Курсовая работа по «Управлению состоянием массива горных пород»

Содержание

 

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………..........4

1. ОЦЕНКА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО  СОСТОЯНИЯ (НДС) НА КОНТУРЕ  ВЫРАБОТОК....................................................................5

2. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ  ОЦЕНКИ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО  СОСТОЯНИЯ (НДС) НА КОНТУРЕ  ВЫРАБОТОК В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ ГОРНЫХ  РАБОТ..........................12

3. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРИВЕДЕНИЮ  ГОРНЫХ ВЫРБОТОК В БЕЗОПАСНОЕ  СОСТОЯНИЕ…………………………………………..14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ..........................................................................................18

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..........................................................................19

 ПРИЛОЖЕНИЯ 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Курсовая работа выполняется  по курсу «Управление состоянием массива горных пород». Работа посвящена  расчету устойчивости подземной горной выработки на больших глубинах для Кочкарского месторождения.  Работа содержит  введение, три раздела, заключение,  список литературы из двух  источников и приложения. Приведены расчеты устойчивости квершлагов и штреков на глубинах 600м, 800м, 1000м в зоне влияния горных работ и вне зоны влияния горных работ. Определялись напряжения в наиболее опасных участках горных выработок, т.е. кровле, углах кровли и стенках. Напряжения сравнивались с допустимыми по проявлениям горного давления. Предложены мероприятия по снижению удароопасности на контурах квершлагов и штреков.

В качестве исходных данных принимались следующие:

Березовское месторождение,                                                      Н=225 м

Наименование  горных пород        Плагиограниты

Первоначальные напряжения горного массива, МПа:

Вертикальные, σ_в -9,5

Продольные, σ_пр -25,2

Поперечные, σ_п -31,3

Прочностные свойства пород, МПа:

Предел прочности  на сжатие, 360,0

Предел прочности  на растяжение, σ_р 15,0

Коэффициент крепости пород, f 12-20

Коэффициент структурного ослабления пород К_о 0,7

Объемный вес, МН/м³ 0,0255

 

 

 

 

 

1. ОЦЕНКА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ (НДС) НА КОНТУРЕ ВЫРАБОТОК.

За основу вычислений принята  выявленная зависимость напряжений вокруг выработки, установленная Трумбачевым  В.Ф., Катковым Г.А., Беккером Д.И., Влохом Н.П.{1}

=

где - напряжение в i-той точке контура выработки, МПа; - вертикальное и горизонтальное первоначальные напряжения горного массива, МПа; – коэффициенты концентрации, соответственно, вертикального и горизонтального напряжений от единичных нагрузок в i-той точке контура выработки.

Величины  определяются по значению расчетного угла θ по данным исследований ИГД УрО РАН. Знак (-) в таблицах соответствует растяжению (действующие нагрузки применяются сжимающими). В случае действия растягивающих напряжений знаки коэффициентов концентрации меняются на противоположные.

Определим значения коэффициентов К₁ и К₂ по формулам

= = = 2,6 (квершлаг)

= = = 3,3 (штрек)

Вычислим значения первоначальных (природных) напряжений массива горных пород: вертикальных, продольных, поперечных на различных глубинах горных работ 600м, 800м, 1000м. Результаты в таблице 1.

• Для глубины 600 м.

= -γН = -0,0255600 = -15,3МПа

= = 2,6(-15,3) = -39,78 МПа

= = 3,3(-15,3) = -50,49 МПа

• Для глубины 800 м. 

= -γН = -0,0255800 = -20,4 МПа

= = 2,6(-20,4) = -53,04 МПа

= = 3,3(-20,4) = -67,32 МПа

• Для глубины 1000 м. 

= -γН = -0,02551000 = -25,5 МПа

= = 2,6(-25,5) = -66,3 МПа

= = 3,3(-25,5) = -84,15 МПа

 

 

Таблица 1

Результаты определения  первоначальных напряжений горного  массива.

Глубина горных работ Н, м	σв, Мпа	σпр, Мпа	σп, Мпа
600	-15,3	-39,78	-50,49
800	-20,4	-53,04	-67,32
1000	-25,5	-66,3	-84,15

 

Вычислим значения напряжений на контурах выработок: квершлагов и  штреков на исследуемых глубинах. Результаты в таблице 2-7.

