Комбинированная разработка месторождений: Методические указания по выполнению лабораторных работ, страница 11

Цель работы: "Изучение методики расчета опорных целиков при совместной отработке месторождений"

Задачи:

1.  Законспектировать лабораторную работу в тетрадь

2.  Ознакомиться с методами расчета параметров камер и целиков

3.  Выполнить анализ расчетных методов естественных целиков

4.  Изучить особенности расчета искусственных целиков

5.     Выполнить расчет при заданных условиях

Аудиторное время выполнения работы – 4 часа.

Работа защищается путем решения задач.

Основные положения

Большинство горных предприятий, совмещающих открытые и подземные работы и применяющих для подземной разработки системы с закладкой выработанного пространства, используют камерный вариант (Тишинский рудник, Гайское и Зыряновское месторождения). Выемку руды при такой схеме разработки производят в несколько стадий, а управление горным давлением осуществляют панельными и междукамерными рудными и искусственными бетонными, целиками. Их возводят по мере выемки камерных запасов.

Панель, блок делят на камеры. Вначале отрабатывают камеры первой очереди, расположенные, как правило, через одну или через две (как на Тишинском руднике). Всю нагрузку в этот период несут рудные целики неотработанных камер. Затем отрабатывают камеры второй очереди. Несущим элементом в этот период являются комбинированные опоры, состоящие из рудных целиков неотработанных камер и искусственных целиков заложенных камер первой очереди. Так как их закладка никогда не бывает полной, то при выемке камер второй очереди поддержание налегающих пород продолжают осуществлять естественные целики, а при выемке камер третьей очереди фактический пролет обнажения кровли увеличивается в 2-3 раза. В эти периоды возможны динамические нагрузки на искусственные целики из-за разрушения естественных целиков. В связи с этим определение размеров целиков  приобретает первостепенное значение.

Существует множество теоретических методов расчета параметров камер и целиков, однако из-за большого разнообразия горно-геологических  условий  залегания и физико-механических свойств горных пород, учитываемых введением коэффициентов в формулы, все результаты расчетов подлежат проверке в натурных условиях конкретных рудников.

Ширину камеры большинство исследователей предлагают рассчитывать по методике проф. В.Д. Слесарева, оценивающего устойчивость кровли любой выработки по величине эквивалентного ей по  устойчивости пролета выработки постоянной ширины и неограниченной длины /5/.

                                                            (3.1)

где – h_к – высота камеры, - предел прочности пород при разрыве, Мпа; R₃ -  запас прочности (3-4); -соответственно удельный вес пород целика и налегающих пород, Н/м³; H-глубина расположения выработки, м. Из формулы В. Д. Слесарева

                                                                              (3.2)

находим                                                                                      (3.2)

                                                                             (3.3)

где L - длина камеры, м; b - ширина камеры, м.

Так как устойчивость кровли определяется временем существования обнаженной потолочины, произведем проверку расчетной ширины камеры по временному фактору /6/:

                                                     (3.4)

где t=t₀/2+t_ст -  время обнажения потолочин; мес; t₀- период постепенного обнажения потолочины при отбойке руды, мес; t _ст -  период существования полностью обнаженной потолочины мес; R_з – коэффициент запаса, обычно принимаемый 0,8-0,9.

Произведем расчет ширины рудных целиков по методике академика Шевякова Л.Д.

Sц                                                                      (3.5)

где S_ц  = b_рL – площадь горизонтального сечения целика, м², b_р – ширина рудного целика, м; S_к = L2b – площадь кровли, приходящаяся на один целик, м²; - предел прочности целика при сжатии, МПа; h_к – высота потолочного целика, м; - соответственно удельный вес горных пород, слагающих целик, и налегающих горных пород, H/м³.