Управление сдвижением горных пород на примере Верхнекамского месторождения
Курсовой проект - Геодезия и Геология
Другие курсовые по предмету Геодезия и Геология
µмной поверхности - деформирование подрабатываемого массива, вызванное изменением напряженно-деформированного состояния (НДС) пород, покрывающих разрабатываемые пласты. Изменение НДС пород будет происходить при отработке пластов системами как с длинными, так и с короткими очистными забоями в процессе развития очистного фронта в пространстве и во времени.
Равновесное состояние массива в процессе подработки нарушается, его внешняя граница - поверхность - перемещается в сторону выработанного пространства. Это перемещение характеризуется величиной сдвижения . За счёт сдвижения точек поверхности на ней образуется мульда сдвижения, характеризуемая линейными и угловыми параметрами, представленными на рис. 1.
Значения угловых параметров приведены ниже (табл.1).
Таблица 1. Угловые параметры сдвижения
МесторождениеУгловые параметры, градусыВерхнекамское505050555555
Рис. 1. Элементы и угловые параметры мульды сдвижения:
а - главное сечение мульды сдвижения по падению-восстанию пласта; б - главное сечение мульды по простиранию: в - главное сечение мульды по падению-восстанию при неполной подработке земной поверхности; - угол падения пласта (для условий Верхнекамского месторождения можно принять а=0, а в качестве основной рассматривать схему б); - граничные углы; - углы полных сдвижений; Д1, Д2 - размеры выработанного пространства по падению и простиранию, соответственно; L1, L2- размер краевой части мульды соответственно по восстанию и падению пласта; L3 - размер краевой части мульды по простиранию пласта; L4 - длина зоны полной подработки земной поверхности; I - внутренняя граница краевой части (ВГКЧ) мульды сдвижения
Расчетными параметрами сдвижения подрабатываемого массива (параметрами деформаций поверхности, оцениваемыми эмпирико-аналитическим методом) являются: оседания ,м; наклоны i; кривизна ,м-1; горизонтальные деформации . Суммарные (в зоне полной подработки и в зоне сжатия краевой части мульды) деформирования земной поверхности характеризуются макро- и микродеформациями. Для постоянных краев частей мульд сдвижения макродеформации рассчитываются по зависимостям:
(1)
где - оседание поверхности в точке с безразмерной координатой z, ;
х - расстояние от внутренней (со стороны выработанного пространства) границы краевой части (ВГКЧ) мульды до рассматриваемой в ее пределах точки, м;Т - длина краевой части мульды сдвижения в рассматриваемом сечении, м:
в условиях полной подработки
(2)
в условиях неполной подработки
где D - ширина выработанного пространства в рассматриваемом сечении мульды, м;
- расстояние от почвы разрабатываемого пласта до земной поверхности, м;
- оседание поверхности на ВГКЧ, достигнутое за время t, м; для случая конечных оседаний на этой границе:
, (3)
где - выемочная мощность пласта, м;
- коэффициент извлечения руды из недр, определяемый, например, при камерной системе разработки и комбайновой выемки руды как:
, (4)
где Sx - площадь очистной камеры, м2;
а - ширина камеры (при многоходовых камерах - с учетом ширины межходовых целиков), м;
3. Типовые задачи управления сдвижением горных пород при подземной разработке калийных месторождений
Методически типовые задачи о сдвижении горных пород, в общих чертах, могут быть классифицированы следующим образом.
Определение параметров, характеризующих изменение НДС подрабатываемой толщи пород:
задачи по определению конечных величин оседаний (сдвижения) земной поверхности в зоне полной (неполной) подработки (на ВГКЧ мульды сдвижения);
задачи по определению величины сдвижения земной поверхности на ВГКЧ мульды во времени;
задачи по определению величины сдвижения (в том числе и во времени) в пределах постоянных краевых частей мульд сдвижения;
задачи по определению деформаций земной поверхности (наклоны, кривизна, горизонтальные деформации) в пределах постоянных краевых частей мульды сдвижения (в том числе и во времени).
Выбор параметров горнотехнических мероприятий по управлению региональным состоянием массива:
задачи по корректировке параметров камер и МКЦ для ограничения оседаний и деформации поверхности;
задачи по корректировке технологий ведения горных работ (например, переход к технологии выемки пластов системами с закладкой выработанного пространства);
задачи по региональной оценке предпрогнозного состояния пород комплекса водозащитной толщи;
задачи по оценке целесообразных сроков применения защитных мероприятий применительно к подрабатываемой поверхности, как экологическому объекту.
Круг задач, требующих практического решения, как очевидно, значительно шире перечисленного выше. Но такие задачи обычно требуют существенной конкретизации исходных данных, отвечающих им специфическим положениям методик расчета и т.д. и т.п. Однако рассмотренные задачи, характеризуемые некоторой предельной постановкой, позволяют студенту в общем виде освоить принципиальные методические положения и подходы в решении вопросов регионального управления состоянием подрабатываемого массива горных пород.
4. Определение параметров, характеризующих изменение напряженно-деформированного состояния подрабатываемого массива горных пород
.1 Расчет величины кон