pdf.php@id=6170
.pdfТ а б л и ц а 6. Влияние бокового давления на нагружен ность столбчатых целиков
|
N? |
' |
бср |
б’р |
|
|
Рсо-Рр |
К |
цели |
|
экспе- |
расчет |
экспе |
расчет |
|
|
|
||||||
|
ка |
|
римент |
/16/ |
римент |
/16/ |
% |
|
1 |
|
6,361 |
6,356 |
61,2 |
61Д |
0,1 |
0 |
2 |
|
6,101 |
6,109 |
58,7 |
58,8 |
- 0 ,1 |
|
3 |
|
,5,031 |
4,769 |
48,4 |
45,9 |
2,5 |
|
1 |
|
6,319 |
6,316 |
60,8 |
60,8 |
0,0 |
0 ,3 3 |
2 |
|
5,987 |
' 6,066 |
57,6 |
58,4 |
- 0 ,8 |
|
3 |
|
4,979 |
4,684 |
47,9 |
45,1 |
2,8 |
|
1 |
|
6,215 |
6,237 |
59,8 |
60,0 |
- 0,2 |
1 |
2 |
|
5,966 |
5,979 |
57,4 |
57,5 |
- 0 ,1 |
|
3 |
|
4,844 |
4,522 |
46,4 |
43,5 |
з д |
|
1 |
|
6,101 |
6,117 |
58,7 |
58,9 |
- 0 ,2 |
2 |
2 |
|
5,810 |
5,849 |
55,9 |
56,3 |
- 0 , 4 |
|
3 |
|
4,480 ’ |
4,259 |
43,1 |
41,0 |
2,1 |
|
1 |
|
|||||
|
|
5,717 |
5,758 |
55,0 |
55,4 |
- 0 , 4 |
|
5 |
2 |
|
5,322 |
5,458 |
51,2 |
52,5 |
-1 ,3 |
|
3 |
|
3,555 |
3,495 |
34,2 |
33,6 |
0,6 |
s * V
%%
1*4 3,1
1*9 |
4 ,0 |
2,1 |
4,4 |
1,5 |
3,3 |
2 Д |
4,4 |
2,0 |
4,2 |
1,6 |
3,5 |
2,0 |
4,2 |
2,0 |
4,2 |
1*7 |
3,7 |
2,1 |
4,4 |
2,0 |
4,2 |
1*5 |
3,3 |
1,9 |
4,0 |
1*5 |
3,9 |
1
J.0 2
3
1
2,0 •2
3
1
102
3
1
502
3
6,205 |
. 6,146 |
5 9 ,7 |
59,1. |
0„6 |
W |
3,1 |
|
5,935 |
•' 5 ,89 1 |
57,1 |
56,7. |
0,4 |
2,0 |
4,2- |
|
4,656 |
4 ,4 9 5 |
4 4 ,8 |
43*3 |
1,5 |
1,9 |
4 ,0 |
|
4 ,9 7 9 |
4*,947 |
4 7 ,9 |
47,6 |
0,3 |
6 ,9 |
2,0 |
|
4 ,7 8 9 |
4,692 |
4 6 ,0 |
45,1 |
0,9 |
1,3 |
2,7 |
|
3 ,5 4 4 |
3,371 |
34,1 |
32,4 |
h 7 |
1,3 |
2,7 |
|
2,006 |
1,949 |
19,3; |
|||||
38,8 |
0,5 |
0,5 |
1,1 |
||||
1,788 |
1,724 |
17,2 |
16,6 |
0,6 |
0,6 |
1,3 |
|
1,414 |
1,141 |
13,6 |
11,0 |
2,6 |
0,7 |
1,5 |
|
0 ,5 5 1 |
0,443 |
5,3 |
4 ,3 |
1,0 |
0,3 |
0,7 |
|
0 ,4 9 9 |
0,411 |
4,8 |
4 ,0 |
0 ,8 |
0 ,4 |
0 ,8 |
|
0 ,4 3 7 |
0,266 |
4,2 |
2,6 |
1,6 |
0 ,4 |
0 ,8 |
Т а б л и ц а |
8 . Нагруженность ленточных целиков, |
полученная |
||||||
|
на плоской и объемной электромоделях |
|
||||||
Параметр |
и тип |
|
№• целика от центра полости |
|||||
|
модели |
1 |
2 |
2 * |
3 |
3' |
||
|
|
|
||||||
|
плоская |
3 ,4 4 3 |
3,261 |
3,217 |
2,920 |
2,904 |
||
|
объемная |
3 ,3 5 3 |
3,204 |
3,171 |
3,328 |
3,044 |
||
v |
расчет /1 6 /3 ,2 7 8 |
3,218 |
3,218 |
2,859 |
2,859 |
|||
|
|
8 3,6 |
81,5 |
80,4 |
73,0 |
72,6 |
||
|
|
|
||||||
Рр> расчет |
82,1 |
7 8,4 |
77,6 |
76,5 |
74,5 |
|||
81,9 |
80,4 |
80,4 |
71,5 |
71,5 |
||||
/ 1'6 /, % |
|
|||||||
|
>% |
1J7 |
i ; i |
ь |
3^5 |
i ; i |
||
R»-Pp,% |
|
0,2 |
2,0 |
2,8 |
5,0; |
3,0 |
||
|
|
|
|
|
|
на целики, находящиеся в эквивалентных условиях. Здесь же указаны средние квадратические отклонения от усредненных значений и доверительные интервалы, соответствующие ве роятности 0 ,9 5 . В табл. 5 -7 приведены средние значения нагрузок на столбчатые целики, их отклонения от расчетных значений, средние квадратические отклонения, соответствую щие доверительной вероятности 0 ,9 5 .
