WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Рис. 2. Коэффициент концентрации напряжений (а) и зоны деформаций (б) в целике шириной в два пролета выработки: 1 – зона разрушенной породы; 2 – зона пластических деформаций; 3 – упругая область.

Таблица 1

Прочностные свойства богатых железных руд Яковлевского

месторождения

Наименование руд

Предел прочности

Угол внутреннего трения, градус

Сцепление,

МПа

при одноосном сжатии, МПа

при одноосном растяжении, МПа

Метод разрушения сферическими инденторами

Руда богатая железнослюдково-мартитовая и мартитовая

Проба 1

1,52-1,9

1,71

0,07-0,19

0,13

22-31о

26о

0,47-0,59

0,53

Проба 2

4,36-5,2

4,78

0,29-0,56

0,42

21-27о

24о

1,35-1,8

1,57

Руда мартит-гидрогематитовая

Проба 1

4,32-6,26

5,29

0,45-0,85

0,65

16-24о

20о

1,46-2,24

1,85

Проба 2

8,97-23,67

16,32

0,69-2,31

1,50

22-26о

24о

2,88-7,8

5,34

Метод сверления

Руда богатая железнослюдково-мартитовая и мартитовая

8,7-13,8

11,2

0,8-2,4

1,6

23-27о

25о

2,9-4,4

3,6

Руда гидрогематит-мартитовая

2,6-8,4

6,9

0,9-3,0

1,9

14-20

16

0,6-2,7

1,8

Метод, определения на уплотненных образцах

Руда богатая железнослюдково-мартитовая и мартитовая

0,058 - 1,15

0,83

8-9

0,025 - 0,5

0,36

Руда мартит-гидрогематитовая

0,45 - 2,42

1,087

23

0,15 - 0,80

0,36

Целик находится в предельном состоянии и при задержках с закладкой выработок устойчивость целика может быть нарушена. Следовательно, в рыхлых рудах повышение напряжений в целиках шириной 4,9 – 9,8 м между параллельными выработками и разрушение боков целиков являются факторами, определяющим устойчивость выработок. При ширине целика в 3 и более пролетов выработок взаимным влиянием на их устойчивость можно пренебречь.

2. Зона предельного состояния в кровле выработок, пройденных вприсечку к бетонной закладке при последовательном порядке строительства, растет пропорционально пролету подработанного пространства и стабилизируется на уровне, зависящем от величины пустот под кровлей перекрытия.

При полной, на все сечение, закладке выработок, пройденных вприсечку к бетону, зона отжима к боку выработки увеличивается в 2 раза по сравнению с одиночной выработкой. Нагрузка на крепь и размеры зон отжима практически не зависят от пролета подработанного пространства (рис. 3, а). Недозаклад в 0,1; 0,3; 0,5 м увеличивает зону отжима в боку выработки в 2,8; 3,5; 4 раза по сравнению с одиночной выработкой и составляет 2,0; 2,5 и 2,8 м (табл. 2).

Таблица 2

Размер (м) зоны неупругих деформаций в боку и кровле при

последовательном (вприсечку) проведении выработок.

Расположение зоны неупругих деформаций

Полная закладка

Величина недозаклада, м

0,1

0,3

0,5

Размер зоны неупругих деформаций, м

Бок выработки

1,4

2,0

2,5

2,8

Кровля выработки

0,8

3,3

6,7

8,6

При недозакладе в 0,1 м и более зона неупругих деформаций наблюдается не только в боку, но и в кровле смежных выработок (рис. 3, б – г). Размер зоны отжима в кровле зависит от величины пустот в кровле и увеличивается пропорционально пролету подработанного пространства. Зона предельного состояния растет равномерно по мере увеличения подработанного пространства и стабилизируется на уровне, зависящем от величины недозаклада (рис. 3). Очевиден эффект зависания рудной потолочины над подработанной площадью. Стабилизация размеров зоны предельного состояния наблюдается с момента посадки потолочины на бетонное перекрытие.

Дальнейшее проведение выработок вприсечку к бетонной закладке в направлении развития проходческих работ по нарушенному целику будет осложнено возможными отслоениями и вывалами с боков и кровли.

Рис. 3. Динамика формирования зон предельного состояния вокруг выработок в кровле и боках

при последовательном проведении и закладке ортов:1, 2, … 13 – порядок проведения выработок.

3. В рыхлых рудах нагрузка на крепь выработок первой очереди создается отслоившейся от массива рудой, объем которой зависит от способа проходки и пустот, оставленных без забутовки при креплении; в выработках второй очереди мощность зон возможного обрушения и нагрузки на крепь в 1,5 2,0 раза больше, за счет пустот и обрушений в кровле смежных выработок.

