Управление состоянием массива

Курсовой проект - Геодезия и Геология

Другие курсовые по предмету Геодезия и Геология

µльным первичным обрушением, передовым торпедированием, гидрообработкой кровли 8,2,9, а также путем повышения сопротивления кровли.

 

3.2.1 Расчет деформаций основной кровли

Деформация основной и непосредственной кровли характеризуются двумя режимами: начального (от проведения разрезной печи до первого обрушения) и установившегося движения (периодическое обрушение по мере подвигания очистного забоя).

Для описания начального движения основной кровли можно воспользоваться моделью прямоугольной плиты, защемленной со всех сторон и лежащей на упругом основании 6. Во втором случае можно рассмотреть плиту на упругом основании, защемленную с трех сторон и свободную со стороны выработанного пространства. Нагрузка на плиту зависит от конкретных горно-геологических условий. Это может быть вес (или часть веса) покрывающих пород.

На породы кровли действует также и боковое сжатие. Поэтому рассматривается продольно-поперечный изгиб пластинки. для простоты можно пренебречь влиянием упругого основания.

Плоской пластинкой (или тонкой плитой) называется упругое тело призматической или цилиндрической формы с малой, по сравнению с размерами основания, высотой.

Пределы применимости теории:

 

, , (2.2)

 

где h- толщина пластинки; а- наименьший размер основания; Wmax- максимальный прогиб.

 

3.2.2 Расчет напряженно-деформированного состояния кровли до первой осадки труднообрушающихся пород

Аналитические исследования показали, что при отходе очистного забоя от разрезной выработки в кровле над выработанным пространством образуется зона растягивающих напряжений ?у в форме свода (рис. 2.3).

 

 

Напряжения внутри зоны возрастает к ее центру. Максимальные значения напряжений возникают над серединой выработанного пространства на расстоянии, равном половине высоты зоны растяжений hp.

На величины ?у и hp в основном влияют глубина разработки „Н” и расстояние от целика до очистного забоя Lп.

Напряжения ?у над серединой выработанного пространства рассчитываются по формуле:

 

, (2.3)

 

где ? - удельный вес пород, тс/м3.

Высота зоны растяжений hp определяется из уравнения:

 

, (2.4)

 

Кровля в выработанном пространстве расслаивается по межслоевым контактам по напластаванию при условии:

 

, (2.5)

 

где - предел прочности межслоевых контактов на отрыв, тс/м2.

Предельные размеры пролетов, при которых произойдет первое обрушение труднообрушающихся пород кровли, рассчитываются с помощью уравнений (табл. 2), полученных путем статистической обработки экспериментальных данных о первом шаге обрушения L0 в зависимости от влияющих факторов: мощности h0 и коэффициента крепости ?0 пород основной кровли, мощности пласта m, мощности hн и коэффициента крепости ?н непосредственной кровли, глубины разработки Н, длины лавы Lл.

Таблица 2.3.4

Породы кровли:

основной непосредственнойУравнения регрессииКоэффициент множественной корреляцииПесчаник

Аргиллит АлевролитL0=25,38+0,421h0+0,891?02,352m +0,915hн+0,496 0,003Н0,006 Lл0,774

L0=25,38+0,4214+0,8913,92,3523,3 +0,91519+0,49630,0034900,006 150 = 59,54 м;

 

Определение равнодействующей крепи и координаты ее приложения

Реакция крепи на контакте перекрытия с кровлей имеет вертикальный характер, но для расчетов можно принимать осредненные значения. Наиболее характерен следующий вариант:

I-вариант механизированные крепи с неравномерным распределением сопротивления по перекрытию;

Выражения, определяющие взаимосвязь сопротивления крепи q, распределенного по контакту перекрытия с кровлей, и заданного сопротивления крепи по рядам, получены путем решения системы уравнений равновесия крепь-кровля.

Для I-варианта эти выражения имеют вид:

на призабойном конце перекрытия:

 

; (2.6)

 

со стороны выработанного пространства:

 

, (2.7)

 

где R1, R2 сопротивление крепи по первому и второму рядам от забоя, тс;

а1, а2 расстояние от призабойного конца перекрытия до первого и второго рядов крепи, м;

в длина перекрытия, м.

 

= 0,166 мПа;

= -0,001 мПа,

 

При креплении механизированной крепью равнодействующая Q и ее положение С относительно призабойного конца перекрытий определяется следующим образом:

 

;

, (2.9)

 

= 1,291;

= 1,35 м.

Список использованной литературы

 

  1. Сагинов А.С., Гращенков Н.Ф. и др. Управление состоянием массива горных пород.- Караганда. - 1986. 80с.
  2. Брагин Е.П., Векслер Ю.А. и др. Методика расчета зон предельно-напряженного состояния массива горных пород вокруг очистного забоя и уточнение силовых параметров механизированных крепей для конкретных горно-геологических условий методом конечных элементов с учетом ползучести и разрушения. Караганда: КНИУИ, 1987.-53с.
  3. Комиссаров С.Н. Управление массивом горных пород вокруг очистных выработок. М.: Недра, 1983.- 237с.
  4. Борисов А.А. Механика горных пород и процессов. М.: Недра, 1980. 360с.
  5. Вайнберг А.А., Вайнберг Е.Д. Расчет пластин. Киев: Будевельник, 1970
  6. Ержанов Ж.С., Каримбаев Т.Д. Метод конечных элементов в задачах механики горных пород. Алма-Ата: Наука, 1975.
  7. Временная инструкция по выбору способа и параметров разупроч