Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Совершенствование технологии подземной отработки крутопадающих жил (На примере Кочкарского месторождения) Струков Константин Иванович

Совершенствование технологии подземной отработки крутопадающих жил (На примере Кочкарского месторождения)
<
Совершенствование технологии подземной отработки крутопадающих жил (На примере Кочкарского месторождения) Совершенствование технологии подземной отработки крутопадающих жил (На примере Кочкарского месторождения) Совершенствование технологии подземной отработки крутопадающих жил (На примере Кочкарского месторождения) Совершенствование технологии подземной отработки крутопадающих жил (На примере Кочкарского месторождения) Совершенствование технологии подземной отработки крутопадающих жил (На примере Кочкарского месторождения) Совершенствование технологии подземной отработки крутопадающих жил (На примере Кочкарского месторождения) Совершенствование технологии подземной отработки крутопадающих жил (На примере Кочкарского месторождения) Совершенствование технологии подземной отработки крутопадающих жил (На примере Кочкарского месторождения) Совершенствование технологии подземной отработки крутопадающих жил (На примере Кочкарского месторождения) Совершенствование технологии подземной отработки крутопадающих жил (На примере Кочкарского месторождения) Совершенствование технологии подземной отработки крутопадающих жил (На примере Кочкарского месторождения) Совершенствование технологии подземной отработки крутопадающих жил (На примере Кочкарского месторождения)
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Струков Константин Иванович. Совершенствование технологии подземной отработки крутопадающих жил (На примере Кочкарского месторождения) : Дис. ... канд. техн. наук : 25.00.22 : Магнитогорск, 2003 176 c. РГБ ОД, 61:04-5/38-7

Содержание к диссертации

Введение

1. Современное состояние изученности вопроса, цель и задачи исследований 9

1.1. Анализ опыта отработки жильных месторождений 14

1.2. Анализ и обобщение работ по обоснованию параметров технологических схем очистных работ

1.3. Краткая геологическая характеристика Кочкарского золоторудного месторождения

1.4. Оценка состояния горных работ и геомеханической ситуации на Кочкарском есторождении

1.5. Цель, задачи и методы исследований

2. Оценка основных влияющих факторов на пока затели эффективности разработки жил

2.1. Выбор и обоснование рациональных вариантов систем разработки

2.2. Уровень потерь и разубоживание руды 56

2.3. Объемы подготовительно-нарезных работ (ПНР) и их взаимосвязь с параметрами системы разработки

2.4. Эффективность буровзрывных работ и рациональная выемочная мощность 66

2.5. Производительность технологических систем выпуска и доставки при отработке жил

2.6. Взаимосвязь показателей эффективности систем разработки жильных месторождений и параметров выемочных блоков

3. Обоснование параметров конструктивных эле ментов систем разработки и технологии очист ной выемки по фактору горного давления

3.1. Анализ существующих методов определения устойчивых парамет ров несущих элементов систем разработки

3.2. Методика исследования напряженно-деформированного состояния конструктивных элементов очистных блоков

3.3. Напряженно-деформированное состояние массива руд и пород в зоне очистных работ

3.4. Оценка влияния интенсивности горных работ на форму и количество проявлений горного давления

3.5. Определение устойчивых размеров несущих элементов, обнажений руд и пород в очистных блоках

4. Экономическая оценка систем разработки для крутопадающих жильных месторождений и их эффективность

4.1. Методика технико-экономической оценки систем разработки и их эффективности

4.2. Сравнительная технико-экономическая оценка систем разработки ..

4.3. Экономическая эффективность рекомендаций по оптимизации параметров и показателей систем разработки

Заключение

Список использованных источников 1.67

Приложения

Введение к работе

Актуальность работы. Увеличение глубины работ на жильных месторождениях сопровождается уменьшением содержания полезных компонентов, снижением полноты использования недр, усложнением геомеханической обстановки, выражающейся в интенсификации проявлений горного давления на проходческих и очистных работах и, как результат, удорожанием добычи. Так, рост себестоимости добычи 1 т руды на каждые 100 м глубины работ для жильных месторождений находится в пределах 2-3 %, а уровня разубо-живания за счет увеличения отслоений пород в очистных блоках — 5-8 %. Наблюдается также увеличение количества проявлений горного давления в динамической форме с переходом на глубокие горизонты.

