Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Совершенствование разработки калийных месторождений

..pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
6.57 Mб
Скачать

Показатели НШРУ-1

Интервал изменений содержания нераст­

воримого остатка

в

пласте

1,2 - 3 ,8

Содержание нераство­ римого остатка в слое, %:

12,6824Л - 1,869

20,2340Л + 3,011

30.0726Л + 1,059

40,1208 Л + 2,180

50.1920Л + 0,734

60,2687 Л + 2,038

70,0838Л + 0,842

БПКРУ-2

ШКРУ-3

 

2,7

-

5 ,8

3,6 -

8,8

0,9535

+ 2,002

0,9106 оС

+ 2,804

2 , 7 7 9 1 -

2,198

1,7967 +

1,344

0,7256оО -

0,471

0,7410^0

-

0,693

2,1143оС -

2,045

1,5703Л

-

0,180

0,5482 «С + 0,476

0,5533-

0,032

1 ,8708 оС -

1,442

1,3335

+ 0,456

0 ,4 9 7 2 ^

-

0,179

0,6033

-

0,723

Полученные зависимости с приемлемой для инженерных расчетов точностью позволяют определять более 20 исходных данных для расче­ та качества руды всего по трем геологическим параметрам - мощнос­ ти пласта, содержанию хлористого калия и нерастворимого остатка в пласте. Методика расчета площадей поперечного сечения многоходовых комбайновых камер [ 21 и приведенные зависимости позволяют разрабо­ тать простые программы для расчета качества добываемой руды на ЭВМ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Инструкция по определению, учету и нормированию эксплуата­ ционных потерь и разубоживания сильвинитовых руд для рудников п/о "Уралкалий” . - Пермь / УФ ЕНИИГ, 1983. - 109 с .

2. Герцен Н.И. Инженерный расчет производительности комбайно­ вых комплексов при многоходовой выемке / / Разработка калийных мес­ торождений / Перм.политехи.ин-т. - Пермь, 1984. - С. 17-22.

УЖ 622.231

В.Я. Ковтун, В.Г. Артемов, С.Ф. Бражалович

О ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА РУДЫ НА РУДНИКЕ СПКРУ-3

(Пермский политехнический институт)

На руднике СПКРУ-3

отрабатывают

камерами

два

сильвинитовых

пласта АБ и "Красный П"

с содержанием

/<С£

32,7

и 2 5 ,1% соответ­

ственно. Выемку осуществляют комбайновыми комплексами при соосном расположении камер и управлении подработанной кровлей ленточными целиками. Сохранность сплошности водозащитной толщи обеспечивается

целиками шириной 9 ,3 м при ширине

камер 14,9 м. Совершенно очевид­

но, что вопрос повышения качества

товарной руды при разработке раз­

нокачественных пластов

может быть решен путем изменения соотношения

выемки по пластам,

при

котором увеличение добычи с более богатого

по содержанию КСв

пласта АБ при существующем уровне извлечения

балансовых запасов обеспечит сохранность водозащитной толщи (ВЗТ). Равенство суммарного извлечения запасов по рабочим пластам при из­ менении параметров системы разработки можно выразить уравнением

32

 

 

ААВ ^ А Б *^ к р

h-кр

А AS ^ AS *

^КР

 

 

C (b A B + h « P )

С'(ЬАВ+ Ь * р )

где

Адб ’ А/ср’ Ад^А^. ширина камер до и после изменения параметров

 

 

 

 

системы разработки;

 

 

 

h-дб i hKp

-

вынимаемая мощность отрабатываемых силъвинв-

 

 

9

 

товых пластов АБ и "Красный П";

 

 

 

С, С

-

расстояния между осями камер до и после из­

 

 

 

 

менения параметров системы разработки.

 

Качество руды предполагается улучшить за счет увеличения из­

влечения ее из пласта

АБ, богатого

KCZ , путем уменьшения ширины

междукамерных целиков при неизменной ширине камер

 

 

 

 

 

А а б ~ АAS

 

(2)

 

 

 

 

 

 

 

При этом межосевое расстояние

 

 

 

 

 

 

с = Аа в + 5* а в - л 5 а б >

(3)

 

 

 

 

 

где

ВАБ -

ширина целиков на пласте

АБ;

 

 

-

величина уменьшения ширины целиков на пласте АБ при повы­

 

 

шенном извлечении

руды.

