Совершенствование разработки соляных месторождений

Совершенствование разработки соляных месторождений. Пермь, 1990

12. Фейт Г.Н. Исследование влияния способа управления горным давлением на выбросоопасность призабойной зоны угольного пласта// Науч.сообщ./ИГД им.А.А.Скочинского. М., 1983. Вып.217. С. 12-18.

13.Фейт Г.Н., Гайко Э.И., Горбунов А.К. Влияние способов уп­ равления горным давлением на выбросоопасность угольных пластов в центральном районе Донбасса// Науч.сообщ./ ИГД им.А.А.Скочинского.

М., 1987. Вып.221. С. I07-II4.

14.Хамилова-Малькова Р.И. Изменение напряженно-деформирован­ ного состояния краевой части угольного пласта при наличии разгру­ зочных щелей// Науч.сообщ./ ИГД им.А.А.Скочинского. М., 1987.

Вып.221. С. 79-83.

15.Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. М.: Наука, 1974. 112 с.

16.Шемякин Е.И., Фисенко Г.Л., Курленя М.В. Зональная дезин­ теграция горных пород вокруг подземных выработок. Ч.З. Теоретичес­ кие представления// ФТПРПИ. 1987. & I. С. 3-8.

Получено 20.10.89

УДК 622.831.325.2.016.II2.2

С.А.КОНСТАНТИНОВА, В.К.КОМИССАРОВА (Уральский филиал БНИИГ), Ю.Н.ПАДЕРИН (ПО ’Уралкалий")

ОБ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЩЕЛЕВОЙ РАЗГРУЗКИ КРОВЛИ Ш Ш А Л Ь Н Ы Х ВЫРАБОТОК

Приведены результаты решения задачи об устойчивости выработки, пройденной ком­ байном в однородном изотропном массиве соляных пород, в кровле которой при её проведении прорезана щель. Приведены за­ висимости коэффициента повышения време­ ни устойчивого состояния выработки от относительной высоты щели и времени за­ крытия щели от её высоты и глубины раз­ работки.

Разгрузочные щели получили широкое применение на Солигорских и Верхнекамских калийных рудниках как один из способов охраны гор­ ных выработок.

В настоящее время на Верхнекамских калийных рудниках применя­

они склонны к ползучести, интенсивность которой нелинейно зависит от напряженного состояния приконтурного массива и сопровождается образованием и развитием микротрещин. Соляные породы обладают спо­ собностью "длительно” деформироваться в "запредельной” стадии, при этом снижаются их прочностные и деформационные характеристики. Очевидно, что для соляных пород метод щелевой разгрузки требует

теоретического обоснования, так как параметры её определены только для прочных упругих пород /5/.

Рассмотрим некоторые качественные результаты исследований на­ пряженно-деформированного состояния (НДС) и устойчивости приконтурных пород в окрестности капитальной выработки методом матема­ тического моделирования процессов их деформирования и разруше­

глубь массива. Породы в этой зоне нелинейно деформируются, раз­ рыхляются, накапливают повреждения. Напряжения в породах релаксируют, причем релаксация проявляется, в основном, в местах их наибольшей первоначальной концентрации в первые же часы существо­ вания выработки.

В некоторый момент времени t# для одного или нескольких элементов вблизи контура выработки выполняется условие предельной повреждаемости. Появляется зона предельных деформаций (зона скры­ того разрушения), фронт которой при t У t# движется в глубь массива. В области скрытого разрушения прочностное (& с ж ) и деформационные (£) свойства являются непрерывными функциями рас­ стояния от центра выработки до точки приконтурного массива и вре­ мени t . Наименьшее значение они принимают на контуре выработки, а с удалением от него монотонно возрастают до границы, разделяю­ щей области предельных и допредельных деформаций. На предельной

стадии деформирования релаксация напряжений носит не только коли­ чественный, но и качественный характер: максимум напряжений со временем перемещается в глубь массива, уменьшаясь по величине.

Разгрузочная щель изменяет напряженное состояние приконтурных пород. На конце щели возникает повышенная концентрация напряжений,

повышения времени устойчивого состояния щели будет достигнут исклю­ чительно за счет изменения формы выработки.

В качестве модели деформирования и разрушения приконтурных соляных пород принята феноменологическая модель /5/.