Проведение традиционных мероприятий по стабилизации горного массива таких, как переход на слоевые системы разработки с закладкой, разгрузка напряженных участков массива, ведет к заметному удорожанию стоимости добычи, снижению производительности блоков и делает нерентабельным освоение жильных месторождений.

Вместе с тем опыт работы рудников по эксплуатации удароопасных месторождений показывает, что повысить эффективность подземных горных работ и избежать осложнения геомеханической обстановки возможно с помощью определенных технологических приемов: переход на другие варианты систем разработки, изменение параметров конструктивных элементов и порядка выемки, повышение скорости подвигания очистных забоев. Из анализа имеющегося опыта освоения жильных месторождений следует, что наиболее эффективной мерой по нормализации геомеханической и экономической ситуации на глубоких горизонтах является интенсификация очистных работ за счет сокращения сроков отработки блоков, что позволяет не только снизить затраты труда, но избежать формирования удароопасных ситуаций.

Возможности и применимость перечисленных мероприятий различны и

требуют научной проработки в каждом конкретном случае.

Учитывая сложность геологического строения жильных месторождений, трудность применения высокопроизводительного добычного оборудования, большой объем проходческих работ, исследования, направленные на повышение эффективности и безопасности подземных работ, являются актуальными и благоприятствуют росту конкурентоспособности отечественных добывающих горных предприятий на рынке цветных и драгоценных металлов.

Целью работы является разработка эффективной и безопасной технологии отработки жильных месторождений в условиях повышенного горного давления и обоснование рациональных технологических параметров.

Идея работы заключается в использовании при изыскании эффективных и безопасных технологий освоения жильных месторождений зависимостей технико-экономических показателей очистной выемки, форм и масштабов проявлений горного давления от параметров и интенсивности отработки очистных блоков.

Объектом исследований являются крутопадающие жильные месторождения с глубиной разработки более 500 м.

Методы исследования. В работе использован комплексный метод исследования, включающий анализ и обобщение отечественного и зарубежного опыта отработки жильных месторождений, натурные замеры напряжений в горном массиве, математическое моделирование геомеханических процессов в процессе очистной выемки, аналитические расчеты, инженерно-конструкторскую проработку технических решений, статистическую обработку полученных данных, экономический анализ результатов с учетом полноты и качества извлечения руд.

Основные задачи исследований:

анализ горно-геологической, горнотехнической и геомеханической ситуации жильных месторождений;

количественная оценка факторов, влияющих на эффективность и безо-

пасность подземных работ;

- конструирование рациональных технологических схем очистной выем
ки;

определение рациональных параметров технологических процессов очистной выемки;

исследование зависимости интенсивности проявлений горного давления от технологических факторов;

технико-экономическое обоснование технологических схем очистной выемки.

Положения, представленные к защите:

  1. Повышение интенсивности очистных работ достигается применением выемочных единиц с уменьшенными размерами и рационализацией направления движения фронта работ по геомеханическому фактору.

  2. При разработке Кочкарского месторождения количество динамических проявлений горного давления связано со скоростью подвигания фронта очистного забоя степенной зависимостью; при скорости более 11 м/мес. динамические формы не фиксируются.

  3. Применение на жильных месторождениях систем разработки подэ-тажные штреки с увеличенным количеством очистных забоев в блоке и временным магазинированием руды на подэтажах обеспечивает повышение качества извлекаемой рудной массы, уровня безопасности горных работ и снижение производственных затрат.

Научная новизна работы состоит в:

получении математических зависимостей показателей эффективности систем разработки от основных влияющих факторов: параметров и времени отработки блока, скорости подвигания фронта очистных работ;

установлении корреляционной связи количества динамических форм проявлений горного давления и интенсивности горных работ;

разработке методики обоснования области применения вариантов и па-

раметров систем разработки для освоения запасов удароопасных жил, учитывающей интенсивность горных работ в блоке.

Научное значение работы состоит в установлении закономерностей формирования показателей интенсивности горных работ, качества рудной массы, себестоимости добычи, производительности выемочных единиц, форм и масштабов проявления горного давления для повышения эффективности и обеспечения безопасности отработки крутопадающих жил.

