2843.Разработка калийных месторождений практикум

Исходные данные по вариантам

171

7.УСТОЙЧИВОСТЬ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

7.1.Методика оценки времени устойчивого состояния капитальных и подготовительных выработок

Методика позволяет оценить время Тр устойчивого состояния незакрепленных капитальных и подготовительных выработок, которые проводятся комбайновым способом по пластам сильвинита или каменной соли и находятся как в неотработанном породном массиве, так и в зоне влияния очистных работ.

Время устойчивого состояния Тр, год, определяется по формуле

где K – коэффициент формы выработки,

h – высота выработки, м;

L – расчетная ширина выработки, м;

Sр – площадь поперечного сечения рассматриваемой выработки, м2; σсж – расчетная прочность пород на сжатие, МПа.

Расчетная ширина Lc сопряжений пересекающихся выработок определяется по формуле

где L1 и L2 – фактическая ширина пересекающихся выработок в проходке. Расчетная ширина Lc сопряжений с примыканием одной выработки

к другой определяется по формуле

где L2 – фактическая ширина примыкающей выработки.

Если выработка расположена в зоне влияния близкорасположенных выработок и очистных работ, то при оценке времени Тр ее устойчивого состояния следует в формуле (7.1) положить

Н= Нпр,

172

где Нпр – приведенная глубина расположения данного сечения выработки, м,

Н – проектная глубина расположения выработки, определяемая по геологическим данным, м;

Kб – коэффициент пригрузки от влияния близкорасположенных параллельных выработок;

Kоч – коэффициент пригрузки от влияния очистных работ.

На устойчивость капитальной и подготовительной выработки влияют только те из близрасположенных выработок, которые находятся с ней рядом, т.е. отделены одним целиком или одной потолочиной.

Для сближенных параллельных выработок, расположенных на одном горизонте и отделенных друг от друга целиком, коэффициент Kб вычисляется по формуле

где b1 – ширина целика между выработками, м;

(L/h)min – минимальное из отношений, вычисленных для каждой из двух сближенных параллельных выработок.

График зависимости (7.6) показан на рис. 7.1.

173

Если проектируемая выработка находится в зоне влияния двух параллельных ей выработок (рис. 7.2), расположенных на одном горизонте, то

Рис. 7.2. К определению коэффициента Kб для взаимовлияющих выработок, расположенных на одном горизонте

Для сближенных параллельных выработок, расположенных на разных горизонтах, коэффициент Kб вычисляется по формуле

где L1 и L2 – пролеты сближенных параллельных выработок, м;

∆h – расстояние (по вертикали) между кровлей нижней и почвой верхней выработки, м.

График зависимости (7.8) показан на рис. 7.3.

Рис. 7.3. График зависимости коэффициента Kбп

от влияющих факторов: 1 – L/h = 0,5; 2 – 1,0; 3 – 2,0; 4 – 3,0

174

В формулах (7.6) и (7.8) L/h [0,50; 3,75], h/b1 [0,5; 2,5].

При h/b1 ≤ 0,5 следует принять Kбц = 1. При L1 + L2 ≤ h∆ следует принять Kбп = 1.

Если горнотехническая ситуация отличается от показанных на рис. 7.4−7.6, то для оценки времени устойчивого состояния сближенных выработок необходимо проводить специальные геомеханические расчеты с применением методов математического моделирования.

Выработка находится в зоне влияния очистных работ, если их фронт находится на расстоянии 70–80 м от вертикальной оси симметрии данного ее сечения.

Величина коэффициента Kоч определяется по табл. 7.1 в зависимости от порядка отработки пластов относительно расположения выработки и податливости междукамерных целиков.

Если на выработку последовательно или одновременно действуют очистные работы на двух или более пластах, то соответствующие коэффициенты влияния очистных работ перемножаются.

Для оценки общего времени устойчивого состояния выработки (Tробщ )

взоне влияния очистных работ необходимо знать:

–интервал времени между ее проведением и «моментом» начала действия первого фронта очистных работ – Т1, год;

–интервал времени между «моментами» воздействия первого и второго фронта очистных работ – Т2;

176

– интервал времени между «моментами» воздействия второго и третьего фронта очистных работ – Т3.

Общее время устойчивого состояния выработки Tробщ определяется

вследующем порядке:

–с «момента» проведения выработки в «массиве» до начала воздействия первого фронта очистных работ

где Тр вычисляется по формуле (7.1) без учета влияния очистных работ;

– в зоне влияния первого фронта очистных работ, если Tp1 >T1 , вычисляется

Tp2 =Tp′2 (1−T1/Tp1 ),

где Tp′2 вычисляется по формуле (7.1), в которой Нпр = Н Kоч1, коэффици-

ент Kоч1 принимается по табл. 7.1;

– в зоне влияния первого и второго фронта очистных работ, если Т1 + Тр2 > Т2, вычисляется

Тр3 =Тр′3 (1−Т2/Тр2 )0,5 ,

где Tp′3 вычисляется по формуле (7.1) при Нпр = Н Kоч = Н Kоч1 Kоч2;

– в зоне влияния первого, второго и третьего фронта очистных работ, если Т1 + Т2 + Тр3 > Т3, вычисляется

Тр4 =Тр′4 (1−Т3 /Тр3 )0,2 ,

где Tp′4 вычисляется по формуле (7.1) при Нпр = Н Kоч = Н Kоч1 Kоч2 Kоч3.

При вычислении Tробщ необходимо иметь в виду, что кроме значения

Нпр могут изменяться значения других горно-геологических и горнотехнических факторов, входящих в формулу (7.1).

177

Влияние очистных работ, проведенных до сооружения выработки, в методике не учитывается.

Надработка выработки при ведении очистных работ с податливыми целиками может рассматриваться как способ ее охраны.

Если в кровле выработки оставлен слой сильвинита («защитная» пачка) или «корж» мощностью n, то время его устойчивого состояния оцени-

от безразмерного фактора n/Lр показан на рис. 7.7.

Рис. 7.7. График зависимости коэффициента Kn от мощности n неустойчивого слоя в кровле выработки

Рассмотрим примеры использования «Методики …» для конкретных горно-геологических и горнотехнических условий. Примем за основу типовую схему взаимного расположения подготовительных выработок на шахтном поле рудника СКРУ-1 при трехпластовой выемке полезного ископаемого (рис. 7.8).

178

179

Рис. 7.8. Типовая схема взаимного расположения подготовительных выработок на шахтном поле рудника СКРУ-1 при трехпластовой выемке

Пример 1. Требуется определить время устойчивого состояния выемочного штрека на пласте АБ (рис. 7.9).

Рис. 7.9. Схема расположения выемочного штрека по пласту АБ

Исходные данные. Выработка пройдена по пласту АБ (mАБ = 2,70 м) комбайном «Урал-10А» (S = 10,2 м2) с подрезкой «коржа». Ширина (пролет) выработки L = 8,0 м, высота h = 2,6 м. Очистные работы по пласту Вс были закончены до проведения выработки. Через Т1 = 0,1 год после проведения выемочного штрека будут проводиться очистные работы на пласте АБ. После их окончания через время Т2 = 1 год будут проводиться очистные работы на пласте Красный-II, НАБ = 244 м.

Решение.

1. Определим коэффициент формы выработки по формуле (7.2):

2. Определим коэффициент Kб, который характеризует влияние на рассматриваемый выемочный штрек параллельного ему выемочного штрека на пласте Вс, по формуле (7.8):

180