Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

29 страниц

Купить бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Методика предназначается для выбора способов охраны подготовительных выработок при разработке проектов новых и реконструкции действующих угольных шахт на глубоких горизонтах. Она рассчитана на инженерно-технических работников проектных и научно-исследовательских организаций, шахт и комбинатов, занимающихся вопросами проектирования и эксплуатации подземных горных выработок

 Скачать PDF

Оглавление

Введение

1. Метод определения деформации пород в горных выработках

2. Получение исходных данных для определения W

Список литературы

 
Дата введения01.01.2021
Добавлен в базу01.01.2019
Актуализация01.01.2021

Этот документ находится в:

Организации:

РазработанИГД им. А.А. Скочинского
УтвержденИГД им. А.А. Скочинского
Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29

Ордена!


Грудрвого


Красного Знамени

ИНСТИТУТ


ГОРНОГО
ДЕЛА

HMtHH


Шкочннсшо


МЕТОДИКА ВЫБОРА СПОСОБОВ ОХРАНЫ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК ОТ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ГЛУБОКИХ ШАХТ


МОСКВА

1972


Министерство угольной промышленности СССР

Академия наук СССР

Ордена Трудового Красного Знамени Институт горного дела им* А*А.Скочинского

Утверждена

директором института проф., докт* техн* наук

А. В. Докукиным

МЕТОДИКА ВЫБОРА СПОСОБОВ ОХРАНЫ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК ОТ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ГЛУБОКИХ ШАХТ

М ос к ва 1972

кровли


(1.16)

боков


ходные уравнения (1.8), (1.9), (I.I0), скорости подвигания очистных и подготовительных забоев, размеры выемочных полей принимаются в соответствии с проектом.

L

Величины предела текучести Т$ и коэффициента вязкости £ • определяются в результате реологических испытаний пород. Испытания проводятся при длительном действии на образец постоянной по величине сжимающей нагрузки &н , составляющей 40-80% от раэруша-


(1.17)

где £ = ——;    <£в    -    зона    опорного    давления,

**    11 U. ~ скорость подвигаяия очистного забоя.

Суммарная величина смещения контура выработки будет определяться выражениями: со стороны почвы

к -* к,,;

(I.I8)

кровли

Ч<- ’

(I.I9)

боков

Кг ” ч * Кг* -

(1.20)

2. ПОЛУЧЕНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Wa>WK*»S ■

Величины

Г, Л, 2hL , А1 , 2а, 9 ,

входящие в ис-

и на графиках ползучести выбираются интервалы , соответствующие стадии установившейся ползучести.

При этом ведется наблюдение за изменением деформации образца. По результатам испытаний строятся графики изменения относительных деформаций £ во времени t - семейства кривых ползучести, соответствующие различным ступеням нагружения. Для вычисления величин Т} времени д i

Затем определяется величина приращения ползучести д£ = за определенный промежуток времени и вычисляется скорость ползучести    . д£

д t

а = -1- •    (2.D

По значениях £ строится график зависимости скорости ползучести от уровня приложенного напряжения fy/Gсж и определяется предел текучести T^L (рис*2). Коэффициент вязкости пород в момент времени £ определяется по формуле Рейнера


(2.2)


где


-    приложенное напряжение, т/м^;

-    относительна деформация ползучести

;

-    относительная деформация ползучести

*


в момент в момент


времени

времени


Рис. 2. Определение предела текучести и коэффициента вязкости



Значение коэффициента вязкости в начальный момент времени определяется на участке кривой, соответствующем начальной стадии ползучести, т.е* при £-•“(). Если же такие испытания провести не представляется возможным, то эти величины определяются через величину прочности вмещающих пород на одноосное сжатие { 6“Сус )* которая определяется геологоразведочными организациями* Б этом случае принимается .

для аргиллитов    = (0,25 - 0,3)

для алевролитов    =0,35 &сж .

В расчетные формулы величина Ts вводится с учетом коэффициента масштабного фактора (К м ) и коэффициента длительной прочности (    ),    т.е.