Достоверность научных положений, выводов и результатов обеспечивается представительностью и надежностью исходных данных, полученных на основе многолетних наблюдений, применением апробированных методов исследований, сопоставимостью результатов аналитических, лабораторных и натурных экспериментов, положительным опытом внедрения рекомендованных вариантов систем разработки в производство.

Практическая значимость работы состоит в разработке и внедрении вариантов систем разработки, определении их оптимальных параметров, обеспечивающих эффективность и предупреждение динамических форм проявлений горного давления на Кочкарском месторождении.

Реализация рекомендаций. Результаты работы внедрены при освоении запасов гор.512,550 м шахты «Центральная» ЗАО «Южуралзолото», а также гор.562 м шахты «Восточная».

Апробация работы. Результаты, основные положения и выводы доложены на международных симпозиумах: «Неделя горняка» (Москва, 1999,2000,2001,2002 гг.), УПТА (Екатеринбург, 2001,2002 гг.), на ежегодных научно-технических конференциях Магнитогорского государственного технического университета и технических советах ЗАО «Южуралзолото».

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 9 работах.

Структура и объем. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка из 102 наименований и содержит 179 стра-

ниц машинописного текста, 52 рисунка, 37 таблиц.

Работа выполнена в Магнитогорском государственном техническом университете им. Г.И. Носова на кафедре подземной разработки месторождений полезных ископаемых.

Автор выражает благодарность сотрудникам кафедры ПРМПИ за помощь в работе над диссертацией.

Анализ и обобщение работ по обоснованию параметров технологических схем очистных работ

Анализ опыта отработки жильных месторождений показал, что наибольшее распространение получили системы разработки с магазинировани-ем, подэтажные штреки и с гидрозакладкой. Они, несмотря на высокую трудоемкость, наиболее целесообразны для освоения жильных месторождений, поскольку обеспечивают достаточно высокую полноту выемки, производительность и безопасность работ. Сравнение достигнутых показателей на разных рудниках свидетельствует о большом разбросе, что, по нашему мнению, является, с одной стороны, результатом несоответствия принятых параметров систем разработки оптимальным, с другой - указывает на необходимость и возможность их корректировки.

Научно-обоснованные методы выбора и расчета конструктивных элементов систем разработки недостаточно проработаны, что объясняется сложностью решения данного вопроса. На выбор конструктивных элементов и их параметров влияет большое число горно-геологических, организационных и экономических факторов, учесть которые и выразить аналитически очень трудно. Поэтому конструкцию системы разработки, параметры элементов и технологических процессов очистной выемки устанавливают, исходя из практических соображений, и уточняют опытным путем.

Высоту этажа обычно принимают равной 40-50 м. При хорошей разве-данности рудных жил и выдержанных элементах залегания высоту этажа увеличивают до 60-80 м. На некоторых рудниках из-за неусточивости пород, склонности к слеживанию запасы этажей большой высоты отрабатывали с промежуточными штреками.

Для определения целесообразности применения промежуточных штреков используют методику, предложенную академиком М.И. Агошковым, в которой учтены затраты, связанные с проведением промежуточных штреков и увеличением разубоживания руды [1]. По минимуму затрат, зависящих от высоты этажа, находится число промежуточных штреков и уточняется по техническим соображениям. Наличие промежуточного штрека позволяет значительно снизить затраты на проведение капитальных и подготовительных выработок.

Длину блока принимают 40-50 м. Эта длина блока отвечает наиболее целесообразным условиям организации очистной выемки. В устойчивых вмещающих породах и при отсутствии тектонических нарушений длину блока увеличивают до 80-100 м. В этом случае дополнительно наращивают внутри блока один-два восстающих для разделения блока на части и организации совмещения во времени операций бурения и выпуска. При недостаточной устойчивости пород блоки длиной 40-50 м делят на короткие блоки по 15-25 м, что обеспечивает высокую интенсивность выемкой и уменьшает разубожи-вание.

При разработке тонких жил нередко оставляют над- и подштрековые целики. Междукамерные целики оставлять не рекомендуется. Исключение делается для мест тектонических нарушений, но и здесь возможно их заменять срубовой крепью.