Таблица 2

 

Значения на контуре  выработки квершлага глубиной 600 м.
Угол θ, град	Кz	Kx	Н, м	σв, Мпа	σг, Мпа	σвКz	σгКx	σi
30	-0,64	1,20	600	-15,3	-39,8	9,8	-47,7	-37,9
40	0,45	2,97				-6,9	-118,1	-125,0
50	2,96	1,68				-45,3	-66,8	-112,1
60	3,44	-0,35				-52,6	13,9	-38,7
70	2,44	-0,61				-37,3	24,3	-13,1
80	2,10	-0,91				-32,1	36,2	4,1
90	1,91	-0,87				-29,2	34,6	5,4
100	1,84	-0,81				-28,2	32,2	4,1
110	1,95	-0,62				-29,8	24,7	-5,2
120	2,10	-0,36				-32,1	14,3	-17,8
125	1,96	-0,06				-30,0	2,4	-27,6
135	1,71	1,29				-26,2	-51,3	-77,5
140	1,24	1,80				-19,0	-71,6	-90,6
150	0,06	2,62				-0,9	-104,2	-105,1
160	-0,58	2,53				8,9	-100,6	-91,8
170	-0,80	2,33				12,2	-92,7	-80,4
180	-0,85	2,37				13,0	-94,3	-81,3

 

Таблица 3

Значения на контуре  выработки квершлага глубиной 800 м.
Угол θ, град	Кz	Kx	Н, м	σв, Мпа	σг, Мпа	σвКz	σгКx	σi
30	-0,64	1,20	800	-20,4	-53,0	13,1	-63,6	-50,6
40	0,45	2,97				-9,2	-157,5	-166,7
50	2,96	1,68				-60,4	-89,1	-149,5
60	3,44	-0,35				-70,2	18,6	-51,6
70	2,44	-0,61				-49,8	32,4	-17,4
80	2,10	-0,91				-42,8	48,3	5,4
90	1,91	-0,87				-39,0	46,1	7,2
100	1,84	-0,81				-37,5	43,0	5,4
110	1,95	-0,62				-39,8	32,9	-6,9
120	2,10	-0,36				-42,8	19,1	-23,7
125	1,96	-0,06				-40,0	3,2	-36,8
135	1,71	1,29				-34,9	-68,4	-103,3
140	1,24	1,80				-25,3	-95,5	-120,8
150	0,06	2,62				-1,2	-139,0	-140,2
160	-0,58	2,53				11,8	-134,2	-122,4
170	-0,80	2,33				16,3	-123,6	-107,3
180	-0,85	2,37				17,3	-125,7	-108,4

Таблица 4

Значения на контуре  выработки квершлага глубиной 1000 м.
Угол θ, град	Кz	Kx	Н, м	σв, Мпа	σг, Мпа	σвКz	σгКx	σi
30	-0,64	1,20	1000	-25,5	-66,3	16,3	-79,6	-63,2
40	0,45	2,97				-11,5	-196,9	-208,4
50	2,96	1,68				-75,5	-111,4	-186,9
60	3,44	-0,35				-87,7	23,2	-64,5
70	2,44	-0,61				-62,2	40,4	-21,8
80	2,10	-0,91				-53,6	60,3	6,8
90	1,91	-0,87				-48,7	57,7	9,0
100	1,84	-0,81				-46,9	53,7	6,8
110	1,95	-0,62				-49,7	41,1	-8,6
120	2,10	-0,36				-53,6	23,9	-29,7
125	1,96	-0,06				-50,0	4,0	-46,0
135	1,71	1,29				-43,6	-85,5	-129,1
140	1,24	1,80				-31,6	-119,3	-151,0
150	0,06	2,62				-1,5	-173,7	-175,2
160	-0,58	2,53				14,8	-167,7	-152,9
170	-0,80	2,33				20,4	-154,5	-134,1
180	-0,85	2,37				21,7	-157,1	-135,5

Таблица 5

Значения на контуре  выработки штрека глубиной 600 м.
Угол θ, град	Кz	Kx	Н, м	σв, Мпа	σг, Мпа	σвКz	σгКx	σi
30	-0,64	1,20	600	-15,3	-50,5	9,8	-60,6	-50,8
40	0,45	2,97				-6,9	-150,0	-156,8
50	2,96	1,68				-45,3	-84,8	-130,1
60	3,44	-0,35				-52,6	17,7	-35,0
70	2,44	-0,61				-37,3	30,8	-6,5
80	2,10	-0,91				-32,1	45,9	13,8
90	1,91	-0,87				-29,2	43,9	14,7
100	1,84	-0,81				-28,2	40,9	12,7
110	1,95	-0,62				-29,8	31,3	1,5
120	2,10	-0,36				-32,1	18,2	-14,0
125	1,96	-0,06				-30,0	3,0	-27,0
135	1,71	1,29				-26,2	-65,1	-91,3
140	1,24	1,80				-19,0	-90,9	-109,9
150	0,06	2,62				-0,9	-132,3	-133,2
160	-0,58	2,53				8,9	-127,7	-118,9
170	-0,80	2,33				12,2	-117,6	-105,4
180	-0,85	2,37				13,0	-119,7	-106,7