II


для аргиллита F* =(0,25 - 0,3) 6'CJK' Км *    ;

(2.3)

(2.*)

для алевролита    *    *м    *    Kg    *

По данный ВНЙМИ /См= 0,7 и /С^ = 0,7,

При определений коэффициента вязкости ^ сначала по графику (рис.З) находится значение %£0 , т.е. величина коэффициента вязкости на момент проведения выработки (f-^О). Значение предела прочности на сжатие, при котором определяется принимается

равнЫМм С = *01 •**’*?>

где (ГСЛС - предел прочности на сжатие в массиве;


6*с*с~ предел прочности на сжатие пород в образце.

Значение величины в выражениях (1.8),    (1.9),    (1.10) на

/0*1 /* + 41


(2.5)


'10


любой момент времени t , т.е. в интервале от начала проведения выработки до момента окончания отработки выемочного поля5опреде-ляется по формуле

где t - время от начала проходки выработки до момента, в который определяется интенсивность смещения пород в выработке, сутки;

К - порядок степени у ^ j jt,l* - коэффициенты.

12

Значение jl и £ принимается из табл. I.

Таблица I

Порода

м^

* т

t ч2-»оут

т

Аргиллит

0,8

0,3

Алевролит

0,*

0,07

Песчаник

0,28

0,06

Рис. 4. Определение зоны опорного давления при мощности пласта 0.5 (I), 1,0 (2), 1,5 (3), 2,0 (4), 2,5 (5), 3,0 (6), 3,5 и (7)


и функция нагружения / ( fH ) определяются рас-определяется из выражения


Величины £ четным путем. Величина £


Величина зоны опорного давления Хе , входящая в выражение СI•17) принимается по графику (рис.4).

где V(tti)- функция, определяющая характер распределения нагрузки на слой пород непосредственной почвы (кровли).

13

Таблица 2

Отктогный гитнрмс

Способ «раки bbipahmtu

У(Щ

Значение f vwtyvv нагружен и a вне зоны &ш<н»а пистньис paSот

Ирилмание

пасс uh-naccvb

--*‘"1

Х(Ччт[(»^1

т*а+а,*£

’fifrtJ'K ^**К,ЗНЦ7^аГ)

паиик-породная, полоса-- naccub j

t,N^41+?)

Х*Д.+£

X ^h+Za+di

*(

Jг,-1

продолжение табл* 2

6вящц«ци»и«ии жжуас

Сл осей строку бораоотти

г^Ц

Эявжкое унцо* xofp— (ш эом» Ддемжс <с*тж«с р*$*т

чалиб- чимс

i

x*H+2a<%+t 1 -5т

ft fffpfffM

1 _

Со торопи v&iuta_

j£*/£*?« *^

xi-2l*2a*at+l

ы

*,*a

x.**H

xH

кситиЬ-лсроокя* лсиося-UpaSoma«*« п ростра tunic

i>

* 7 7^ ТРягДЛ 3>a ‘

U 1 а1 ^

Г,Оф№((*£) x--t*x л

2X^2a^k*bm-

fo стороны juucufo

%W*fyM<b-KM(T$)

It

1~Ья

b ***&&HSU*

Значение tffjH) для различных способов охраны принимается из табл* 2. Величины, входящие в выражения для определения Ч'Су#), находятся следующим образом:

Величина - коэффициент, учитывающий угол падения пласта, определяется из выражения

Кл = COSZoC * 0,5since ,    (2.7)


где оС - угол падения пласта.

Величина а/, входящая в выражение функции V(fH) (табл. I; а характеризующая величину фиктивного увеличения ширины выработки за счет разрушения горных пород на контуре, находится из выражения [3]


af+ ahL


■a?+8k


г


сж -J


„,г-(Гн

ar‘ki г

' сж


Z

И * 0.(2.8)


Таким образом, принимая для соответствующего способа охраны функцию V(fH)и подставляя в выражение (2*6), получим значение £.