В работах [25,42,57,59] отмечается, что с усложнением горногеологических условий возникает необходимость перехода на трудоемкие дорогостоящие системы разработки с полной закладкой выработанного пространства, но при этом ухудшаются технико-экономические показатели работы предприятий, производительность труда забойных рабочих снижается примерно вдвое, себестоимость добычи растет на 40-60 %.

Поэтому следует в переходный период сохранить высокопроизводительные варианты систем разработки, включив в них конструктивные элементы, присущие системам с закидкой. Переход на системы разработки с закладкой неизбежен, когда горные работы достигнут глубин 1000-1200 м. Указывается, как одно из направлений решения поставленной задачи, изыскание способов снижения обнажений выработанного пространства и пре дотвращения проявлений горного давления внедрение способов выемки с высокой интенсивностью до 40-50 м/мес. путем применения новой механизации для процессов очистной выемки, оптимизации параметров конструктивных элементов, в том числе обоснованию длины и высоты блоков.

Мамсуровым Л.А. показано, что применение системы и технологии по-дэтажной разработки крутопадающих жильных месторождений с отбойкой руды скважинами малого диаметра и доставкой малогабаритными ПДМ по-зволили увеличить производительность забойных рабочих до 15 м /смену, интенсивность очистных работ - до 15-24 м/мес [87].

Согласно исследований Сураева B.C. [91] системы разработки с магази-нированием возможно применять в диапазоне глубин 250-500 м, при больших по фактору горного давления - следует переходить на системы разработки с гидравлической и твердеющей закладкой.

Большой объем исследований на Кочкарском месторождении проведен ОАО «Унипромедь» [29,59]. Рассматривались вопросы выбора новых и совершенствования существующих систем разработки, формирования искусственных массивов, внедрения малогабаритного доставочного оборудования. Рекомендованные высокопроизводительные горные технологии позволили выйти по производительности блока на уровень 2000-2500 т в год. Для глубоких горизонтов предложен вариант нисходящей слоевой выемки с закладкой (породная, хвостами обогащения).

Ляховым А.И. были выполнены работы по повышению эффективности подземной разработки сложно-структурных жильных месторождений золота. Показана возможность сокращения потерь богатой рудной мелочи и снижение разубоживания при системе разработки с магазинированием руды. Исследовались плоские днища блоков с выпуском погрузочными машинами [42].В работах Иргиредмета по Кочкарскому месторождению проведен анализ систем разработки, определены прогнозные показатели, сделан вывод о

Уровень потерь и разубоживание руды

Важнейшими показателями, определяющими эффективность разработки месторождений, являются коэффициенты потерь и разубоживания руды.

При отработке жильных месторождений показатели потерь руды зависят, в основном, не столько от варианта системы разработки, сколько от сложности горно-геологических условий. В последнее понятие входит глубина разработки, коэффициент оруденения, наличие геологических нарушений жил, сужение или раздув их и др. По данным АО «Главзолото» потери изменялись в небольших пределах: от 3,5 % (рудник Дарасун) до 8,0 % (рудник Тасеевский). По Кочкарскому месторождению диапазон еще меньше, они находятся в пределах 5,0-5,5 %. Это относится к продолжительному времени эксплуатации, начиная с начала 1970-х годов. Поэтому при дальнейших расчетах (исследованиях) потери руды были приняты постоянными в пределах 5,0 %.

Разубоживание руды - один из важнейших показателей, существенно влияющих на экономические результаты работы горного предприятия. Уровень разубоживания ощутимо влияет на стоимость подземной добычи по статьям: подъем, сортировка, поверхностный транспорт и переработка рудной массы, а также на величину потерь при ее переработке, т.е. на выход конечного продукта горного предприятия. Поэтому снижение уровня разуборуды имеет особое значение при разработке жильных месторождений. В ряде случаев значительные затраты в общей себестоимости конечной продукции, вызванные повышенным разубоживанием руды, оказываются выше экономии от повышения производительности труда.

Разработка рудных месторождений практически всегда сопровождается примешиванием к рудной массе пустых пород и бедных руд. Особенно интенсивно этот процесс проявляется при разработке жильных месторождений, отличающихся небольшой мощностью и изменчивостью элементов залегания. Здесь мощность подрываемой при отбойке руды пустой породы нередко превышает в несколько раз мощность жилы. Опыт эксплуатации показывает, что при разработке жил системами с валовой выемкой руды избежать разу-боживания невозможно в любых горно-геологических и горнотехнических условиях, особенно при освоении весьма тонких жил.

