Производственные процессы добычи руды, страница 28

Информация, получаемая по дискованию керна, является комплексной характеристикой состояния массива. Она отражает прочностные свойства руды, степень ее хрупкости и величину напряжений, действующих в массиве. Свойство разрушения керна на диски определяет склонность пород к хрупкому разрушению, а толщина дисков – уровень напряженности массива.

Рис. 6.11. Дискование керна.

Толщина дисков (t), на которые разрушается керн диаметром (d), зависит от величины напряжений (s), действующих в массиве по нормали к оси скважины, и диаметра керна. Чем больше действующие напряжения, тем интенсивнее процесс образования дисков, и меньше их толщина. При равных напряжениях толщина дисков больше у керна большего диаметра.

Величину действующих в массиве напряжений (s) определяют в долях от прочности породы на одноосное сжатие (s_сж) по соотношению толщины дисков к диаметру керна t/d по диаграмме, представленной на рис. 6.12. Эта характеристика является универсальной для всех типов пород, склонных к горным ударам.

Рис. 6.12. Диаграмма для определения максимальных напряжений, действующих в массиве, по дискованию керна.

Прогноз удароопасности массива вокруг выработки выполняется, исходя из величины действующих максимальных напряжений s_max и расстояния х_max от обнажения до точки, где действующие напряжения достигают своего максимума. Положение в массиве точки с максимальными действующими напряжениями s_max определяется по глубине х_max, на которой наблюдается минимальная толщина дисков керна t_min (рис. 6.13).

Рис. 6.13. Определение глубины расположения максимальных действующих напряжений от контура выработки по дискованию керна. 1 – защитная зона нарушенных пород вблизи контура выработки, где нет дискования керна; 2 – интервал, где наблюдается дискование керна; 3 – контрольная скважина.

Категория удароопасности устанавливается по рис. 6.14 в следующем порядке. По минимальной толщине дисков (t_min) устанавливают глубину (х_max), на которой в массиве действуют максимальные напряжения (s_max). По минимальной толщине дисков, отнесенной к диаметру керна (t_min/d), с помощью диаграммы на рис. 6.12, находят максимальную величину относительных напряжений (s_max/s_сж), действующих в массиве вблизи контура выработки. По величине параметров х_max /h (где h – высота выработки) и s_max/s_сж на диаграмму, показанную на рис. 6.14, наносят точку. Найденная точка может оказаться выше или ниже кривой, являющейся критерием удароопасности. Если найденная точка оказалась выше кривой на рис. 6.14, то массиву присваивается категория «опасный по горным ударам». В случаях, когда найденная точка лежит в области ниже кривой, то горные породы – не опасны по горным ударам.

Рис. 6.14. Критерий удароопасности.

6.7. Способы управления горным давлением

Управление горным давлением или поддержание выработанного пространства в безопасном состоянии сводятся к четырем основным способам (рис. 6.15):

·  естественное поддержание опорами (целиками) (рис. 6.15 а);

·  закладкой выработанного пространства (рис. 6.15 б);

·  обрушением руды и вмещающих пород (рис. 6.15 в);

·  комбинированное поддержание выработанного пространства закладкой и обрушением (рис. 6.15 г).

При естественном поддержании выработанное пространство остается открытым. Регулирование горного давления производится выбором размеров и параметров расположения постоянных рудных (породных) целиков.

Такой способ поддержания кровли применяется при отработке пологих и наклонных залежей сплошной и камерно-столбовой системой разработки.

Отработка маломощных крутопадающих рудных тел, также нередко ведется с открытым выработанным пространством с креплением висячего бока распорной или срубовой крепью. По границам блока оставляются потолочные, надштрековые и междублоковые целики.

а

б

в

г