книги из ГПНТБ / Камерная система разработки в горнорудной промышленности С. Г. Борисенко, Ф. А. Копица.1960 - 27 Мб

Сдвижение пород висячего бока и разрушение междукамерного целика

произошло при 142 оборотах центрифуги в 1 мин. Радиус вращения 2 я.

Масштаб сил равен 45.

Угол обрушения пород измерен по чертежу модели и составил 0=51°. Угол падения залежи 60°. Угол внутреннего сцепления материала модели примем, как и для горных пород, равным ср=40°.

Нагрузка на целик составит

Р, будет равно 14-2=28 см2. Напряжения в целике по расчету в момент разрушения должны быть равны 85:28=3,0 кг/см2.

Испытание образцов материала модели показало, что разрушающее напряжение на сжатие равно 2,3 кг/см2. По показаниям динамометров на­ пряжения в целике в момент разрушения составили 2,6 кг/см2.

Отклонение расчетных напряжений в целиках от напряжений, получен­ ных при испытании образцов и по показаниям динамометров, получилось в пределах от —26 до +21;%.

Ддя подобного рода опытов, на наш взгляд, такая погрешность является допустимой.

8. Расчет целиков для рудника им. Коминтерна

Для определения разрушающего напряжения на одноосное сжатие были взяты керны из взрывных скважин на горизонтах 367 и 427 м. Торцы кернов обрезайы и отшлифованы.

принят 3,2 т/м3. Ширина камер в; расчете принята равной среднему размеру камер на каждом горизонте.

Углы сдвижения пород висячего бока для уже отработанных горизонтов взяты такими, как они были в действительности на руднике, а для двух последующий горизонтов — по последнему отработанному горизонту 367 м. Угол внутреннего сопротивления принят равным 40°.

. Среднее разрушающее напряжение на сжатие равно 226 кг/см2, допус­ каемое' напряжение на сжатие 76 кг/см2 или 760 т/м2, запас прочности при­

нят 3.

Запас прочности должен компенсировать концентрацию напряжений вокруг выработок, пройденных в'целиках, неточности в определении разру­ шающего напряжения на сжатие для руды и другие погрешности расчета.

Расчет целиков для горизонта 197 м. Площадь призмы сползания опре-

делена графически и составляет 9700 м2. Высота сечения призмы сползания

44 я.

Вес призмы сползания, отнесенный к единице длины месторождения по простиранию Q = 9700 • 3,2 = 31 000 т.-

Средняя мощность залежи для всех горизонтов принята 30 м.

374

Таблица 48

Результаты испытания на одноосное сжатие образцов руды шахты им. Коминтерна

Размер образцов

Произведем проверку на давление сверху.

Гидравлический радиус равен

„21,8-30

R=------------------------- 6,4.

2.(21,8 + 30)

Нагрузка на целик сверху на единицу площади

а = 5,6. = 5,6 • 3,2 • 6,4 = 114 т.

Общая нагрузка на целик сверху

Еа = 114 • 30 • (14 + 7,8) = 78 000 т.

Общая нагрузка со стороны висячего бока 11 500 . 21,8 = 252000 т

376

Глава IV

КОНСТРУКТИВНЫЕ СООБРАЖЕНИЯ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ РАЗМЕРОВ ЦЕЛИКОВ

1. Влияние выработок в целиках на их прочность

В междукамерных целиках обычно проходят большое число выработок для сообщения с камерами и для других целей,

которые значительно уменьшают полезное сечение целиков. На­ пример, в целике шириной 8 м, высотой 60 м пройдены сле­ дующие выработки: по центру пройден восстающий шириной

2,5 м и на него шесть сбоек с камерами высотой 1,8 м. В этом случае общая площадь целика, воспринимающая нагрузку,

площади сечения целика. По сути дела, такое расположение, выработок в целике равносильно приданию целику ширины,

равной 8X0,565 = 4,5 ж. Если же в этих условиях пройти в це­

Вредное влияние выработок не ограничивается только умень­ шением полезного сечения целика. Необходимо учесть, что при ведении взрывных работ в камерах возле выработок происхо­ дят отслоения, вывалы руды, что в некоторых случаях приводит

постепенно к полному разрушению целика.

На Высокогорском руднике два междукамерных целика полностью разрушились в верхней части, где в них были прой­

дены буровые выработки. Разрушение протекало постепенно, в течение нескольких лет. На руднике им. Р. Люксембург раз­

рушение целиков всегда начиналось у выработок, пройденных в целиках.

Приведенные выше соображения показывают, что при проек-

378

тировании систем разработки необходимо стремиться к прове­ дению в целике минимального числа выработок. Причем осо­

бенно нежелательно проведение в целиках восстающих. Конечно, проведение полевых восстающих потребует дополнительных за­ трат. Рациональность такого способа подготовки может быть установлена только для каждого конкретного случая.