Уровень разубоживания определяется шириной выемочного пространства, мощностью жил и устойчивостью вмещающих пород. Исходя из этого, выделяют конструктивное (первичное) и вторичное разубоживание. Конструктивное разубоживание, т.е. прирезка пустых пород, рассчитывается для систем разработки с магазинированием и закладкой по формуле где тж и тв - мощность жилы и ширина выемочного пространства. Пример расчета конструктивного разубоживания при этих системах приведен на рис.2.5. При варианте системы разработки с отработкой подэтажными штреками с частичным магазинированием на подэтажах и принятых параметрах систем разработки разубоживание определяется (в долях единиц) по формуле m - дополнительная мощность при проходке штреков, м; Вщ,. - ширина штрека пари проходке, м; При принятых параметрах высот подэтажа и подэтажных штреков разу боживание рассчитывается по формуле При выемочной мощности более 1,5 м, то есть более ширины выработки, разубоживание определяется по формуле (2.2).

Вторичное разубоживание зависит, главным образом, от технологических факторов, а также от свойств вмещающих пород, способности их сохранять устойчивость во времени и др. В большинстве случаев, по мнению многих исследователей [37,57,58] и нашим наблюдениям, вторичное разубоживание при системах разработки с магазинированием и подэтажными штреками коррелируется с интенсивностью очистной выемки. Анализ практики разработки Кочкарского месторождения в течение 1992-2002 гг. в блоках №№ 179, 201вост, 202, 222 гор.512 м показал, что для подобных условий золоторудных месторождений зависимость вторичного разубоживания (RBT) от интенсивности очистной выемки описывается уравнением, (рис.2.6)где и - интенсивность очистной выемки или поднятие (опускание) фронта очистных работ, м/мес. Причиной такого характера зависимости вторичного разубоживания от интенсивности подвигания очистного забоя является активизация процессов отслоения пород на обнажениях при длительном стоянии. Согласно геомеханических исследований появление трещин, образование зон пластических деформаций на контуре наблюдается по прошествии 1,5-2,0 месяцев после проведения выработки. При интенсивности отработки 5-6 м/мес общий срок отработки составит 8-10 месяцев. Таким образом, практически по всему контуру породных обнажений блока успевают распространиться процессы запредельного деформирования, сопровождающиеся откольными явлениями на стенках камеры.2.3. Объем и подготовительно-нарезных работ (ПНР) и их взаимосвязь с параметрами систем разработки

Согласно Правилам технической эксплуатации рудников, приисков и шахт..., Нормам технологического проектирования цветной металлургии с подземным способом разработки (ВНТП 3786), Нормам технологического проектирования горнодобывающих предприятий металлургии с подземным способом разработки (ВНТП 13-2-93), Методическим указаниям по технологическому проектированию горнодобывающих предприятий металлургии с

Методика исследования напряженно-деформированного состояния конструктивных элементов очистных блоков

Сложность и изменчивость полей напряжений и деформаций в горном массиве очистных блоков предопределили использование комплексной методики оценки напряженного состояния пород, включающей натурные замеры и моделирование. Переход к параметрам исходного поля напряжений производился заданием граничных сил в модели таким образом, чтобы обеспечивалось равенство значений напряжений, полученных инструментальными наблюдениями, с натурными в сходственных точках.

Из натурных методов для оценки напряженно-деформированного состояния (НДС) горного массива исследуемого месторождения были приняты замеры в шахтных условиях методами гидроразрыва и щелевой разгрузки. Использовалось для получения дополнительной информации о качественном характере распределения напряжений в породном массиве визуальное обследование выработок, описание и анализ имеющихся нарушений обнажений, форм потери устойчивости в увязке со сроками стояния.