Интегрируя функцию V(fH) в пределах х4 - xz , получим функцию нагружения tf(fH)вне зоны влияния очистного забоя при различных способах охраны выработки (табл. 2\

Среднее значение функции нагружения в зоне влияния очистных работ определяется по тем же формулам, что и вне зоны, но с добавлением в эти выражения еще одного члена


Z

е л dz -


ГИА Л

- ,


(2.9)


о


где Z - координата направления движения очистного забоя, изменяющаяся от 0 до «if0 .

f>4 - коэффициент, характеризующий величину опорного давления у в зависимости от способа охраны выработки, принимается из табл. 3 [4].

Значение 2 Л берется из табл. 2, а п/п п - вынимаемая мощность пласта принимается по проекту.

Подставив в выражения (I.o), (1.9), (1*10) соответствующую функцию нагружения    а также значения других величин, по-

15


лучик интенсивность скещения пород в выработке со стороны почвы, кровли и боков ее как вне зоны, так и в зоне влияния очистных работ.

Таблица 3

Значение коэффициента д

т : ZA

А

1:18

4,00

1:5

1,23

1:3

0,30

1:1

0,20

Зная величину интенсивности смещения пород, время подготовки и отработки выемочного поля и подставляя эти величины в выражения (I.I2 - 1*17), можно определить ожидаемую величину смещения контура выработки за весь срок ее службы и, следовательно, оценить возможность ее безремонтного содержания, т.е. проверить выполнение условий (I.II).

При определении величины смещения пород в выработках, охраняемых по схемам массив - целик, массив - породная полоса, из-за отсутствия симметрии их расположения полученное значение величины деформации пород следует умножать на коэффициент 0,5.

3. ПРИМЕР

Покажем на примере, как определяется величина смещения контура выработки при столбовой системе разработки.

Б донецком бассейне на шахте ПВП предполагается отрабатывать столбовой системой разработки пласт со следующей характеристикой: мощность пласта I м, угол падения 8°, породы непосредственной почвы представлены аргиллитами мощностью 6 м    -    6    м),    проч

ность пород в образце 6,Ci/c * 1500 т/м2. Основная почва представлена крепкими песчанистыми сланцами. Б непосредственной кровле залегает песчанистый сланец мощностью 8 м (2Л* = 8 м)

= 2500 т/м2. Глубина разработки //= 1000 ы, объемный вес вышележащих пород 2,5 т/м3. Откаточный стрек проходится узким ходом, сечением Sc&= 11,1 м2, шириной 2а = 4,3 м, высотой 3,5 м; величина нижней подрывки ЛЛ = 1,5 м, верхней подрывки kK~ 1,0 м.

16

Штрек крепится арочной крепью с несущей способностью^ 15 т/м2* Почва выработки не крепится.Штрек с обеих сторон охраняется массивом угля. В лаве ведутся работы с полным обрушением кровли.Длина выемочного поля = 1000 м, скорость проведения очистных и подготовительных забоев соответственно равна = 3,8 м/сут.

* 8,5 м/сут.

Вначале определяем интенсивность смещения пород вне зоны влияния очистных работ со стороны почвы выработки. Для этого найдем значения всех величин, входящих в выражения (1*8),    (1.9),

(1*10). л

По формуле (2.3) определяем X s для аргиллита

г* = 0,3.0,7.0,7.1500 = 220 l/м2


6,5 к.


Значение определяем по формуле (2.7)

ДГ_, - mZ8°+ 0,5sin 8 0 * 0,98.

ОС    7

Из выражения (2.8) определяем величину а^ % она равняется


При определении а, , если в выражении (2.8) член


'-Г

СМС


окажется отрицательным, то его значение не учитывается.

Величина t определяется из выражения (2.6), при этом значение функции Vfj-H) берется из табл. 2 для случая охраны откаточного штрека по схеме массив - массив.

Подставив в выражение (2.6) известные величины, определим t


I = 2.220 (f + ||) = 0,98.2,5.1000


I +


(Z+6.5)2

(2+6,5+ г


¥


59 м.