Данные табл. 4 —6 отличаются достаточной, стабильностью величин для каждого столбчатого целика.. Некоторое завыше- . ние результатов для крайних целиков объясняется методиче ской погрешностью, достигающей 6 % (см. гл.1, § 2). Сни жение среднего квадратического отклонения величин с воз растанием относительной жесткости столбчатых целиков со провождается увеличением относительного отклонения; (см. табл. 7 ). Это связано со значительным уменьшением
величин нагрузок на исследуемые целики. Следует заметить, что границы доверительного интервала при вероятности 0 ,95 при вычислении среднего отклонения в тарировочной'модели в электролитической ванне не превышают 1,1% полной массы вышележащей толщи пород.
В электролитической ванне выполнен эксперимент по оп ределению нагрузок на ленточные целики с параметрами,
6 1
Г л а в а 3
ПРИМЕРЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЖЕННОСТИ СИСТЕМ УПРУГИХ ЦЕЛИКОВ
3.1. Моделирование нагруженности реальных целиков по данным горного эксперимента
Изложенным электро$:налоговым методом на автомати зированной установке (см. рис. 3*) определена нагруженность целиков на трех участках Джезказганского полиме таллического месторождения.
Для первого участка моделировалось перераспределение нагрузок на целики при их частичной отработке в панели штреков 8 -9 шахты 31-32 Джезказганского горно-метал лургического комбината им.К.И.Сатпаева (ДГМК). Участок
типичен для условий Джезказгана |
(рис. 4). Его параметры: |
глубина разработки И =240. м, |
средняя мощность залежи |
h =9 м, проектная сетка расположения целиков 15x20 м при диаметре d -G м. Перекрывающая толща пород пред ставлена красноцветными и серыми песчаниками с прослоями раймулдовских конгломератов и алевролитами с прослоями окременелых известняков. Рудное тело - среднеэернистый песчаник-с частичными прослоями кальцита. Толша горных пород трещиновата с присутствием диагональных и крупных секущих трещин. На этом участке ИГД АН КазССР сов местно с ДГМК проведен горный эксперимент, включающий инструментальные измерения деформаций массива во времени ведения очистных работ при различных параметрах камор
63
Рис. 4. Панель штреков 8 -9 шахты 31-32Г. ДГМК (горизонт 180 м)
Т а б л и ц а 9. Результаты моделирования нагруженности целиков
|
|
|
панели 8 -9 |
|
N? |
• |
X |
X- |
Ч , |
цели |
|
|||
ка |
|
м^ |
ком |
МВ |
1 |
|
2 |
3 |
4 |
303 |
|
5 5 ,7 |
1,54 |
372 |
304 |
|
6 6 ,0 |
1,27 |
408 |
305 |
|
81,4 |
1,07 |
348 |
406 |
|
6 0 ,8 |
1,27 |
648 |
407 |
|
29,0 |
1,60 |
516 |
408 |
|
45,2 |
1,69 |
650 |
4 0 9 |
|
19,5 |
3,85 |
768 |
430 |
|
24,7 |
2,20 |
680 |
411 |
|
25,0 |
1,74 |
456 |
432 |
|