Метод гидроразрыва пород в скважине является одним из современных инструментальных методов, характеризуется высокой точностью и оперативностью [24]. Техника гидроразрыва пород состоит в том, что участок скважины перекрывается с помощью двухпакерного зонда и подвергается на-гружению путем нагнетания в него жидкости вплоть до достижения критических растягивающих напряжений на стенке скважины, приводящих к разрыву пород (рис.3.1). Важным элементом технологии измерительного гидроразрыва является локация следа трещины на поверхности скважины. Угол продольного (вдоль образующей) следа трещины указывает направление действия наибольших сжимающих напряжений. Для визуального контроля за состоянием стенок скважин нами было изготовлено оптическое устройство типа РВП (рис.3.2), позволяющее вести наблюдения на глубине до 6 м. Глубина замера в каждой скважине определялась, исходя из состояния ее стенок и, как правило, превышала ширину выработки с целью получения оценки состояния массива вне зоны концентрации напряжений, обусловленной наличием выработки. Для замеров использовались геологические разведочные скважины диаметром 59 мм. Обработка результатов замеров производилась согласно инструкции.

Метод щелевой разгрузки, отличающийся невысокой трудоемкостью и технической простотой исполнения, основан на измерении деформаций при нарушении сплошности массива плоскими щелями, имеющими форму полудиска радиусом 0,3 м. Деформация разгрузки измеряется с точностью 10 м механическим индикатором часового типа между двумя цанговыми реперами, которые устанавливаются в точках А и В (рис.3.3). Теоретическое обоснование метода базируется на решении упругой задачи о деформации бесконечно тонкой щели под действием нагрузки, приложенной перпендикулярно плоскости щели [24].

Шпуры под цанговые репера бурились диаметром 20 мм специально изготовленными коронками. После установки реперов и замера расстояния между ними с помощью комплекта приспособлений, перфоратором выбуривалась щель. После образования щели производился повторный замер расстоя ния между реперами и определялась деформация. Для получения полного тензора напряжений щель ориентировалась в пространстве соответственно выбранным осям. В местах замера отбирались пробы пород для определения модуля упругости пород в лабораторных условиях. Величина деформаций в центре щели, смгде R - радиус щели, см;ах - напряжение на обнажении горных пород, действующее перпендикулярно щели, МПа; Е - модуль упругости породы на базе 0,5-1,0 м, МПа.. При проведении исследований необходимо учитывать деформацию разгрузки участка массива, заключенного между реперами и стенками щели. С учетом этого величина напряжения, действующего на обнажении перпендикулярно щели, будет равна, МПагде К±, Кп - коэффициенты концентрации напряжений ст± в наравлениисоответственно перпендикулярно и параллельно щели.Напряжения в массиве находятся решением системы уравнений, МПа

Натурные замеры напряженного состояния пород имеют точечный характер и не дают представления о пространственном распределении напряжений и деформаций в массиве. В настоящее время в большинстве методов учитываются напряжения, обусловленные действием гравитационных сил. Тем не менее, исследования ряда авторов показывают, что на напряженное состояние массива оказывают влияние такие факторы, как наличие воды и газов, тектоническое движение земной коры и др. Кроме того, большое влияние на формирование поля напряжений в массиве оказывают деформационные характеристики: модуль деформации массива и коэффициент Пуассона.

Изучение закономерностей распределения напряжений в конструктивных элементах очистных блоков осуществлялось путем математического моделирования с использованием метода конечных элементов в плоской (рис.3.4) и объемной (рис.3.5) постановке задач на основе программного комплекса «FEM» (УГТА). Математическое моделирование позволяет определить напряжения в любой точке массива, горизонтальные и вертикальные смещения, деформации, выявить места концентраций напряжений, зон разгрузки и закономерности их формирования в зависимости от влияющих факторов.

Все исходные данные: геологическое строение месторождения, параметры блоков, несущих элементов, физические и механические характеристики литологических разностей пород, значения компонент силовых полей принимались