Параметры модели приняты в соответствии с работойi/3/. Мо­ дель учитывает основные свойства соляных пород и формы проявления горного давления в калийных рудниках в окрестности капитальных выработок.

Расчетами установлено, что вертикальные смещения кровли выра­ ботки со щелью несколько выше, чем кровли без щели. В натурных ус­ ловиях Солигорских калийных рудников П.П.Ногиным установлено, что

Рис.З иллюстрирует факт повышения устойчивости выработки со щелью в её кровле при всех уровнях действующих нагрузок /&С)К (где ^ - средний вес вышележащих пород, <эсук - прочность приконтурных пород на одноосное сжатие). Очевидно, при наличии щели в кровле выработки приконтурные породы переходят в более высокую категорию устойчивости.

Библиографический список

1.Константинова С.А. Об одной феноменологической модели де­ формирования и разрушения соляных пород при длительном действии сжимающих нагрузок// ФТПРПИ. 1983. № 3. С. 8-13.

2.Константинова С.А., Кириченко М.В., Якубович В.В. Влияние разгрузочной щели на напряженное состояние соляных пород вокруг капитальной выработки и его изменение во времени// Совершенство­ вание разработки калийных месторождений/ Перм.политехи.ин-т. Пермь, 1987. С. 132-136.

3.Константинова С.А., Саврасов И.Ф. Напряженно-деформиро­

ванное состояние и устойчивость соляных пород вокруг выработки с учетом нелинейности их деформирования, разрыхления и возможно­ сти перехода деформаций в предельную стадию// ФТПРПИ. 1983. £ 2.

С.29-35.

4.Константинова С.А., Саврасов И.Ф., Кириченко М.В. Влияние

разгрузочной щели на устойчивость капитальной выработки в соляных

Получено 20.10.89

Совершенствование разработки соляных месторождений. Пермь, 1990

УДК 622.831.2.016.3

И.Ф.САВРАСОВ, Ю.М.ЯЕБОВСКИ’1 а , Г.Д.ПОЛЯНИНА (Пермский политехнический институт), С.А.КОНСТАНТИНОВА (Уральски!: филиал ВНИИГ), Ю.Н.ПАДЕРИН (ПО "Уралкалий")

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ВРЕМЕНИ УСТОЙЧИВОГО СОСТОЯНИЯ ВЫРАБОТОК СО Щ Е Ш Ш

Приводится методика расчета времени ус­ тойчивого состояния выработок со щелями. Метод математического моделирования, положенный в основу методики, учитывает ряд факторов, влияющих на устойчивость выработок. Для удобства использования методики результаты расчетов представ­ лены в виде инженерной формулы.

Щелевая разгрузка является одним из способов охраны горных выработок, в связи с чем обоснованный выбор параметров щелей поз­ воляет увеличить время устойчивого состояния выработок.

Метод математического моделирования, используемый в предла­ гаемой методике расчета, учитывает как различные горно-геологи­ ческие и горно-технические* факторы, влияющие на устойчивость вы­ работок, так и все основные формы проявления горного давления на калийных рудниках /1,2/.

При расчетах напряженно-деформированного состояния и оценке устойчивости приконтурных пород использованы современные представ ления о деформировании и разрушении соляных пород /2/.

Предлагаемая методика позволяет определять время устойчивого состояния полевых и пластовых незакрепленных выработок со щелями, проводимых комбайнами или буровзрывным способом и расположенных как в неотработанном массиве, так и в зоне влияния очистных работ

Сравнение результатов расчетов с экспериментальными данными дало удовлетворительное совпадение (разница в смещениях контура выработки не превышает 35 %).

Для практического применения результатов расчетов па ЭIi\: они представлены в виде инженерной формулы

-0,3)\[1+2,856(ащ-0,12)-81,25(ащ-0,12)К /244,79/(ащ-

-0,/2)3}[и*0,471(кщ-1)-0}889(Ьщ-/)\ о , 92б(Ьщ - i f ],

-расчетный пролет выработки;

х- мощность непосредственной кровли;

-средняя объемная масса пород;

-приведенная глубина расположения выработки;

&СЖ - предел прочности породы на сжатие; ширина щели;

h - высота щели.

Таким образом, fag/fp, СЖ9 9 ^ / у —

горно-технические и горно-геологические факторы, влияющие на ус­ тойчивость выработки со щелью. Значения фактора формы и размеров