенно очевидно, что при указанной толщине брусьев разместить 13 рам на 1 пог.м невозможно. Поэтому необходимо устанавливать расстрелы, чем соответственно сократится длина поперечного сечения t вертикальной выработки, что и делается на практике даже в более устойчивых породах при заданной длине поперечного сечения выработки.

б) Крепление на «подшашках» в устойчивых породах

И здесь мы имеем силу, действующую на брус длинной стороны вертикальной выработки 100pht, и наибольший изгибающий момент

Момент сопротивления бруса квадратного сечения со стороной квадрата а:
  и   Подставив в полученное выражение значение для Р из формулы (39), имеем:


откуда
      (59)
\71\ ПРИМЕР

Пусть требуется определить число необходимых рам для закрепления вертикальной выработки, проводимой в мелкослоистом песчанике и крепких глинистых сланцах, при толщине квадратного дубового бруса 240 мм и при длинной стороне выработки t = 4 м.

По нашей классификации для такой породы =11,4, и согласно формуле
  мм,
или число рам на 1 пог.м составит

И здесь при заданной длинной стороне выработки необходимо сплошное крепление или установка расстрелов.

в) Крепление сплошным срубом
1. Вертикальные выработки в рыхлых породах.

При креплении сплошным дубом на крепь действует сила 100pta (сохраняя предыдущие обозначения).

Наибольший изгибающий момент

Момент сопротивления квадратного бруса nbsp; и  

Сократив на а, имеем:
      (59a)
Подставим значение для р из выражения (27):

При заданной толщине бруса напряжение составит:
      (60)
или, приняв допустимое напряжение для леса, определяют толщину брусьев

      (61)
\71\ ПРИМЕР

Требуется определить размер крепи вертикальной выработки, проводимой в тех же условиях, что при креплении на «подшашках» в рыхлой породе.
  мм,
т. е. при заданной длине t нельзя крепить без расстрелов.

Если ставить расстрелы и расчет вести по короткой стороне выработки, например, t = 2,5 м, то

  мм.
В случае, если брус прямоугольного сечения (а не квадратного), необходимо задаться высотой его b и определять его толщину, исходя из выражения

Для крепления сплошным срубом b сокращается. При креплении же на «подшашках» высота бруса должна быть учтена.

2. Крепление прямоугольных выработок в устойчивых породах
В формуле (59а) заменяем р его значением из формулы (39):


откуда
      (62)
или допустимое напряжение
      (63)
ПРИМЕР

Для прямоугольной вертикальной выработки с длинной стороной сечением в 4 м, закрепляемой сплошным срубом, определить необходимую толщину дубовых брусьев при проходке в породах, для которых = 12.

Согласно выражению (62) имеем:
  мм.

Как видим, выработку данного сечения можно крепить без расстрелов.
________________________