Ознакомление с механическими процессами, протекающими в массиве горных пород при разработке месторождений полезных ископаемых, страница 6

где напряжение на спайке d  2.

8. Расчет коэффициента концентрации напряжений

Коэффициент концентрации напряжений в точке _max, будет:

        i  maxi при =0; i                 2maxi cos2 ) при >0,             (16)

                       Hi                               Hi(sin

где H_i – глубина ведения горных работ соответственно до нижней и верхней границ выработанного пространства, м;  – коэффициент бокового отпора, зависящий от – коэффициента Пуассона, равный:



                                                                                                           .                        (17)

1 

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Определение заданных условий для варианта 25 Определяем заданные условия из табл. 6.

1.  Мощность пласта, м – m = 6.

2.  Угол падения, град. -  = 30.

3.  Глубина разработки, м – Н 4. Прочность угля, Па - _сж = 3,1∙ 10 .

5.  Плотность пород, кг/м³ -  = 4500.

6.  Коэффициент Пуассона -  = 0,4.

7.  Размер выработанного пространства по простиранию, м 2L = 1900.

8.  Размер выработанного пространства по падению, м – 2х₀ =325.

1. Определение высоты зоны обрушения

Рассчитываем ориентировочную высоту зоны обрушения по формуле (1), используя данные по Кузбассу для коэффициента разрыхления пород К = 1,5 и исходные данные для своего варианта:

h_обр  1,5⁶1 12, м

2. Определение параметров зоны полных сдвижений

Углы полных сдвижений у нижней, верхней и по простиранию границ выработки рассчитываем по формулам (2), с учетом того, что угол падения пласта равен 30„. Угол полных сдвижений по падению:

_п = 50„- 0,25∙30„ =43„.

Угол полных сдвижений по восстанию:

_в = 50„+ 0,38∙30„ = 61„.

Угол полных сдвижений по простиранию выбираем равным:

_пр = 60„.

Угол наклона большой полуоси эллипса зоны полных сдвижений определяем по табл. 2. При промежуточных значениях  определяется интерполяцией. В нашем варианте для =30„, он будет равен:

 = 68„.

Угол максимальных оседаний ₀ определяем по формуле (2):

₀= 90„ – 0,5∙30„ = 75„.

3. Определение параметров мульды сдвижения

Для определения размера и местоположения мульды сдвижения сначала по формулам (2) определяем граничные углы, а значения углов полных сдвижений _п, _в, _пр и угла максимального оседания θ₀ мы определили ранее. Тогда:

₀ = 70„,

₀= 75„ – 0,9∙30„ = 48„,

₀= 70„, θ = 68„, ₀ = 75„,

_п= 43„,

_в = 61„,

_пр = 60„.

Затем рассчитываем значения коэффициентов N₁ и N₂ по формулам (5):

N₁  ³²⁵650  0,5 и N₂  ¹⁹⁰⁰650  2,9.

Далее по табл. 1 определяем значения коэффициентов t₁ и t₂:

t₁ = 0,55 и t₂ = 1.

Подставив рассчитанные значения коэффициентов t₁ и t₂, значение относительного максимального оседания g₀ = 0,85, размер мощности пласта m = 6 м и значение cos= 0,866 в формулу (4), рассчитываем максимальное оседание земной поверхности:

_max= 0,85∙6∙0,55∙1∙0,866 = 2,43 (м).

4. Определение параметров 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). Значение угла  находим по табл. 2 методом интерполяции, так как  = 30⁰. Тогда:

 =68„.

Полуось эллипса зоны разгрузки вверх равна 1,5‰2x₀ (ширина выработанного пространства на разрезе вкрест простирания - 2x₀ = 325 м), а полуось вниз – 2х₀, т.е. вверх – 487,5 м и вниз – 325 м.

5. Определение параметров зоны опорного давления

Протяженность зон опорного давления в плоскости разрабатываемого пласта соответственно в направлении падения, восстания и простирания от границ очистных работ в сторону массива при угле падения пласта менее 60„ определяются из выражений (формулы 6):

l_n  E_nH_nctg₀ cos при   60 , l_в  E_вH_вctg₀ cos при   60 , lnр  EnрHnрctg0

Для определения размеров зоны опорного давления сначала необходимо рассчитать глубину ведения работ по падению H_n и восстанию Н_в . Для этого предварительно рассчитываем значение (формулы 6):

Н  0,5162,5  81,25, м.

Далее определяем глубину ведения работ по падению H_n и по восстанию Н_в :