Выражение для определения функции нагружения if(fH) вне зоны влияния очистных работ берется из табл.2, т.е.



1+2& t+ а +af


Подставляя числовые значения, получим


17


^(fH) = 0,96.2,5.1000.59    =    168    922    т/м.


Далее определяется величина £ п , входящая в выражение (1*8) при <Г£ , равном ^ ^ = в-гяс ' Км ■ Кд .

= 0,7 . 0,7 . 1500 = 735 т/м2.


слс


Для этого значения по графину (рис. 3) найден величину


/ОЛД v /•■W-

,сутки/|г.


4/W* 0,79 . Юэ т

Из выражения (2.5) определяем

= 0.79.I05 +    Iq5-^- 3,96Л05    т.сут/м2.

л    0,8    + 0,3.30

В выражении (2.5) значение t принято ракш 30 суткам. Это обусловлено тем, что, как показали эксперименты, величина коэффициента вязкости по истечении 30 суток стабюизмруется. Поэтому это значение коэффициента вязкости можно принимать для любого больного промежутка времени, за которое определяется смещение пород в выработке.

Подставляя полученные величины в выражение (1.8), получим значение


9 4 168922 - 220


< =


3.I4-. 59.3+59(6-1.5)


• 3


220 (3,14 + ЦЩ . 5<£.3,96.105


= 0,000023 м/сут = 0,023 мм/сут.

Значение Va определяется из выражения (1.9), т.е.

у[ = о1000023.59.J6-I,5) _ q,0005 м/сут. п1    6.2,15

- 0,5 мм/сут.

л4

Интенсивность смещения со стороны почвы вне зоны влияния составит

Мп = 0,023+0,5 = 0,523 мм/сут. nf

При определении интенсивности смещения пород почвы выработки


в зоне влияния очистных работ, функция нагружения *Pz(fH) определяется из выражения

/•Vf/Л/уЛ


«'(г*) - *?(г*)*


ЛЯ = /От,


= 168922 + 5?-«.° 1.98»21^AQ.QQ-2,5.5 _ 205059 т/м.

Подотавив значение%0 в выражение (1,8), получим значение v£ в зоне влияния очистных работ.

205059 - 22о[Ь-1^59г>59 (6-1 ^S)]

220 (3,14 + ^59)3.592.0,%Л05

= 0,00015 м/сут. = 0,15 мм/сут.

Значение У/'а определяется из выражения (1.9)

у' , й.да.15,. 59 (6-1,?) . о тт ж/ Ч    6.2,15

= 3,0 мм/сут.

Ч

Интенсивность смещения со стороны почвы в зоне влияния очистных работ составит

VJj = 0,15 + 3,0 = 3,15 мм/сут.

Интенсивность смещения пород со стороны кровли определяется аналогичным путем и составляет вне зоны влияния очистных работ

V* = 0,00095 м/сут, а в зоне влияния VK = 0,00423 м/сут.

19

УДК 622.831

Методика составлена на основании научно-исследовательских работ, выполненных лабораторией горного давления ИГД им. А.А.Скочинского в период 1968-1971 гг. по проблеме разработки угольных пластов на больших глубинах.

Методика предназначается для выбора способов охраны подготовительных выработок при разработке проектов новых и реконструкции действующих угольных шахт на глубоких горизонтах. она рассчитана на инженерно-технических работников проектных и научно-исследовательских организации, шахт и комбинатов, занимающихся вопросами проектирования и эксплуатации подземных горных выработок.

Методика выполнена коллективом авторов:    В.И.Баранов

ским, М.И.Бесковым, С.Н.Выборновой, А.Я.Графовой, И.П.Шлыковым.

Интенсивность смещения со стороны боков выработки определяется из выражения (1,10).

Подставляя в выражение (1,10) данные, относящиеся к непосредственной почве или кровле, получим соответственно значение Vf на уровне почвы или кровли пласта.

