Форму поперечного сечения выработки выбирают в зависимости от свойств горных пород, величины горного давления и его проявления, типа и конструкции крепи, назначения и срока службы выработки, а также способа её проведения. При выборе формы поперечного сечения горной выработки необходимо руководствоваться следующими основными технико-экономическими требованиями: высокая устойчивость формы при воздействии на неё горного давления, максимум полезной площади сечения, экономичность и удобство эксплуатации. Необходимыми исходными данными для оценки устойчивости контура поперечного сечения являются:

f=15- коэффициент крепости пород по М.М. Протодьяконову;

р=2650 кг/куб.м- плотность вышележащей толщи пород;

Н=375- глубина заложения выработки;

m=0,23- коэффициент Пуассона.

До проведения выработки породный массив находится в равновесном силовом состоянии. При проведении выработки равновесное состояние массива горных пород нарушается, поэтому необходимо рассчитать, прочностную характеристику горной породы.

Ориентировочно определяется прочностная характеристика горной породы – предел прочности на одноосное сжатие горных пород по которым производится выработка: s_СЖ = f*10⁷ = 15*10⁷

Вычисляется показатель устойчивости контура горной выработки:

П_У = (р*g*Н)/ s_СЖ =(2650*9,81*375)/(15*10⁷) = 0,065

По значению показателя устойчивости выбирается материал для крепления:

Рекомендации по выбору крепи на основании параметра устойчивости П_у

Для боков проектируемой горизонтальной выработки запас прочности рассчитаем по формуле:

n_б = (s_СЖ* К_С *К_∞)/ (с*g*Н*К₁) = (15*10⁷*1,0*0,8)/(2650*9,81*375*2,9) = 4,2

s_СЖ - предел прочности горных пород на одноосное сжатие;

К_С- коэффициент структурного ослабления пород, зависящий от степени трещиноватости;

К_∞- коэффициент длительной прочности, учитывающий уменьшение прочности пород во времени.

К₁- коэффициент концентрации напряжений в боках выработки.

Оценка запаса прочности пород в кровле выработки (причём на этом этапе оценок кровля выработки принимается плоской):

n_б = (s_СЖ* К_р *К_С *К_∞)/ (р*g*Н*К₂*л) = (15*10⁷*0,1*1,0*0,8)/(2650*9,81*375*1,0*0,29) = 4,2

К_р- коэффициент, учитывающий соотношение между пределами прочности породы на растяжение и сжатие;

К₂ - коэффициент концентрации напряжений в плоской кровле;

 - коэффициент бокового давления (горизонтального распора) рассчитывается по значению коэффициента Пуассона:

л = м/ (1 – м) = 0,23/(1-0,23) = 0,29

м – коэффициент Пуассона

По расчётной оценке запаса прочности и принимаем прямоугольно-сводчатое сечение проектируемой выработки.

Вывод: проектируемая выработка проходится с анкерной крепью прямоугольно-сводчатой формой поперечного сечения.