 

 

 

Подставим (2)

и

(3) в ( I ) . После несложных преобразований мож­

но оцределить размеры камер на пласте "Красный П" цри изменении ши­ рины целиков на пласте АБ и соблюдении условия равенства суммарного объема извлечения руды с отрабатываемых пластов:

/

(AA s hAs+A*P hKp) (c - * e A e)-A Ae hAs c

U )

 

 

Очевидно, что сохранность суммарного извлечения обеспечит не­ изменность существующей величины оседания и соответствующей ей кри­ визны. Однако для сохранения сплошности ВЗТ необходимо, чтобы ско­ рость оседания цри этом также не превышала допустимых значений.

 

 

(5)

где

-

значения скоростей оседания от разработки пластов АБ

 

 

и "Краоный П";

Г VJ

-

допустимая скорость оседания.

Условиям разработки (4) и (5) удовлетворяет множество сочета­ ний размеров целиков и камер на сближенных пластах. Б общем виде эта взаимосвязь может быть представлена как

33

после изменения

K C e^ H , 9 ^ , 2 5 . 3 2 , 7 „ Z , 9 . i . 6 . 2 S , ,

% д а )

/4, 9 *3 у2 5 +/2,9 * 4 ,6

Таким образом, при существующем уровне извлечения балансовых запасов и достигнутых допустимых значениях кривизны скорости и ве­ личины оседаний могут быть реализованы цредлагаемые параметры сис­ темы разработки, что позволит повысить качество товарной руды, а , следовательно, снизить расходный коэффициент и увеличить выпуск концентрата без дополнительных затрат*

РАЗДЕЛ Л. МЕХАНИКА ГОРНЫХ ПОРОД

УДК 622.831:539.319

В.Ю. Соколов, Т.Ф. Пепеляева, Ю.П. Ольховиков

НАПРЯЖЕННО-даОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ СОЛЯНОГО МАССИВА ВОКРУГ СОПРЯЖЕНИЯ СТВОЛА СО ШТРЕКОМ

(Пермский политехнический институт, Уральский филиал ВШИТ)

Строительство и эксплуатация вертикальных шахтных стволов и их сопряжений с околоствольными выработками на соляных рудниках осущест­ вляются в сложных горно-геологических условиях, обусловленных интен­ сивной ползучестью соляных пород. Она сопровождается накоплением не­ обратимых деформаций и определяет характер формирования давления на крепь ствола.

По результатам визуальных и шахтных инструментальных наблюде­ ний за состоянием капитальных выработок на Верхнекамских калийных рудниках П ,2 ] и анализа литературных данных С3 ,4 ] можно сделать сле­ дующие выводы:

1. Состояние околоствольных выработок, особенно в местах их сопряжений друг с другом и со стволом, на соляных рудниках неудов­ летворительное.

2. Основными формами проявления горного давления в капиталь­ ных выработках являются:

ползучесть соляных пород, сопровождающаяся разрыхлением Прикон­ турной части массива;

расслоение непосредственной кровли из-за наличия глинистых прослойков;

вывалообраэование пород.

3. Основными факторами, влияющими на интенсивность проявле­ ний горного давления в околоствольных выработках, являются:

горно-геологические - глубина заложения выработки; прочност­ ные, деформационные и реологические свойства пород; наличие глинис­ тых црослойков в приконтурном массиве;

горно-технические - форма и размеры поперечного сечения выра­ ботки; тип и угол сопряжения выработки со стволом или с другой вы­ работкой; коэффициент изрезанности массива, определяемый наличием близлежащих выработок; повышенная влажность приконтурных пород вбли­ зи воздухоподающих стволов.

4. Жесткая крепь капитальных выработок в соляных породах через 3-5 лет после ввода ее в работу разрушается.

