Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Лабораторная работа № 4 Определение параметров целиков при камерно-столбовой системе разработки
Задание. Рассчитать параметры круглых, квадратных и ленточных целиков при отработке рудных тел камерно-столбовой системой разработки Камерно-столбовая система разработки применяется при отработке горизонтальных и пологих (с углом падения до 20-30о) рудных залежей. Поддержание выработанного пространства при этой системе осуществляется рудными целиками. Целью расчетов их параметров является определение таких их размеров, чтобы потери руды в целиках были минимальными при обеспечении допустимых пролетов обнажения кровли очистного пространства. Определение ширины пролета камер Допустимые пролеты обнажений устанавливают, как правило, на основе экспериментов, проводимых по специальной методике, разработанной во ВНИМИ. Применение расчетных методов ограничено определенными условиями, например, неоднородностью пород кровли. Однако и в этих случаях результаты следует рассматривать как предварительные, требующие дальнейшего экспериментального уточнения. Наибольшую достоверность имеют результаты, полученные по методам расчетов кровель, представленных ненарушенными или слабонарушенными слоистыми породами. Применение камерно-столбовой системы разработки предполагает, что рудные целики не извлекаются. Очевидно, что для обеспечения минимума потерь руды в целиках ширина камер должна быть максимально допустимой, т. к. при неоправданном уменьшении пролета камеры потери полезного ископаемого в недрах могут возрастать на 30-40 %. Для горизонтальных и пологих залежей при однородной кровле и отношении глубины залегания к ее ширине более двух, коэффициенте Пуассона μ = 0, 17-0, 3 допустимый пролет обнажения можно определить по формуле С.Г.Борисенко , м (4.1) где v - коэффициент бокового распора, v = μ / (1 - μ) ≈ 0, 2 - 0, 4; μ - коэффициент Пуассона, для горных пород μ = 0, 2-0, 4; | σ р | - допустимое напряжение при растяжении пород кровли, МПа. Величина | σ р | принимается равной (0, 03 - 0, 04)σ сж; H - глубина залегания рудной залежи, м; γ - плотность налегающих пород, кН/м3. Эту формулу применяют при угле падения залежи до 20-30°.
Определение ширины целиков Основным элементом поддержания кровли при разработке горизонтальных и пологих месторождений являются рудные целики. Они бывают панельными и опорными (рисунок 4.1). Панельные целики оставляются на границах панелей для сохранения штреков и поддержания толщи налегающих пород. Опорные целики служат для поддержания кровли непосредственно в выработанном пространстве и располагаются между панельными целиками. Рисунок 4.1. Схема к расчету параметров целиков при камерно-столбовой системе разработки: 1 - опорные целики; 2 - панельные целики; D - ширина панельного целика, м; H - глубина ведения горных работ, м; A - ширина пролета камеры, м; d - ширина опорного целика, м; L - расстояние между осями целиков, м; h - выемочная мощность, м Расчет параметров опорных целиков базируется на условии прочности целиков согласно гипотезе Турнера - Л.Д. Шевякова, с поправочным коэффициентом, учитывающим угол падения залежи , (4.2) где η - коэффициент запаса прочности целика (принимают равным 3-5, если камера должна сохраняться неопределенно долгое время и 2-3, если камеру необходимо сохранить только на время ведения очистной выемки); γ - плотность пород кровли, кН/м3; H - глубина ведения горных работ, м; кн - коэффициент, учитывающий соотношение глубины залегания Н и ширины панели B: кн = 1 при B/H > 1, 0; кн = 0, 7 при B/H = 0, 8-1, 0; кн = 0, 5-0, 6 при B/H < 0, 8, если в рудном теле есть слабые породные прослойки; ка - коэффициент, учитывающий угол падения залежи а ка= cos2 α + μ sin2 α, (4.3) где μ - коэффициент бокового распора пород, μ = 0, 2-0, 4 для прочных пород на средних глубинах; σ сж - предел прочности пород на одноосное сжатие, МПа, σ сж = 10f; кф - коэффициент формы целика, учитывающий соотношение его ширины и высоты (в некоторых случаях выемочной мощности) h при d < h; при d > h; s - площадь горизонтального сечения целика, м2; S - площадь кровли, поддерживаемой одним целиком, м2. При квадратной форме целиков можно считать, что соотношение . Исходя из этого или . (4.4) С учетом этого коэффициента наиболее простым представляется определение ширины ленточного целика , м (4.5) Затем можно определить размеры круглых и квадратных целиков , м (4.6) , м (4.7) где . (4.8) Рассчитанные величины размеров целиков не являются окончательными, т. к. при допустимой величине пролета камеры они могут не вписаться в заданную ширину панели. С этой целью определяют ширину барьерного целика D и число рядов целиков Nц по ширине панели B. Определение ширины панельных целиков Панельные целики рассчитываются на всю мощность налегающей толщи пород (кн = 1) , м. (4.9) Число целиков по ширине панели , шт. (4.10) Величину Nц округляют до ближайшего меньшего целого значения. Преобразовав эту зависимость относительно d, получим выражение для определения уточненной ширины целиков , м. (4.11) Уточненная ширина целиков будет меньше или равна рассчитанной ранее. Увеличение их ширины будет означать дополнительное увеличение принятого в расчетах коэффициента запаса прочности целиков.
Таблица 4.1 Данные к лабораторной работе № 4
|