Лабораторная работа 2
Тема: РАСЧЕТ ШИРИНЫ ЦЕЛИКОВ. ВЫЯВЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ШИРИНУ ЦЕЛИКОВ
Цель работы. Изучение методик расчета ширины целиков при отработке угольного пласта по падению и простиранию.
Краткие теоретические сведения. Управление состоянием массива горных пород имеет целью снижение или предотвращение опасных проявлений горного давления, возникающего при проведении горных работ.
На практике [1] при подземной разработке применяют следующие способы управления состоянием массива:
поддержание подработанных пород целиками;
закладку выработанного пространства;
крепление очистного пространства;
управление горным давлением посредством обрушения;
поддержание выработанного пространства временно оставляемой рудой.
Поскольку принцип действия разработчика тонких пластов основан на подработке вышележащих пород, то неотъемлемой частью технологии является управление горным давлением. Наиболее простой из вышеуказанных - первый способ. Поэтому цель лабораторной работы заключается в получении навыков расчета необходимой ширины целиков, оставляемых между выработками, для поддержания налегающей толщи пород.
В общем виде схему к расчету ширины целиков можно представить, как показано на рис. 2.1.
Как видно на рис. 2.1, на каждый целик действует полный вес налегающих пород, который определяют по формуле
где ув - объемный вес пород; Н - высота налегающей толщи пород;
а - ширина целика; b - ширина выработки.
Учитывая влияние геометрических размеров целика и запас его прочности, можно записать следующее выражение:
где Rц - реакция целика; Кз - коэффициент запаса прочности целика;
Кф - коэффициент, учитывающий форму целика.
В свою очередь, по данным [I], запишем
где Кс, Кт - коэффициенты, учитывающие, соответственно, сейсмическое действие взрывов и время работы целика.
Входящая в формулу (2.3) величина Кт может быть определена следующим образом [3]:
где Т - время работы целика, лет; Р - уровень надежности (Р == 0,954);
Vп- вариация физико-механических свойств материала целика (Vп=0,2 -в практически монолитных породах, Vп = 0,3 - в слабо трещиноватых породах, Vn == 0,34 - в средне трещиноватых, Vп == 0,4 - в сильнотрещиноватых, Vп == 0,5 - в чрезвычайно трещиноватых породах).
Значение коэффициента Кс в расчетах можно принимать равным 1,1-1,2.
С учетом специфики добычи угля с применением РТП составлена схема для расчета ширины целиков, которая представлена на рис. 2.2.
В данном случае, руководствуясь [I], по выражению (2.6) путем подстановки в него всех известных величин, приведения к квадратному уравнению и решения его относительно а определим необходимую ширину целика:
где – σсжу предел прочности угля на сжатие в образце, МПа (σсжу =100*f , кгс/см2, здесь f- коэффициент крепости угля, 1 кгс/см2 = 0,0980665 МПа.);
Кус - коэффициент структурного ослабления угля;
Sabcd - площадь поперечного сечения налегающих вскрышных пород, м2;
Ув - объемный вес вскрышных пород, т/м3;
р - угол внутреннего трения пород вскрыши, град.; Ку - сцепление пород вскрыши по линии сдви-жения AD, МПа.
Подставляем в выражение все известные величины и определяем «а»
а=2,855 м.
Если полученное значение а<1/3hц , то следует принимать а=1/З* hц.
Коэффициент извлечения (д.ед.) угля из пласта может быть найден по формуле
Определяем коэффициент извлечения угля
Рис. 2.2. Расчетная схема к определению ширины целиков при выемке угля по падению: H1 - мощность налегающих пород, м; hц - высота целика, м; Lв - глубина выемки угля, м; а - угол откоса борта, град.;
в - угол сдвижения пород вскрыши, град.; ф - угол падения пласта, град
Производится расчет ширины целиков, изменяя следующие параметры: f, Lb, Т, ф, m, Н.
На основании расчетов построить графики зависимостей a=f(f, Lb, Т, ф, m, Н) и Ки=f(а). Изменение параметров следует выполнять так, чтобы графики были построены не менее чем по четырем точкам. Минимальные и максимальные значения параметров принимать по табл. 2.1.,2.2..
f |
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
а |
3,42 |
2,28 |
1,71 |
1,37 |
1,14 |
0,98 |
0,86 |
Lв |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
340 |
а |
3,94 |
1,98 |
1,32 |
0,99 |
0,79 |
0,66 |
0,586 |
Т |
0,5 |
1 |
2 |
2,5 |
3 |
4 |
5 |
а |
2,18 |
2,45 |
2,62 |
2,86 |
2,94 |
3,088 |
3,2 |
ф |
0 |
3 |
6 |
9 |
12 |
15 |
20 |
а |
3 |
2,94 |
2,88 |
2,84 |
2,81 |
2,78 |
2,75 |
m |
0,8 |
1,5 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
а |
1,98 |
2,69 |
3,09 |
3,75 |
4,31 |
4,79 |
5,2 |
Н |
10 |
15 |
20 |
30 |
40 |
45 |
50 |
а |
1,21 |
1,48 |
1,74 |
2,26 |
2,79 |
3,04 |
3,31 |
Ки |
0,475 |
0,576 |
0,644 |
0,694 |
0,731 |
0,760 |
0,783 |
а |
3,42 |
2,28 |
1,71 |
1,37 |
1,14 |
0,98 |
0,86 |
f |
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
а |
3,8 |
2,54 |
1,9 |
1,52 |
1,27 |
1,09 |
0,95 |
Lв |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
340 |
а |
3,17 |
3,17 |
3,17 |
3,17 |
3,17 |
3,17 |
3,17 |
Т |
0,5 |
1 |
2 |
2,5 |
3 |
4 |
5 |
а |
2,42 |
2,72 |
3,05 |
3,17 |
3,26 |
3,43 |
3,55 |
ф |
0 |
3 |
6 |
9 |
12 |
15 |
20 |
а |
3,21 |
3,206 |
3,183 |
3,159 |
3,11 |
3,06 |
2,95 |
m |
0,8 |
1,5 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
а |
2,16 |
2,97 |
3,44 |
4,23 |
4,9 |
5,506 |
6,04 |
Н |
10 |
15 |
20 |
30 |
40 |
45 |
50 |
а |
0,68 |
1,01 |
1,355 |
2,02 |
2,7 |
3,03 |
3,37 |
Ки |
0,449 |
0,550 |
0,620 |
0,671 |
0,709 |
0,740 |
0,765 |
а |
3,8 |
2,54 |
1,9 |
1,52 |
1,27 |
1,09 |
0,95 |
Расчет ширины целика при выемке угля по простиранию
В случае разработки угольного пласта по простиранию, ширину целика можно найти по выражению:
где: - высота вскрышных пород в конце выработки, м;
- коэффициент учитывающий влияние угла падения пласта, д.ед.;
В свою очередь
где: - коэффициент Пуассона для угля; =0,24
- угол падения пласта, град. =80
а=3,171 м.
Государственное Образовательное Учреждение Высшего профессионального образования
Красноярская Государственная Академия
Цветных Металлов и Золота
Кафедра Открытые горные работы__________
Группа ГО-00-1у___________________
Дисциплина Разработка рудных и угольных месторождений
ОТЧЕТ
о лабораторной работе №2
Расчет ширины целиков. Выявление основных факторов, влияющих на _________________________ширину целиков_________________________
(тема лабораторной работы)
Преподаватель_______________________________Ромашкин Ю.В.
(Ф.И.О.)
Студент______________________________________Опрышко Д.С.
(Ф.И.О.)
Красноярск 2002
(год)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.