Obliczenie grubości obudowy szybowej
Temat:
W osi otworu wiertniczego, w profilu jak na rysunku, ma być przebity szyb o średnicy φ . Obliczyć i zestawić graficznie ciśnienie na obudowę szybu panujące na poszczególnych głębokościach oraz grubość tej obudowy jeżeli naprężenie dopuszczalne dla materiału obudowy wynosi kc. Właściwości dla poszczególnych warstw skalnych przyjąć orientacyjnie z literatury.
Średnica szybu w wyłomie
Φ = ,
4 2 m
Głębokość szybu
H=480 m
Naprężenia dopuszczalne
kN
kN
Kc= 490
=4900
2
2
cm
m
Nr.
Głębokość
Ciężar
Wsp.
warstwy
Warstwa
spągu [m]
obj. γ [
3
kN / m ] rozpieraniaω
i
1
50
Glina zwięzła
20
0,12
2
75
Łupek piaszczysty
28
0,02
3
162
Piaskowiec o lepiszczu ilastym 18,5
0,07
4
182
Kurzawka
22
0,50
5
208
Łupek ilasty
28
0,12
6
318
Wapień dolomitowy
17
0,02
7
342
Łupek piaszczysty
28
0,01
8
359
Dolomit kruszconośny
28
0,01
9
383
Wapień krystaliczny
27
0,003
10
420
Piaskowiec
21
0,01
11
423
Węgiel
12,7
0,12
12
720
Łupek piaszczysty
28
0,01
Wartości te zaczerpnięto z: Sałustowicz – Zarys Mechaniki Górotworu Lambe – Mechanika Gruntów
1.Wyznaczenie Psz max.
i−1
'
Psz
H
-Psz przy stropie warstwy i st =
∑γ
i
⋅ω
i=1
i
Psz '
H
-Psz przy spągu warstwy i sp =
∑γ
i
⋅ω
i=1
[ Psz γ
ω
i ] = [
⋅ H ⋅ ] kN
kN
=
⋅ m =
3
2
m
m
Psz
> Psz max
i( st )( sp) Warstwa
Miąższość
γ ⋅ H
∑ (γ ⋅ H )
Psz( st ) Psz( sp ) i
i
i
i
i
i
warstwy H
i [ m]
[
2
kN / m ]
[
[
2
kN / m ]
[
2
kN / m ]
2
kN / m ]
1
50
1000
1000
0
120
2
25
700
1700
20
34
3
87
1609,5
3309,5
119
231,67
4
20
440
3749,5
1654,75
1874,75
5
26
728
4477,5
449,94
537,30
6
110
1870
6347,5
89,55
126,95
7
24
672
7019,5
63,475
70,20
8
17
476
7495,5
70,195
74,96
9
24
648
8143,5
22,4865
24,43
10
37
777
8920,5
81,435
89,21
11
3
38,1
8958,6
1070,46
1075,03
12
77
2156
11114,6
89,586
111,146
kN
Psz max - działające na spągu warstwy 4 (kurzawka) - 1874,75
2
m
W dalszych obliczeniach przyjmujemy Pszmax=Psz
2. Obliczenie grubości obudowy szybu metodą Serlo Psz
t = R
-dla średnicy w wyłomie
s
Kc
Psz
t = r
-dla średnicy w świetle
s
Kc − Psz
Φ
R =
=
m
1
,
2
2
kN
1874,75
2
t = 1
,
2
= 8
,
0 m
[ t =
=
s ]
m
m
m
s
4900
kN
m 2
3. Obliczenie grubości obudowy szybu metodą Lame’go
Kc − 2 Psz
t
1
-dla średnicy w wyłomie
l = R −
Kc
Kc
t
-dla średnicy w świetle
l = r
−1
Kc − 2 Psz
4900 − 2 ⋅187 ,
4 75
t = 1
,
2 1
−
= ,
1 092 m
l
4900
Wymagana grubość obudowy wynosi:
t(S) = 0,8 [m] - wg metody Serlo
t(L) = 1,092 [m] - wg metody Lame’go
Wykres ciśnień poziomych Skala pionowa (1:3000)
2000 1500 1000
500
0
0
500
1000
1500 2000
Glina zwięzła
50
Łupek piaszczysty
75
Piaskowiec o
lepiszczu
ilastym
162
Pszmax
182
Kurzawka
Łupek ilasty
208
Wapień
dolomitowy
183
342
Łupek piaszczysty
359
Dolomit kruszconośny
Wapień krystaliczny
383
Piaskowiec
420
Węgiel
423
Łupek
piaszczysty
480