Разработка рудных месторождений » 2. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ВЫХОДА ВОРОНОК ОБРУШЕНИЯ НА ПОВЕРХНОСТЬ » 2.7. Расчет безопасной мощности барьерного целика между карьером и подземными выработками
Геология сегодня
Подземная разработка твёрдых полезных ископаемых, совокупность работ по вскрытию, подготовке месторождения и выемке полезного ископаемого (руд, нерудных полезных ископаемых и углей)
Разделы проекта:
- Совместная разработка
- Прогнозирование обрушения
- Проветривание разработок
- Взрывные работы
- Карьерные выработки
- Подземные выработки
- Безопасность работы
Совмещение открытого и подземного способов разработки в пределах одного выемочного поля накладывает на ведение подземных горных работ ряд ограничений, требует особой организации труда, решения специфических для совместной разработки технических задач, диктует условия применения подземных систем разработки и производства взрывных работ....
прочитать полностью
Подземная разработка полезных ископаемых при совмещении работ может производиться системами с обрушением налегающих пород или поддержанием выработанного пространства естественным или искуссхвенным способами. В этих случаях имеет место временное обнажение кровли на период образования компенсационных камер и отработки камер первой очереди до их закладки, что при наличии в кровле рыхлых, обводненных, пластично-глинистых пород ведет к потерям полезного ископаемого
прочитать полностью
Партнеры:
Свежие материалы:
- Подземный способ разработки с предварительным удалением
- Контроль за пустотами и их погашение
- Деформация и укрепление уступов
- Организация работ и календарь совмещения
Статистика:
2.7. Расчет безопасной мощности барьерного целика между карьером и подземными выработками
Создать точный аналитический метод определения безопасной мощности потолочины в сложных горно-геологических условиях весьма трудно. Так, в теории сопротивления материалов нет общепризнанной методики расчета толстых плит, защемленных по контуру и находящихся под действием собственного веса и дополнительной нагрузки (под дополнительной нагрузкой подразумевается вес карьерного оборудования).
Плита-потолочина горных пород должна рассчитываться с учетом их физико-механических свойств, которые не всегда постоянны. При расчете необходимо учитывать возможность образования сводов разгрузки. Мощность целика должна определяться с учетом разрушения верхнего слоя от прямого воздействия взрывов при перебурах скважин на карьере и от общего сейсмического воздействия взрывов. Влияние на физико-механические свойства пород оказывает и время года, особенно в зонах вечной мерзлоты.
С некоторыми допущениями расчет мощности потолочины выполним как для толстой упругой плиты, опирающейся на целики и деформирующейся в упругом режиме. На основании разработок К". В. Руппенейта и Ю. М. Либермана Б. П. Юматов предлагает следующую формулу для расчета безопасной мощности барьерного целика:
В. П. Боголюбов для расчета мощности барьерного целика предлагает пользоваться формулой
где Ьп — ширина обнажения, м; Рд—у#у&д(&с+&пер)/&р— динамическая нагрузка от взрываемого массива; Яу — высота уступа, м; &с &пер, &д, ftp — соответственно коэффициенты снижения высоты
уступа при взрывании (0,8), перебура (0,25), динамической нагрузки (2), разрыхления горной массы (1,2—1,5).
При расчете по формулам (2.55) и (2.56) за ширину обнажения обычно принимают ширину единичной камеры, предполагая, что на границах камеры потолочина опирается на целик. Как отмечалось ранее, из-за неполной закладки и отсутствия сцепления с горными породами нагрузка на искусственные целики переходит лишь после выемки естественных целиков, поэтому при пользовании указанными формулами в значение ширины обнажения вводят величину, равную не менее двойной ширины камеры. Принятые параметры рудных барьерных целиков на Тишинском руднике, Гайском месторождении подтверждают наше мнение.
Исследованиями ВНИИцветмета [24] установлено, что сейсмическое воздействие на целики постоянно проводимых массовых взрывов определяется скоростью прохождения в них упругих волн. Так, для Тишинского рудника такой критической скоростью будет 7 см/с. Радиус сейсмически опасной зоны равен
где QBB — максимальная масса заряда одной очереди при замедлении в 20—50 мс.
Так как барьерный целик должен гасить сейсмические волны до их распространения в обнаженной кровле, принимаем йб.ц^Гоп.
Расчет по формуле (2.57) является одновременно и проверкой правильности расчета мощности барьерного целика.
Д. М. Казикаев [10] рекомендует определять толщину барьерного целика по формуле
Искусственный барьерный целик, как и естественный, должен обеспечить безопасное ведение открытых работ и устойчивость искусственной кровли подземных камер. Исследование устойчивости искусственной потолочины, проведенное на Гайском руднике, показало, что уже в период отбойки первичных камер в потолочине образуется свод высотой 3—6 м, который увеличивается в 2— 3 раза при отбойке руды в камерах второй очереди [21]. Существенное влияние на устойчивость потолочины оказывает ее слоистость, образующаяся из-за глинистых фракций и являющаяся результатом прерывности ведения закладки. Поэтому нижнюю часть
камеры закладывают монолитным бетоном при непрерывном ведении работ. Расчет мощности искусственного барьерного целика производят по формуле
где у— удельный вес материала искусственного целика, Н/м3; b — ширина камеры, м; ааа — предел прочности образца материала искусственного целика при изгибе, МПа; k0=a&qt;v3/aW3 — коэффициент структурного ослабления; <т&qt;из — предел прочности при изгибе материала искусственного целика в массиве, МПа; &в = 0,15-=-0,2— коэффициент, учитывающий влияние времени (15—24 мес) на устойчивость обнаженной искусственной потолочины (определяется из опыта).
Заливка днища камеры монолитным бетоном уменьшает общую толщину искусственного бетонного целика, в этом случае в формуле (2.60) коэффициент структурного ослабления можно не учитывать.
При отработке второго и последующих нижележащих этажей месторождения под искусственным барьерным целиком неполная закладка камер может привести к серьезным осложнениям в работе, так как бетонная плита, обладая очень малой упругостью и лишенная поддержки, будет не прогибаться, а обрушаться. Для повышения устойчивости искусственной кровли рекомендуется камеры нижележащего этажа сдвигать на половину ширины вышележащих камер (рис. 2.15) . Такая схема отработки нейтрализует влияние недозакладки на устойчивость кровли, так как она сразу после закладки нижележащей камеры получает достаточную опору.
Этот вариант оформления кровли можно применить и на первом этаже при работе над рудным целиком
Оглавление Дальше: 2.2. Расчет воронок обрушения и естественных потолочин при системах разработки с обрушением руды и вмещающих пород Вверх: 2. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ВЫХОДА ВОРОНОК ОБРУШЕНИЯ НА ПОВЕРХНОСТЬ