Анализ напряженно-деформированного состояния (НДС) соляных по­ род с позиций упруговязкопластической модели его деформирования [53 показал следующее:

1.Смещения породного контура незакрепленной выработки в соля­ ных породах определяются ползучестью и длительной прочностью породы

ирастут со временем, но имеют предельные значения.

2.На глубинах, превышающих 300 м, вокруг одиночной незакреп­ ленной выработки в соляных породах при ее проведении образуется ус­ ловная зона неупругих деформаций, которая со временем расширяется, но имеет предельные размеры. Все процессы разрушения цриконтурных пород происходят в пределах зоны неупругих деформаций.

3.Размеры условной зоны неупругих деформаций моцут быть опре­ делены из решения упругой задачи о НДС массива: в зону входят все те и только те точки массива, в которых максимальное касательное на­

пряжение

превосходит предел длительной прочности породы на

сдвиг

Тдо .

 

Ниже

приводятся резуль­

таты решения задачи о НДС од­

нородного

изотропного пород­

ного

массива в окрестности

узла

одностороннего сопряже­

ния шахтного ствола со штре­ ком. Задача решена в трехмер­ ной упругой постановке. На­ чальное напряженное состоя­ ние массива считалось гидро­ статическим. Расчеты проведе­ ны на ЭВМ БЭСМ-6 по разрабо­ танному на кафедре высшей ма­ тематики ПЛИ пакету программ,

реализующему алгоритмы решения внешней 1фаевой задачи теории уцру-

гости

Гб]

методом

 

граничных интегральных уравнений

(ШУ) [ 7 ] .

Расчетная область, рассматриваемая в задаче, имеет одну плос­

кость

симметрии -

 

0J/2

 

(рис.

I ) . Диаметр

ствола

равен

8 м,

про­

лет штрека 9,6 м. Расчетная область имеет следующие размеры

 

yef-25

м,

3 0 м ] ,

 

г

€ [ - 4

м,

30 м J .

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетная поверхность в реализуемом методе ШУ аппроксимирует­

ся полигональной

поверхностью,

состоящей из

объединения

N

прямо­

угольных

элементов. Количество

элементов настоящего разбиения AI =

= 600. Сгущение элементов вблизи узла сопряжения ствола и штрека

до размеров

0 ,5 -0 ,8

м обеспечило

 

 

 

 

 

 

 

 

достаточную

точность

расчетов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Время счета пакета программ сос­

 

 

 

 

 

 

 

 

тавило 3 ч 10 мин процессорного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

времени ЭВМ БЭСМ-6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На рис.

2 показаны изоли­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нии максимального

 

касательного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

напряжения

Т

в

единицах

на­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

грузки

на бесконечности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(где jf

-

средний

объемный вес

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вышележащих пород; Н - глубина

 

 

 

 

 

 

 

 

 

заложения выработки)

в различ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ных сечениях рассматриваемой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

области. Из рис.

2 ,а,в

видно,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

что наибольшая концентрация мак­

 

 

 

 

 

 

 

 

симального касательного

напряже­

 

 

 

 

 

 

 

 

ния Т

имеет место

в кровле штрека

 

Значение коэффициента

и в стенке ствола. Почва штрека

Рис. 3.

пригрузки

Кд,

 

на

контуре сопря-

разгружена от

напряжений.

 

 

*

"гагощихся выработок"

 

Установлено, что штрек оказывает влияние на НДС пород вокруг

ствола

на расстояние

20 м вверх

и 16 м вниз от "подошвы” штрека.

На рис.

3 показана

эпюра максимальных сжимающих напряжений,

отнесенных к 2%Н

,

по контуру

сопрягающихся

выработок

(коэффициент

пригрузки /Г^). Максимальное значение

= 2,5 достигается

в узле

сопряжения выработок.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Допустим,

что

выработка

пройдена

на глубине

Н -

550 м,

§ -

= 2,2

кН/м3,

 

Т =

 

7,5 МПа

[ 5 ]

. Тогда

граница

условной

зоны

неупру­

гих деформаций совпадает с изолинией

Т / =

*

0 ,6 .

Условная

зона

неупругих

деформаций

на рис.

2

заштрихована.

 

 

 

 

 

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]