ЛекЦИЯ 11. Зона влияния выработок.

Метод НИГРИ

Эквивалентный пролет

где L_к и Н_к - размеры обнажения висячего бока, соответственно, по простиранию и восстанию. За критерий устойчивости принято условие

L_пред.п<L₀

где L₀ - величина пролета перед обрушением пород висячего бока в камеру.

Плоская форма определяется по С. В. Ветрову, исходя из спо­собности структурных блоков к самозаклиниванию в нижнем слое

где d₁ и d₂ - соответственно, горизонтальный и вертикальный размеры структурных блоков, м;

К₂ - коэффициент запаса.

Эта формула отличается от формулы для расчета устойчивого полупролета свода естественного равновесия С. В. Ветрова отсутствием параметра глубины разработок

где К- коэффициент запаса устойчивости свода

где L_ф - фактический пролет выработок.

Для гидротермальных месторождений устойчивость кровли зависит от того, какая часть рудопроводящего шва формирует кровлю.

Если кровлю слагают породы, деформации в которых не вышли за пределы пластических, допустимый пролет плоской формы основной кровли из условия равенства моментов силы пород под сводом и сил распора

при V_o=1

Если в кровле находится часть рудопроводящего шва - непосредственная кровля, которая ведет себя как отслаивающаяся пачка - способность к самозаклиниванию снижается. Допустимый пролет непосредственной кровли плоской формы

Увеличение плоского пролета. В породах непосредственной кровли скрепляют структурные блоки для повышения высоты скрепляемой конструкции за счет увеличения момента силы распора. Закрепленный пролет плоского обнажения

Величины закрепленного и незакрепленного плоского обнажения пролетов кровли связаны зависимостью

L_з = L_m

где m - коэффициент увеличения пролета в зависимости от числа скрепляемых слоев структурных блоков, 2...9.

Сохранность земной поверхности определяется высотой свода согласно представлениям С. В. Ветрова

h_c = a'/v,

где- a' полупролет свода;

v - коэффициент устойчивости трещиноватых пород

где d_r, d₁ - отношение вертикального и горизонтального размеров структурных блоков;

R"_cж. + R'_сж - отношение временного сопротивления пород сжатию в направлении распора свода и в направлении действия массы пород.

Коэффициент устойчивости в случае однородного сложения пород в своде равен 2, а подъем свода

h_c = а¹/ 2.

При соблюдении условия L_пред > L_факт полупролет свода а' может быть заменен полупролетом фактического обнажения L_факт / 2.

Условие сохранении земной поверхности для случая обрушения кровли с образованием свода

H^'>h_а = h_с

где Н^' - фактическая глубина верхней границы пустот от границы выветренных пород и рыхлых отложений, м.

При соблюдении этого условия разрушение массива исключается. При несоблюдении условия земная поверхность может быть сохранена за счет частичной закладки с тем, чтобы при уменьшенной таким образом высоте выработанного пространства условие обеспечивалось.

При малых размерах структурных блоков и L_ф > L_пред высота обрушения определяется коэффициентом разрыхления пород.

Высота зоны обрушения проверяется по методике ВНИМИ:

- при Н > h_oc

где h_oc - высота зоны опасных сдвижений, м;

V- объем пустот, м³;

S_пл - площадь выработанного пространства в плане, м²;

К_р - коэффициент разрыхления пород;

к' — коэффициент, равный 1,5.

Условие сохранности земной поверхности по ВНИМИ

Н¹>H_p = к₁l_экв,

где Н¹- глубина верхней границы выработанного пространства от границы выветренных пород и рыхлых отложений, м;

Н_р - расчетная глубина от верхней границы выработанного пространства до границы выветренных пород и рыхлых отложений, начиная с которой земная поверхность сохраняет устойчивое состояние, м;

к₁ - коэффициент, учитывающий прочностные свойства горных пород в зависимости от коэффициента крепости покрывающих пород;

l_зкв ~~ эквивалентный пролет, определяемый по формуле

где L -- размер выработанного пространства по простиранию, м;

l¹ - размер горизонтальной проекции выработанного пространства на разрезе вкрест простирания.

Условие безопасности. «Незалеченные» зоны дробления и рассланцевания приводят к «трубообразному» развитию зоны обрушения и внезапному выходу обрушения на земную поверхность, если при отработке будет нарушен шов разлома. Условие, при котором исключается внезапный выход воронки на поверхность

где Sp - площадь выработанного пространства вкрест простирания, м²;

α_н, - угол падения разрывного нарушения, град.;

m_н - нормальная мощность разрывного нарушения совместно с зоной дробления и рассланцевания, м.

Толщина породного прослоя между выработками определяется соотношением расстояния глубины заложения и высоты свода естественного равновесия h_с:

- при Н_с > h_c. - отработка и погашение обоих рудных тел не оказывает влияния на устойчивость друг на друга и не ослабляет устойчивости массива;

- при Н_с < h_c - погашение нижнего рудного тела оказывает влияние на устойчивость массива, поэтому нижнее рудное тело отрабатывается с опережением и погашается с гарантированной устойчивостью породного слоя.

При расчетах соотношения Н_с и h_c вводится коэффициент запаса устойчивости плоского обнажения К₂ = 1,0-2,5. Безопасные условия независимой отработки: Н_с > h_с, К_г ≥ 12 м.