Схема формирования вертикальной нагрузки на арочную крепь выработки первой очереди, не испытывающей влияния параллельных выработок, представлена на рис. 4. Рассматривается неблагоприятный случай. В кровле оставлены незабученные пустоты толщиной. Руда в кровле обрушается в объеме, достаточном для подбучивания контура свода разуплотненной рудой. Мощность слоя обрушенной руды определяется в зависимости от ее плотности в своде обрушения по равенству массы до и после обрушения:

где, - плотность руды в целике и в своде обрушения. Тогда вертикальная нагрузка на крепь определяется из выражения решенного относительно “”:

или

где - коэффициент разрыхления руды в своде обрушения.

По данным натурных наблюдений мощность зоны разуплотнения в среднем составляет при буровзрывном способе 0,7 – 0,9 м, при комбайновом 0,3 – 0,5 м. При переборах в кровле до 0,3 м вертикальная нагрузка на арочную крепь возрастает на 20%, при переборах 0,5 м – на 40%, по сравнению с нагрузкой при полной закладке закрепного пространства выработки.

Расчетные нагрузки на крепь КМП-А3 при переборах 0,2; 0,3; 0,5 м представлены в таблице 3.

Рис. 4. Схема формирования нагрузки на крепи выработок первой очереди:

В1 и hc –параметры крепи; к - линейные переборы руды в кровле; m – мощность слоя обрушенной руды в кровле;

В - ширина основания свода естественного равновесия.

Таблица 3

Вертикальная нагрузка на крепь КМП-А3

Величина переборов

, м

Плотность руды,

= 23 кН/м3

Плотность руды,

= 25 кН/м3

m, м

, кН/м2

m, м

, кН/м2

0,2

0,46

15,2

0,63

20,6

0,3

0,69

22,8

0,94

30,9

0,5

1,15

37,9

1,56

51,5

По данным зондирования закрепного пространства, среднее значение переборов в выработках, пройденных комбайном, составляет 0,26 м. Таким образом, при качественной забутовке расчетная вертикальная нагрузка не превышает 23 – 30 кН/м2. При буровзрывном способе проходки нагрузка возрастает в 1,5 раза. Таким образом, переход от буровзрывного на комбайновый способ проходки позволяет снизить объемы переборов на 30 – 50 % и нагрузку на крепь параллельных взаимовлияющих выработок.

Максимальная нагрузка на крепь имеет место в случае оставления пустот за крепью без забутовки или отслоения руды крупными глыбами. В этом случае нагрузка создается весом руды в своде обрушения. По данным натурных наблюдений, высота свода обрушения не превышает 0,46 его пролета.

Схема формирования нагрузки на крепь выработок второй очереди при проходке выработок по целику между заложенными бетоном выработками первой очереди представлена на рис.5.

Согласно результатам моделирования максимальная мощность разуплотненной зоны в кровле равна 2,1 – 2,7 м. Зона разуплотнения увеличивается за счет разуплотненного слоя в боках и кровле ранее пройденных смежных выработок и под влиянием проходки выработки второй очереди.

Рис. 5. Схема формирования нагрузки на крепь выработок второй очереди, пройденных по разделительному целику

Мощность разуплотненной зоны (h1) в кровле выработок второй очереди складывается из слоя руды, отслоившийся при строительстве выработок первой очереди (h) и высоты зоны разуплотнения при проходке выработок второй очереди :

По данным моделирования, в кровле выработок второй очереди, пройденных по целику шириной в один пролет выработки, мощность слоя разуплотненной руды при буровзрывном способе равна 2,1 – 2,6 м, комбайновом – 1,4 – 1,8 м.

Нагрузка на крепь выработок второй очереди определяется весом руды в разуплотненном своде:

На основе полученных экспериментально-аналитических зависимостей определена вертикальная нагрузка на арочную крепь выработок первой и второй очереди (рис. 6).

Рис. 6. Вертикальная нагрузка на крепь КМП-А3 при проведении выработок через целики в один пролет: 1, … 13 – порядок проведения выработок.

Проходка выработок второй очереди потребует особого внимания к безопасности работ. Из-за предельной напряженности целика деформации вышележащей рудной толщи могут реализоваться в виде отколов и вывалов с груди забоя и кровли выработок.

Вертикальная нагрузка при последовательном проведении выработок при различной величине пустот в кровле выработок представлена на рис.7.

Рис. 7. Вертикальная нагрузка на крепь КМП-А3:

переборы в кровле выработки 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6 м.

По результатам расчетов даны рекомендации по выбору типоразмер спецпрофиля и плотности расстановки арок КМП-А3 в зависимости от величины переборов, порядка и способа проведения выработок сечением в свету 17,9 м2, пройденных с оставлением целика шириной в один пролет выработки и по целику (табл. 4).

Таблица 4

Расчетные нагрузки и параметры крепи КМП-А3 при проведении выработок через целики шириной в один пролет выработки.

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»