Ознакомление с механическими процессами, протекающими в массиве горных пород при разработке месторождений полезных ископаемых, страница 4

где g  g₀ t₁ t₂; m       –        нормальная мощность пласта; м                                     –

относительное максимальное оседание (для Кузбасса оно равно 0,8-0,85); t₁, t₂ – коэффициенты, учитывающие влияние размеров выработки и глубины разработки, определяемые по табл. 1. Коэффициенты t₁ и t₂ определяются по формулам:

             t1  0,9 2Hx0  an  t2  0,92HL  an ,                  (5)

где 2x₀ – размер очистной выработки по падению; 2L – размер очистной выработки по простиранию [5].

Для определения t₁ и t₂ по табл. 1, сначала рассчитывают

2x⁰ и N₂  ^2L . коэффициенты N₁ 

                                                                H                H

Таблица 1

Значения коэффициентов t₁ и t₂

4. Определение параметров зоны разгрузки

Зоной разгрузки (зоной изгиба) называется часть области влияния очистной выработки, в пределах которой напряжения, действующие перпендикулярно напластованию, меньше соответствующих напряжений в нетронутом массиве. Кривая, оконтуривающая зону разгрузки, при небольших пролетах близка к двум полуэллипсам, общая малая ось которых равна ширине выработанного пространства. Полуось вверх равна 1,5‰2x₀, (2x₀ – ширина выработанного пространства на разрезе вкрест простирания), а полуось вниз – 2x₀ (рис. 1). Следует отметить, что размеры полуосей эллипса разгрузки зависят от прочности пород. Приведенные зависимости являются ориентировочными.

Неодинаковая длина больших полуосей разгрузки объясняется тем, что в породы почвы разгрузка распространяется на меньшую величину, чем в породы кровли, благодаря действию собственного веса надработанных пород, располагающихся в пределах зоны разгрузки. В случае негоризонтального залегания пластов наклон большой оси эллипса разгрузки определяется углом , значение которого находится в зависимости от угла падения пластов (табл. 2).

Таблица 2

Значение угла 

	10	20	30	40	50	60	70	80
	82	74	68	59	50	42	30	21

5. Определение параметров зоны опорного давления

Зоной опорного давления называется часть массива пород в пределах области влияния очистной выработки, в которой напряжение больше, чем в нетронутом массиве. Опорное давление возникает в результате зависания слоев горных пород над выработкой и передачи части веса зависших слоев на неподработанный массив. Целики угля, окружающие очистную выработку, и толща пород, залегающая над этими целиками и под целиками, оказываются в условиях опорного давления, в результате которого пласт и слои пород сжимаются. Величина давления уменьшается с удалением от разрабатываемого пласта в сторону его кровли и почвы. В результате сжатия пород в зоне опорного давления происходит оседание соответствующих участков земной поверхности. Протяженность зоны опорного давления зависит от глубины разработки, размеров выработки, мощности и угла падения пласта и от других факторов. Положение точки максимума опорного давления (a_i) по отношению к кромке угольного массива на разрабатываемом пласте при существующих глубинах прослеживается на расстояниях до пяти – шести мощностей пласта [2, 4].

Ориентировочно протяженность зон опорного давления в плоскости разрабатываемого пласта соответственно в направлении падения, восстания и простирания от границ очистных работ в сторону массива может быть определена из выражений:

l_n  E H_n ctg₀ cosпри   60

l_п  E H_n ctg₀ sin^ при   60 ,

2

l_в  E  H_в ctg₀ cos при   60 ,

                               l_в  E  H_в ctg₀ sin^ при  > 60 ,                    (6)

2

l_пр  E H_ср ctg₀,

Н_п  Н  Н ,

Н_в  Н  Н , Н  х₀ sin где l_n,     l_в , l_nр –        протяженность зон опорного давления соответственно по падению, восстанию и простиранию; H_n , H_в , H_ср – глубина горных работ соответственно до нижней, верхней границ выработанного пространства и его середины; ₀         – граничный угол; α – угол падения; х₀ – половина величины выработанного пространства по падению; Е – коэффициент, зависящий от глубины разработки, значения которого приведены ниже.