Сравнительная технико-экономическая оценка систем разработки

Величина действующих нагрузок на МЭЦ рассчитывается по методике Л.Д. Шевякова с учетом прогнозных параметров исходного силового поля и горнотехнической ситуации. где аср - величина нормальных напряжений в массиве пород на уровне вентиляционного горизонта, МПа; H - высота обнажения, поддерживаемого МЭЦ, м. Величина действующих нагрузок на МКЦ находится по зависимости где о ср - величина нормальных напряжений в массиве на половине высоты блока, МПа. Примеры использования предлагаемых методик расчета для условий Кочкарского месторождения приведены ниже. Исходные данные для расчета устойчивых пролетов обнажений: - прочность табашек в куске [ap J= 150-160 МПа, [о \= 15-18 МПа; - коэффициент структурного ослабления Кс = 0,4-0,6; - прочность табашек в массиве [ст" с ]= 60 МПа, [p-pacTJ = 6-7,2 МПа; - глубина работ 425-600 м; - угол наклона ол к горизонту (3= 0; - угол наклона залежи ос = 80; - ширина очистного пространства т= 1,4 м. Компоненты исходного поля напряжений, полученные по зависимости (3.14 ), представлены в табл.3.4. Прогнозные значения напряжений на обнажениях висячего бока на момент полной отработки запасов блока находятся по зависимости (3.17), результаты расчета приведены в табл.3.5. прочности табашек, что говорит о том, что породы висячего бока являются устойчивыми. Определение напряжений (о-д) через эквивалентные пролеты показывает, что для блоков, имеющих длину, соизмеримую с высотой, напряжения будут также сжимающими, но несколько большей величины. Нарушение устойчивости контура при таких параметрах силового поля может вызываться только взрывными работами и проявляться в местах повышенной трещиноватости. Сравнение полученных результатов расчета напряжений, данных замеров и моделирования показывает их хорошую сходимость. Расчет параметров несущих элементов, как показано выше, включает определение толщины потолочины, мощности надштрековых и междукамерных целиков. Учитывая малую выемочную мощность, расчет производился по допускаемым нагрузкам согласно методике [75]. Приняты следующие дополнительные исходные данные: сцепление в массиве табашек С = 20-25 МПа; угол внутреннего трения ф = 30-35. Расчет проводился в предположении, что ширина надштрекового целика и потолочины одинаковы, а междукамерный ленточный целик разделен блоковым восстающим на две равные части. Для систем разработки с магазинированием МКЦ представлен одним целиком, а для систем разработки подэтажные штреки схема расчета пред ставлена на рис.3.17. Результаты расчетов ширины междуэтажного целика, состоящего из надштрекового и потолочины, приведены в табл.3.6, междукамерного для системы разработки подэтажные штреки - в табл.3.7, а систем с магазинированием - в табл.3.8. Расчеты показывают, что ширина междуэтажного целика на всех рассматриваемых этажах может быть принята равной 6-7 м, в том числе потолочина - 3-3,5 м и надштрекового целика - 3-3,5 м. Отказаться от оставлеїгая потолочины возможно только при мощности надштрекового целика 4,5-5 м и более. В табл.3.7 приведены устойчивые размеры ленточных МКЦ. Расчеты показывают, что целики шириной 6-7 м будут устойчивыми. Поскольку в МКЦ размещается блоковый восстающий и имеются вентиляционные сбойки с очистным пространством через 4 м, суммарная ширина несущих элементов увеличивается с использованием коэффициента пригрузки в 1,65 раза и будет находиться в пределах 3,0-4,2 м в зависимости от глубины работ. Для систем разработки с магазинированием (табл.3.8), когда восстающий проходится на контакте с очистным пространством, ширина устойчивых ленточных МКЦ существенно зависит от длины блока и изменяется от 2 до 3,5 м соответственно для глубин 470 м и 600 м. В связи с необходимостью проведения вентиляционных сбоек ширина МКЦ также должна быть увеличена на коэффициент изрезанности целика выработками в 1,5-1,65 раза. 1. Горизонтальные напряжения в массиве пород Кочкарского место рождения действующие вкрест простирания жил в 1,4-1,5 раза превосходят напряжения направленные по простиранию рудных тел. 2. Вследствие малой выемочной мощности в массивах целиков и потолочин формируются зоны объемного сжатия. Породные обнажения находятся в разгруженном состоянии, растягивающие напряжения при высоте и длине блоков до 40-50 м не отмечаются. 3. При интенсивности очистных работ более 11 м/месяц динамические формы проявлений горного давления не фиксируются. 4. Расчеты параметров несущих элементов по допускаемым нагрузкам свидетельствуют о возможности уменьшения ширины целиков и потолочин на 0,5-1,2 м.

Похожие диссертации на Совершенствование технологии подземной отработки крутопадающих жил (На примере Кочкарского месторождения)