Выработки, необходимые для выемки самого целика (при большой ширине целика), следует проходить после отработки камеры и заполнения ее закладкой. Срок в 2—3 мес., необхо­ димый для проведения выработок в целике, не задержит выемку целика, так как этот же срок необходим для уплотнения за­ кладки в камере. При обрушении целиков массовым взрывом совместно с потолочинами нужно применять глубокие скважины,

для бурения которых дополнительных выработок в целиках про­ ходить не приходится.

Таким образом, желательно в целиках выработок не про­ ходить. Если же эти выработки необходимы, следует соответ­ ственно увеличивать размеры целиков.

2. Влияние способов отбойки руды в камерах на прочность целиков

Способ отбойки руды в камерах иногда может быть решаю­

щим фактором при определении размера целиков. Применяют

следующие способы отбойки руды в камерах: 1) шпурами глу­ биной 6—10 м, пробуренными из заходок или подэтажных выра­

боток, расход ВВ за один взрыв 0,2—0,3 т; 2) скважинами глубиной 10:—50 м, расположенными горизонтально или верти­ кально, расход ВВ за один взрыв 1,5—2,0 т; 3) минными заря­ дами, расход ВВ за один взрыв 20—30 т.

При одновременном взрыве большого количества ВВ возникает сейсмический толчок и удар воздушной волны,

которые создают значительные динамические нагрузки на целики.

Особенно значительные разрушения целиков возникают при минной отбойке руды в камерах. Так, на руднике им. Р. Люк­ сембург целик между камерами 2 и 3 на горизонте 212 м был полностью разрушен при ведении взрывных работ в камерах, несмотря на то, что ширина целика была равна 15 м. Разру­ шение целика произошло примерно на 40 м выше почвы камеры и протекало постепенно. Сначала разрушение началось у выра­ боток, пройденных в целике, затем распространилось на все, сечение целика. На руднике им. Р. Люксембург это далеко не­

единичный случай обрушения целиков. На том же горизонте 212 м обрушился целик между камерами 7 и 8, обрушилась

потолочина между камерами 9 и 10, в стенке камеры 10 у вы­ работки произошел вывал (рис. 245).

Разрушение целиков при отбойке руды горизонтальными-

379

скважинами может быть показано на ряде случаев из практики рудника им. Коминтерна. В целике 77 на горизонте 307 м обра­ зовалось сквозное окно при отбойке одного из слоев руды в камере. Целик 104 постепенно разрушался при ведении взрыв­

ных работ в камерах и вместо проектной ширины в 42,5 м

оказался шириной всего лишь 4 м.

Разрушение потолочин и междукамерных целиков при от­ бойке руды в камерах вертикальными этажными скважинами можно показать на примере Высокогорского рудника. Крепость руды 6—>10, ширина камер 15 м, междукамерных целиков 10 м.

В междукамерных целиках на уровне вентиляционного гори­ зонта через 5 м пройдены буровые выработки, которые значи­ тельно ослабили сечение целиков. В первой половине 1954 г. на горизонте 90 м было отработано четыре камеры, причем между

первыми тремя камерами разрушились междукамерные целики и потолочины. Обрушение междукамерных целиков произошло в их верхней части, где были пройдены буровые выработки.

Отработка первой камеры начата в 1951 г. После выемки нескольких вертикальных слоев руды в первой камере присту­ пили к одновременной разработке и второй камеры. Обрушение

потолочины над первой камерой началось в конце 1952 г.

у восстающего, пройденного примерно в центре потолочины.

Обрушение постепенно развивалось. Вывалы происходили после каждого взрыва. Вскоре началось обрушение междукамерного целика между первой и второй камерами. Обрушение первона­ чально произошло в районе сброса, пересекавшего целик в его верхней части. Полностью разрушился целик на высоту при­ мерно 8 м при отбойке участка руды в торце залежи против целика. Эту часть рудного тела первоначально не собирались отрабатывать, но затем отбили скважинами на уже созданную камеру. Затем также постепенно, по мере ведения взрывных работ, в камерах произошло обрушение междукамерного целика между второй и третьей камерами и потолочин над этими ка­ мерами. В январе 1954 г. создалось положение, когда три

камеры соединились между собой. Причем ранее отработанные камеры верхнего этажа не были погашены, что еще более уве­ личило размеры образовавшегося таким образом обнажения

(рис. 246).

При отбойке руды в камерах шпурами можно выдержать проектные размеры междукамерных целиков, если руда доста­ точно устойчивая и ведется надлежащий контроль за ведением работ.

При отбойке руды глубокими скважинами или минными зарядами необходимы следующие мероприятия для предохра­ нения целиков от разрушения при ведении взрывных работ в камерах- 1) ширина междукамерных целиков должна быть равна не менее чем 1,7—2 л.н.с.; 2) следует избегать прове­ дения выработок в целиках.

381