Интенсивность смещения Vf составит

на уровне почвы, вне зоны \l£    =    0,0001    м/сут,    а    в    зоне

=0,0008 u/сут;    /

на уровне кровли, вне зоны = 0,00026 м/сут, а в зоне ^ = 0,0012 м/сут.

Зная интенсивность смещения со стороны почвы, кровли и боков выработки, срок службы выработки при принятых скоростях подвига-ния подготовительных и очистных забоев ( // = 600 сут.) и время нахождения выработки в зоне влияния очистных работ

( £ -S2-M— = и I сут.), можно определить величину смеще-

*    з,8 м/сут

ния контура выработки за срок ее службы.

Wa = 0,52 мм/сут . 600 сут. + 3,15 нм/сут . 13,1 сут. = 0,36 м

WK = 0,95 мм/сут . 600 сут. + 4,23 мм/сут . 13,1 сут.= 0,63 м.

Суммарная величина смещения кровли и почвы выработки составит

W = 0,36 м + 0,63 м - I м.    к

Величина смещения боков выработки на уровне кровли Wf =0,2м, а на уровне почвы Wp = 0,1 м.

Таким образом, в рассматриваемом случае способ охраны выработки по схеме массив - массив не обеспечивает ее безремонтного содержания за весь срок службы.

для нормальной эксплуатации выработку необходимо ремонтировать или в процессе ее проведения осуществлять то или иное мероприятие, которое обеспечит ее безремонтное содержание за весь срок службы.

Мероприятия, обеспечивающие при тех или иных условиях безремонтное содержание выработок, можно разделить на три группы.

К первой группе мероприятий относится проведение выработок увеличенного сечения с применением крепей повышенной податливости.

Ко второй группе мероприятий относятся те, применение которых позволяет разгрузить от горного давления массив пород, вмещающих угольный пласт, а следовательно уменьшить величину деформаций выработок. Эти мероприятия следующие:

20

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время при подземной добыче угля, в связи с тенденцией повышения нагрузки на очистной забой и ростом концентрации горных работ, проблема охраны горных выработок и обеспечения хх безремонтного содержания за весь срок эксплуатации приобретает особо актуальное значение.

Это объясняется тем, что неудовлетворительное состояние подготовительных выработок осложняет работу транспорта, нарушает нормальную вентиляцию и ритмичную работу очистных забоев, что в конечном итоге ведет к снижению технико-экономических показателей по шахте. Поэтому при разработке проектов новых и реконструкции действующих угольных шахт необходимо располагать методикой, позволяющей научно обоснованно выбирать наиболее эффективные способы охраны выработок, обеспечивающие безремонтное содержание последних.

Предлагаемая методика составлена применительно к горногеологическим и горнотехническим условиям разработки пологих пластов тонких и средней мощности, так как добыча угля из этих пластов составляет почти 70% от общей подземной добычи. Кроме того, в перспективе предполагается дальнейшее увеличение добычи угля из этих пластов. Так, например, в Донецком бассейне новые шахты закладываются в основном на участках с пологим падением угольных пластов.

Группировка шахтопластов основных угольных бассейнов страны по главным природным факторам показала, что пологие тонкие и средней мощности пласты залегают в основном среди пород типа аргиллитов и алевролитов [f|.

Следовательно, при отработке этих пластов горные выработки приходится проходить среди слабых и неустойчивых пород, которые под действием горного давления выжимаются в выработки.

3

Как показывают шахтные наблюдения, деформации этих пород в выработках, особенно с увеличением глубины разработки, достигают значительных размеров и иногда составляют 30-40 см в месяц. Величина деформации пород зависит от ряда факторов, но основными из них являются: глубина разработки, физико-механические свойства и мощность непосредственно вмещающих пласт пород,способ охраны выработок от горного давления и влияние очистных работ.

Чтобы выбрать наиболее эффективные схемы подготовки, системы разработки и способы охраны, необходимо располагать методом, позволяющим заранее определить возможную величину деформации пород в выработках за весь срок их службы в зависимости от указанных выше факторов* Как показали исследования, для решения этой задачи наиболее целесообразно воспользоваться методами механики горных пород, применение которых дает возможность более полно описать физическую сущность явлений, происходящих в горном массиве.