4 3,3 |
1,76 |
66.8 |
413 |
|
25,2 |
3,02 |
6 9 9 |
414 |
|
76,2 |
1,03 |
563 |
415 |
|
30,1 |
2,52 |
6 8 4 |
416 |
|
3 3,0 |
1,50 |
566 |
4 1 7 |
|
3 4 ,0 |
2,69 |
669 |
418 |
|
5 5 ,0 |
1,52 |
464 |
419 |
|
32,0 |
4 ,38 |
. 660 |
420 |
|
26,2 |
2,92 |
653 |
421 |
|
32,9 |
3 ,39 |
582 |
422 |
|
21,8 |
3,64 |
522 |
4 9 4 |
|
4 7,0 |
1,71 |
504 |
495 |
|
33,0 |
2,39 |
532 |
496 |
|
39,4 |
2,00 |
547 |
497 |
|
51,1 |
1,81 |
583 |
498 |
|
48,4 |
0 ,98 |
419 |
4 9 9 |
6 5 6 ,0 |
0,14 |
334 |
|
500 |
|
41,7 |
1,88 |
575 |
501 |
|
4 0 ,8 |
1,90 |
608 |
502 |
|
34,7 |
2,29 |
517 |
503 |
|
20,0 |
3,37 |
6 3 9 |
шахты 31-32 ДГМК
|
е'С |
в: |
, |
|
МПа |
МПа |
|||
% |
МН |
|||
5 |
6 |
7 |
8 |
|
15,3 |
15,6 |
1,97 |
16,7 |
|
17,5 |
.17,8 |
1,71 |
19,8 |
|
14,3 |
14,6 |
2,10 |
24,4 |
|
30,0 |
30,3 |
1,00 |
18,2 |
|
39,7 |
40,2 |
1,26 |
14,5 |
|
30,5 |
31,0 |
1,64 |
22,6 |
|
36,7 |
37,4 |
1,91 |
13,7 |
|
31,9 |
32*5 |
1,88 |
20,8 |
|
37,6 |
38,3 |
1,86 |
17,5 |
|
31,4 |
31,6 |
0,64 |
8,7 |
|
33,0 |
33,2 |
0,61 |
5,0 |
|
25,7 |
25,9 |
0,78 |
15,2 |
|
32,3 |
32,7 |
1,24 |
12,0 |
|
31,5 |
32,5 |
3,17 |
43,0 |
|
26,4 |
28,2 |
6,82 |
61,2 |
|
19,9 |
22,6 |
13,6 |
148,5 |
|
44,9 |
46,9 |
4,45 |
24,0 |
|
30,5 |
31,2 |
2,30 |
18,3 |
|
26,9 |
27,2 |
1,12 |
6,9 |
|
23,5 |
23,7 |
0,85 |
4,4 |
|
22,5 |
23,4 |
4 ,00 |
42,3 |
|
24,1 |
27,5' |
14,1 |
112,2 |
|
24,9 |
25,7 |
3,21 |
31,5 |
|
22,6 |
23,9 |
5,75 |
66,4 |
|
18,0 |
19,7 |
9,44 |
82,3 |
|
13,5 |
13,6 |
0,74 |
65,6 |
|
16,3 |
26,8 |
1,90 |
20,9 |
|
28,2 |
29,0 |
2,84 |
32,6 |
|
23,2 |
— |
»■* |
.-805,0 |
|
33,9 |
- |
- * |
-67 8 ,0 |
|
|
|
|
|
|
Окончание табл. 9 |
|
1 |
1 2 |
• 3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
- |
-6 2 5 ,5 |
|||||
5 0 4 |
27,8 |
2,87 |
501 |
22,5 |
|
||
5 0 5 |
3 3 ,0 |
.2,79 |
5 3 5 |
20,8 |
|
- |
- 6 8 6 ,4 |
|
Примечание. |
V i |
— падение напряжения на сопро |
||||
тивлении |
f |
и |
б* |
— среднее напряжение в L |
целике соответственно до!и после разрушения четырех не-
ликов (N?M? 502, 5 0 3 , 5 0 4 , 505);" ^ ^ -100% - у в е -
личение давления:На целик после указанного-.разрушения в процентах от первоначального; д f. - величина пригруза, вызванная перераспределением давлений в панели' в резуль тате разрушения четырех целиков.
и при частичной выемке целиков и йзучение напряженного состояния целиков методом разгрузки. Среднее напряжение в целике определяли по 6 —12 инструментальным измерениям
в |
его средней |
части |
(1970 г., |
/5 9 /) . Измерения проводили |
в |
целиках JsfeN? |
4 0 7 , |
411, 416, |
418, 419, 503., 5 0 5 , распо |
ложенных перпендикулярно оси панельных целиков и по диа гонали панели.
