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?н 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
- Сагинов А.С., Гращенков Н.Ф. и др. Управление состоянием массива горных пород.- Караганда. - 1986. 80с.
- 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.
- Комиссаров С.Н. Управление массивом горных пород вокруг очистных выработок. М.: Недра, 1983.- 237с.
- Борисов А.А. Механика горных пород и процессов. М.: Недра, 1980. 360с.
- Вайнберг А.А., Вайнберг Е.Д. Расчет пластин. Киев: Будевельник, 1970
- Ержанов Ж.С., Каримбаев Т.Д. Метод конечных элементов в задачах механики горных пород. Алма-Ата: Наука, 1975.
- Временная инструкция по выбору способа и параметров разупроч