прогнозирование состояния устойчивости выработок при проектировании систем разработки и способов охраны выработок на основе статистической обработки фактических данных затруднительно, так как обычно отсутствуют соответствующие аналоги на действующих шахтах*

I.МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИИ ПОРОД В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ

Анализ стратиграфических разрезов шахтопластов показал, что для пологих пластов тонких и средней мощности характерно слоистое строение горного массива и существенное изменение прочностных свойств пород при переходе от слоя к слою различного литологического состава. Непосредственная кровля или почва, а иногда и то и другое у большинства пластов представлены слабыми породами, поэтому в определенных условиях в результате проведения выработок в этих слоях возникает процесс течения пород. Такой процесс наиболее полно описывает реологическая модель, учитывающая пластические и вязкие свойства горных пород (рис.1).

Р    уГ

Обозначим через ^ и тензоры напряжений соответственно на элементе пластичности Р и элементе вязкости V реологической модели. Тогда определяющее уравнение для условий пластичности запишется в форме Мизеса

4

где - предел текучести пород; символ Кронекера; б'Л- среднее значение тензора напряжений.


б


Рис. X. Реологическая модель


Из ассоциированного закона течения вытекает уравнение для элемента Р в виде

/


определяющее


£, - — (V * * У.. )


(1.2)


где - второй основной инвариант тензора скоростей деформаций, Уц - скорость частиц горной породы,

- тензор скоростей деформаций.

Для элемента вязкости определяющее уравнение запишется в следующем виде:


(1.3)


где *1 - коэффициент вязкости породы.

Напряжения в горном массиве будут складываться из напряжений на элементах пластичности и вязкости, поэтому определяющее уравнение для горных пород записывается следующим образом:


5


V


гу -"у '


(I.*)


Используя выражение (1.4) и известные уравнения двихении Коши, получим уравнение» описывающее течение горных пород в векторно-тензорной форме

м /    / / rs \/    /    \

(1.5)


~rte'd9-&’rV,


fiQ.


w - K-TTutdp'T\1^~§r)\liV*T$taddltrV)-

где К - вектор кассовых сил;

р - плотность горных пород;

Q = УТ .

При выводе расчетных формул для определения смещений пород в подготовительных выработках можно принять ряд упрощающих положений» которые определяются горной обстановкой и не вносят существенных погрешностей в конечный результат. Для тех глубин» на которых в настоящее время ведутся горные работы в шахтах» величина массовых сил по сравнению с весом вышележащих пород ничтожно мала и ими вполне можно пренебречь. Учитывая большую протяжен* ность подготовительных выработок по сравнению с их сечением» решение задачи можно свести к определению плоской деформации.Кроме того» согласно третьей гипотезе А.А.Ильюшина, не допуская большой погрешности, можно принять divV = 0.

ZV

При указанных допущениях выражение (1.5) запишется в более простом виде

цгасС fi . (1.6)

VV /    /    /    rs

н

psi

тг"т'|'{*:г,

При проведении выработки в породах непосредственной кровли и почвы возникает зона вязкопластического течения, интенсивность которого определяет интенсивность смещений контура выработки.Интенсивность смещения контура выработки ( ^ ) в направлении, перпендикулярном плоскости напластования, будет складываться из интенсивности смещения на контакте пород непосредственной и основной кровли (почвы) ( I/?) и из интенсивности смещения за счет выпекания пород в выработку из вязкопластической зоны ( V- ), т.е.

V£ * V* + и/ .    (1.7)

При определении I/; принимается, что при наличия в выработке креня с явдуцей способностью п ф " выполняется условие равенства результярумщего усилия, действующего на поперечное сечение слоя непосредственной кровли (почвы),и результирующего касательного усилия на поверхности контакта между слоем непосредственной кровли (почвы) и сдоем основной кровли (почвы).

