Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Выбор заложения подготовительных выработок


Вопрос о расположении подготовительных выработок, главным образом откаточных штреков, является одним из важнейших, особенно на больших глубинах. Основным мероприятием, исключающим большие расходы на поддержание штрека, является заложение его на безопасном расстоянии от залежи.

Если в угольной промышленности в этом отношении проведен большой объем теоретических и экспериментальных исследований, сделано обобщение производственного опыта в основных угольных бассейнах страны и даны обоснованные рекомендации, то в горнорудной этот вопрос изучен недостаточно, хотя расходы на поддержание вентиляционных и откаточных выработок очень велики.

При наиболее распространенном расположении полевых откаточных штреков на расстоянии 20—30 м от лежачего бока не всегда удается избежать влияния на них выработанного очистного пространства, особенно при разработке мощных залежей, так как штреки все же попадают в зону опорного давления.

Раздавливание полевых штреков в лежачем и висячем боках залежи при разработке мощных рудных месторождений большой длины по простиранию часто ведет к срывам работы рудничного транспорта и добычных участков.

Из анализа литературных источников по данному вопросу следует, что:

- существующие рекомендации по расположению полевых штреков противоречивы:

- местоположение полевых штреков особенно не изучено для мощных и сверхмощных рудных месторождений.

Вопрос опорного давления наиболее полно разработан С.Г. Авершиным.

Хотя его исследования велись для угольных месторождений, их результаты могут быть использованы и при проектировании подготовки мощных рудных месторождений. По С.Г. Авершину, при разработке рудного тела удаляется опора части пород, расположенных над выработанным пространством; сила тяжести (вес) подрезанного столба передается на соседние участки руды, окружающие очистные работы.

Суммарная пригрузка на каждый целик
Выбор заложения подготовительных выработок

где а — ширина очистного пространства;

H — глубина ведения очистных работ от поверхности;

у — плотность пород.

Распределение этой пригрузки существенно зависит от физико-механических свойств пород покрывающей толщи, мощности рудного тела, глубины разработки.

По мере приближения фронта очистной выемки к лежачему и висячему бокам опорное давление будет перемещаться во времени и пространстве.

При выемке руды у контактов залежи опорное давление переместится на породы лежачего и висячего боков и будет оказывать влияние на откаточные и вентиляционные штреки.

Величина опорного давления на породы лежачего и висячего боков и характер ее распределения зависят от процессов, происходящих в толще массива. Суммарное давление может достигать величин, в 2—5 раз превышающих первоначальное давление в нетронутом массиве.

Все процессы, происходящие в толще пород, являются результатом очистных работ и обусловливаются горнотехническими условиями, геологическими особенностями строения надрудной толщи и физико-механическими свойствами пород.

Опыт рудников Кривого Рога показывает, что максимальная ширина зоны смятия пород лежачего бока, в пределах которой горним давлением выводятся из строя выработки, составляет 0,22 от глубины разработки для залежей длиной свыше 1 км.

КГРИ для мощных месторождении KMA рекомендует располагать откаточные штреки лежачего бока от границ рудного тела на расстоянии 0,3 Н, где Н — глубина разработки.

С.М. Липкович, используя результаты исследований С.Г. Авершина, предлагает определять расстояние штрека от границы залежи по величине зоны опорного давления (рис. 13), которая определяется по эмпирической формуле

где Н — глубина работ от поверхности, м:

h — висота этажа, м;

e — коэффициент крепости пород лежачего бока (для крепких пород можно принимать 0,8; для пород средней крепости — 1; для слабых — 1,2).

Согласно теории горного давления, в нетронутом массиве горних пород существует весьма простое поле напряжений. На значительных глубинах и при больших давлениях (идеальный случай) коэффициент Пуассона стремится к 0,5, поэтому напряженное состояние массива можно принять гидростатическим, т. е.

где у — плотность пород, т/м3;

Z — расстояние от поверхности земли до центра выработки, м.

В результате проведения горних выработок происходит перераспределение напряжений в пределах определенной зоны с радиусом Ra. Размеры зоны перераспределения определяются исследователями по-разному.

В.Ф. Трумбачев предлагает радиус зоны влияния горной выработки на окружающие породы принимать равным 2,1—3,4 наибольшего линейного размера выработки, Н.А. Суворов — 2,3—2,5.

В принципе очистное пространство (вкрест простирания) в панели можно рассматривать как выработку большого диаметра. Конечный размер его равен ширине выработанного пространства (сумма ширины отработанных блоков).

Следовательно, штрек и очистное пространство условно можно рассматривать как две смежные выработки, оказывающие влияние друг на друга (рис. 14).

По мере продвижения фронта очистных работ от висячего бока к лежачему или наоборот горное давление будет оказывать все большее влияние на откаточные штреки лежачего или висячего бока. Принимая ширину выработанного пространства вкрест простирания как пролет выработки равной мощности рудного тела, будем иметь:

- для мощных месторождений Rв = 2,5B,

- для сверхмощных месторождении Rв = 2B,

где Rв — радиус влияния очистного пространства, м;

В — ширина очистного пространства вкрест простирания, м. Отсюда получаем удаленность штреков от границы залежи

где m — горизонтальная мощность залежи, м.

Полученное расстояние откаточного штрека до границы залежи необходимо проверять по принятому углу сдвижения пород и углу падения лежачего или висячего бока (рис. 15):

где bn — расстояние откаточного штрека рабочего горизонта от границы залежи, м;

bn1 — расстояние (по горизонтали) от откаточного штрека рабочего горизонта n до границы залежи на нижележащем горизонте n1, м;

hni — высота нижележащего этажа, м;

а — принятый угол сдвижения пород лежачего бока, градус;

в — угол падения залежи со стороны лежачего бока, градус.

Для мощной залежи Яковлевского месторождения были определены необходимые расстояния откаточных штреков лежачего бока от границы рудного тела по всем рассмотренным методикам;

- по углу сдвижения лежачего бока (120 м);

- по глубине разработки (180 м);

- по зоне влияния очистных работ (600 м);

- по величине зоны опорного давления (800 м).

Из анализа результата расчета видно, что наиболее правильные значения дают методы определения расстояния штреков па радиусу влияния очистных работ и по величине зоны опорного давления.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: