Комбинированная разработка месторождений: Методические указания по выполнению лабораторных работ, страница 12

С учетом указанных обозначений формулу (3.5) можно записать

                                                                  (3.6)

где R₀ – коэффициент ослабления прочности целика, зависящий от формы целика (отношения h_к/b_р), слоистости пород, ослабления целика выработками и др.; R₀ = 0,30,6

Проведенный анализ формул расчета рудных (естественных) целиков показал, что обычно они выведены для конкретного месторождения, обилие коэффициентов и других величин, входящих в расчетные формулы и определяемых опытным путем, затрудняет их применение.

Так, ширина целика по методике института НИГРИ равна:

                             (3.7)

где М—горизонтальная мощность залежи, м; b₁ – полупролет выработанного пространства по обе стороны целика, м; а - угол падения залежи, градус.

Для упрощения формулы (3.7) принимаем условное обозначение:

                                                             (3.8)

где R_к - коэффициент концентрации напряжения; - коэффициент бокового распора (~0,8); —удельный вес, Н/м³; Н—глубина разработки, м; _сж- предел прочности рудного массива при сжатии, МПа.

По методике ВНИМИ ширина целика определяется из выражения

где R_н - коэффициент, учитывающий влияние размеров разрабатываемого участка (0,6); b—ширина отрабатываемой камеры, м;- коэффициент угла падения рудного тела, - коэффициент структурного ослабления (= 0,5); R_ф1- коэффициент формы, учитывающий влияние b_р/b (чаще 1);R_ф2 - коэффициент формы, учитывающий влияние b_р/h_к (0,3—1,3); R_в - коэффициент времени (0,7); R₃=R₁+R₂+R₃ -  коэффициент запаса прочности; R₁- коэффициент изменчивости среднемаксимальной прочности (1,25); R₂ - коэффициент возможного уменьшения площади поперечного сечения целика в натуре (1,10—1,15), R₃ -  коэффициент сейсмического воздействия (1,2).

Результаты расчетов по разным формулам отличаются друг от друга на 10-30%, что является допустимым, так как ширина целиков обычно не превышает 10-15 м и расчетные параметры целика обязательно проверяют на практике. Определение их размеров по методике акад. Л. Д. Шевякова является наиболее рациональным.

Для большей устойчивости целиков порядок отработки должен быть таким, чтобы целик обнажался только с одной стороны. Для Тишинского рудника ширина рудного целика при b =10 м; H =100 м; =3,4 кН/м³; R₃ = 4; h_к= 60 м; =52 МПа; R₀ = 0,55;

b_р = 20 *3,4*100*4/ (0,55*52*98 - 3,4*4*60) =13,3 м.

Принятая ширина 10 м приводит к разрушению целиков. Для рудника Текели при b =10 м; H=200 м; =2 кН/м³; R₃ = 3.5, h_к=40 м; =58 Мпа; R₀ – 0.5;  = 3 кН/м³

b_р =20*2*200-3,5/(0,5*58*98-3,40*3,5) =11,4 м.  

Принятая ширина 10 м обеспечивает удовлетворительную устойчивость.

Для Гайского рудника при b=15 м; H =157 м; =2,6 кН/м³; R₃ = 3; h_к = 60 м; R₀= 0,45; = 90 МПа

b_р=30*157*2,6.*3/(0,45*90*98 - 60*2,6*3) = 10,25 м.

Ширина целика принята 10 м, что дало значительный запас прочности. Устойчивость целиков повсеместно была удовлетворительной.

Для условий Дегтярского рудника b =22 м; H = 450 м; = 2,6 кН/м³; R₃ = 3,5; h_к = 20 м; R₀ = 0,5; = 160 МПа

b_р = 44 450*2,6*3,5/ (0,5*160 98 -  2,6 203 *3,5) =23 м.

Несущую способность междукамерных рудных целиков определим по формуле

                                                                               (3.9)

Фактическую нагрузку найдем из следующего выражения

                                                                                                            (3.10)

тогда коэффициент запаса прочности составит

                                                                                                            (3.11)

где - удельный вес пород кровли, Н/м³; Н - толщина барьерного целика или высота от кровли камеры до рабочего дна карьера, м.