Учитывая это условие, а также применяя уравнение (1*6) и граничные условия *Г.°° — fH , S'*? * pH , получаем уравнение для определения у?    *

Г x/A.*i(2A;-Al)l

9

L 1

L 2А£ \


V. =-


V.


!(*>£)


и


где KfH) -

Г -н -£ -

ZkL -

Za -kL-


функция нагружения, обусловливаемая способом охраны подготовительной выработки и ведением очистных работ;

оиъемный вес пород, т/м3;

глубина расположения выработки, м;

размер зоны в направлении оси х , в которой происходит течение пород (см. рис.1), м;

мощность пород непосредственной почвы (кровли; пласта, м;

ширина выработки, м;

величина подрывки при проходке выработки непосредственной почвы (кровли) пласта, м.


7


V^ определяется выражением


Значение


Zh^ - а


(1.9)


индекс nt * в выражениях (I.7)t (1.8), (1.9) имеет значение п Я п (почва) иЧ" (кровля).

Подставляя в выражения (1.8),(1.9) данные, относящиеся к породам непосредственной почвы или кровли, получим соответственно величины V° , |/д' , V° , Vj .

v[-t

2А-

L


(1.10)


V



Выражение для определения интенсивности смещения пород боков выработки запишется в следующем виде:

Подставляя в выражение (1.10) данные, относящиеся к непосредственной почве или кровле, получаем соответственно значение на уровне почвы или кровли пласта.

Знание интенсивности смещения пород и срока службы выработки позволяет оценить ее устойчивость и выбрать способ охраны, обео-печивающий безремонтное содержание выработки.

В понятие безремонтного содержания выработки вкладывается следующее: в процессе эксплуатации выработка должна иметь размеры и форму поперечного сечения в соответствии с требованиями "Правил технической эксплуатации и техники безопасности"по условиям вентиляции, транспорта и применяемого типа крепи.

Условия безремонтного содержания подготовительных выработок записываются в следующем виде:

w —

w* ;

л

Л >

К

*

wi;

Кг*

где W-ito^Wr- смещения соответственно почвы, кровли и боков вы-• работки за весь срок ее службы;

~ допустимые смещения соответственно почвы, кровли

и боков выработкк по правилам технической эксплуатации и техники безопасности угольных и сланцевых шахт.

Величина смещения пород со стороны почвы (и/л), кровли (W^) и боков ( W^) выработки зависит в основном, как указывалось выше, от следующих горногеологических и горнотехнических факторов: глубины разработки, состава и свойств вмещающих пород, способа охраны выработки и срока ее эксплуатации.

Если первых два фактора определяются условиями разработки месторождения, то последние два определяются принятыми проектными решениями.

При разработке пологих пластов тонких и средней мощности в основном применяется столбовая система разработки и в дальнейшем предусматривается увеличение доли ее участия (80-9С$) как системы, позволяющей более эффективно испольаовать средства комплексной механизации.

При столбовой системе разработки, в соответствии с технологическими схемами очистных и подготовительных работ    отка

точный итрек охраняется по схеме массив - массив (проходка узким ходом), массив - породная полоса - массив (проходка широким ходом). Вентиляционный итрек охраняется по схеме массив - целик -выработанное пространство, породная полоса - массив.

При определении величины смещения пород в окрестности откаточного и вентиляционного ятреков выделяется два периода: первый, когда итрек находится вне зоны влияния очистных работ, и второй, когда итрек находится в зоне влияния очистных работ.

Величина смещения пород в выработке за срок ее службы в первый период (вне зоны влияния очистных работ) составит:

со стороны почвы

кровли

иЛ/

- V*/;

CI.I2)

II

**

ч .

<1-13)

боков

II

-V

(I.I4)

где t- срок службы выработки (суммарное время проведения выра-1 ботки и разрезной печи, монтажа оборудования в лаве и отработки столба).

Во второй период (в зоне влияния очистных работ) величина

смещения пород составит:

со стороны почвы    и/    =    I/ . /

W*z nZ 12    ’