Для исследования нагруженности целиков изготовлена стеклотекстолитовая модель контактной поверхности( в маоштабе 1;400. Параметры, Налегающей толщи пород и целиков приняты следующими: отношение модулей упругости вмещаю^
щих пород и целиков |
коэффициент Пуассона |
||||
=0,20, |
V0 =0,25; |
коэффициент бокового |
давления |
||
К =1,5; объемная!;масса толщи пород |
'(( |
=25,5 |
кПа/м; |
||
средняя высота |
целиков |
flcp =8,8 |
м. |
В первом прибли |
жении электрические, сопротивления, моделирующие подат ливость целиков, рассчитывали по формуле
г к к t V (з .х )
~ W >
е в
где |
Jo) |
сопротивление модели |
. |
, |
||
|
t |
целика при коэф |
||||
фициенте бокового |
давления К |
-О |
(нулевое приближение); |
|||
^ вв> |
— плотность |
тока в однородном электрическом поле |
||||
модели; |
|
- плотность |
тока |
проходящего через со |
||
противление Т?*. |
|
|
|
|
||
Результаты моделирования нагруженности целиков панели |
||||||
8 -9 |
шахты 31 -32 приведены в табл. |
9. |
При этом среднее |
|||
напряжение определяли как |
|
|
|
|||
|
|
|
ff _**JJULH> |
|
(3.2) |
|
а величину пригруза - |
|
|
|
|||
|
|
|
A.Fj s |
|
, |
(3.3) |
где |
S'*- площадь поперечного |
сечения целика. • |
||||
Величина давления на целики максимальна в восточной |
||||||
части |
панели, примыкающей к штреку N? 8. Давление в за |
падной ее части уменьшается по мере приближения к штреку
N? 9, для близлежащих к нему целиков |
303, 304, 305 |
составляет 30-50% соответствующей величины для восточ ной части панели. Это связано с тем, что за штреками № 8 и вентиляционным располагаются отработанные участки за лежи, а две другие стороны панели являются границей вы работанного пространства. Относительно невысокое давление на целик N° 500 представляет результат разгружающего действия соседнего массивного целика № 499, сечение ко торого в 20 раз.больше среднего сечения целиков панели.
При разрушении указанных крайнихцеликов панели, рас положенных по уменьшенной сетке, произошло заметное пе рераспределение нагруженности оставшихся целиков. Так, давление на целики N«N? 4 1 8 ,4 9 5 ,4 9 8 возросло соответст венно на 13,6; 14,1 и 9,4% от его первоначальной вели чины, а воспринимаемая ими масса налегающей толши пород возросла на 148,5; 112,2 и 82,3 МН.. Для целиков N?Ns 417, 4 9 7 , расположенных по диагонали от разрушенных, эти па раметры составляют 6,8; 5,8% и 61,2; 66,4 МН. Давле ние на целики следующего ряда от разрушенных изменилось на 3—4%, а на более удаленные - на 1-2%. 35% массы на-
6 7
Т а б л и ц а Ю . Сравнение резульгагов элекгромоделирования с натурными данными
N?
целика
4 0 7
411
416
418
419
503
505
|
До разрушения |
После разрушения |
||||
1%* х |
F„,rH |
FM - FH °/ FM,™ |
FH,™ |
FM- F H о/ |
||
|
гн |
*/о |
|
FH |
||
|
|
|
Р |
|
|
|
1,151 |
0,976 |
17,9 |
1 ,166 |
- |
— |
|
0 |
,9 4 0 |
1,074 |
- 1 2 ,5 |
0 ,9 5 8 |
||
1 |
,3 5 5 |
1 ,3 5 0 |
0,4 |
1 ,398 |
1 ,3 9 6 |
ОД |
1 |
,095 |
1,258 |
-1 2 ,9 |
1 ,2 4 3 |
1 ,5 1 6 |
- 1 8 ,0 |
0 ,5 3 9 0 ,4 5 8 |
1 7 ,7 0 ,5 6 3 |
- |
— |
|||
0 ,6 7 8 |
0,746 |
- 9 ,1 |
- |
— |
- |
|
0,686 |
0 ,6 5 7 |
4 ,4 |
— |
- |
- |
легаюшейтолщи пород, приходившегося на разрушенные це лики, распределились между оставшимися целиками панели, а 65% воспринял боковой массив, что обусловлено близостью разрушенных целиков к границе выработанного пространства
(см. |
табл, |
9), |
|
В |
табл. |
10 приведены величины нагрузок |
, полу |
ченных электроаналоговым моделированием и Методом раз грузки FH после извлечения камерных запасов панели и частичной выемки междукамерных целиков. Максимальное . отклонение результатов моделирования от данных* получен ных методом разгрузки, не превышает. 18%, что лежит в пределах точности метода.
3,2. Результаты моделирования перераспределения давлений на междукамерные целики
Далее проводилось моделирование нагруженяости междукамерньЕ; целиков панели 14 шахты 57 Джезказганского, месторождения, где выработанное пространство поддержива лось 50 столбчатыми целиками (рис. 5 ), Сетка расположения целиков 20 x20 м. Глубина залегания отрабатываемой залежи 3 00 м. Вмещающие породы в основном представлены серым безрудным песчаником. Материал целиков - серый рудный
песчаник. ' |
Для |
участка |
характерна |
высокая |
концентрация |
тектонических |
трешия в средней и правой |
6 8