Курсовая работа по «Управлению состоянием массива горных пород»

Таблица 6

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	800	-20,4	-67,3	13,1	-80,8	-67,7
40	0,45	2,97				-9,2	-199,9	-209,1
50	2,96	1,68				-60,4	-113,1	-173,5
60	3,44	-0,35				-70,2	23,6	-46,6
70	2,44	-0,61				-49,8	41,1	-8,7
80	2,10	-0,91				-42,8	61,3	18,4
90	1,91	-0,87				-39,0	58,6	19,6
100	1,84	-0,81				-37,5	54,5	17,0
110	1,95	-0,62				-39,8	41,7	2,0
120	2,10	-0,36				-42,8	24,2	-18,6
125	1,96	-0,06				-40,0	4,0	-35,9
135	1,71	1,29				-34,9	-86,8	-121,7
140	1,24	1,80				-25,3	-121,2	-146,5
150	0,06	2,62				-1,2	-176,4	-177,6
160	-0,58	2,53				11,8	-170,3	-158,5
170	-0,80	2,33				16,3	-156,9	-140,5
180	-0,85	2,37				17,3	-159,5	-142,2

Таблица 7

Значения на контуре выработки штрека 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	-84,2	16,3	-101,0	-84,7
40	0,45	2,97				-11,5	-249,9	-261,4
50	2,96	1,68				-75,5	-141,4	-216,9
60	3,44	-0,35				-87,7	29,5	-58,3
70	2,44	-0,61				-62,2	51,3	-10,9
80	2,10	-0,91				-53,6	76,6	23,0
90	1,91	-0,87				-48,7	73,2	24,5
100	1,84	-0,81				-46,9	68,2	21,2
110	1,95	-0,62				-49,7	52,2	2,4
120	2,10	-0,36				-53,6	30,3	-23,3
125	1,96	-0,06				-50,0	5,0	-44,9
135	1,71	1,29				-43,6	-108,6	-152,2
140	1,24	1,80				-31,6	-151,5	-183,1
150	0,06	2,62				-1,5	-220,5	-222,0
160	-0,58	2,53				14,8	-212,9	-198,1
170	-0,80	2,33				20,4	-196,1	-175,7
180	-0,85	2,37				21,7	-199,4	-177,8

 

По результатам расчетов построены эпюры напряжений на контуре выработок (приложения 1-6): под соответствующими углами от контура выработки в масштабе откладываются значения полных напряжения .(рис.1).

 

Рис.1 Построение эпюры полных напряжений на контуре горной выработки.

Как показывают результаты расчетов, самыми напряженными участками  выработок являются стенки, кровля, углы кровли. При этом наиболее удароопасны  углы выработок. В кровле напряжения меньше, еще меньше они в стенках выработок. Вследствие различной прочности пород критическая глубина по проявлениям горного давления изменяется в широких пределах. На первом этапе для оценки критической глубины можно принять их средние значения для различных видов пород в наиболее опасных участках (углы выработок).

Для определения критических  глубин по проявлениям горного давления строятся зависимости полных напряжений в наиболее опасных точках выработки  от глубины горных работ. Для этого  по оси Х откладываются значения глубины горных работ, а по оси  Y значения полных напряжений в наиболее опасных участках контура выработки. Отдельно показываются значения допустимых напряжений. Точки пересечения установленных зависимостей с линией допустимых напряжений определяют расчетные глубины безопасного ведения горных работ Нкр.(табл.8,9; приложения 7,8).

Таблица 8.

Результаты расчетов НДС  на контуре выработок.

Результаты расчетов НДС  на контуре выработок
Глубина горных работ Н,м	Полные напряжения на контуре выработки, Мпа
	на стенках(θ=90)	в углах кровли(θ=140)	в кровле(θ=180)
квершлаг
600,0	5,4	90,6	81,3
800,0	7,2	120,8	108,4
1000,0	9,0	151,0	135,5
штрек
600,0	14,4	109,4	106,7
800,0	19,6	146,5	142,2
1000,0	24,5	183,1	177,8

 

Таблица 9.

Результаты расчетов НДС  и удароопасности одиночных горизонтальных горных выработок
Наименование пород и руд	Допустимое напряжение σ доп, Мпа	Критическая глубина по проявлениям  горного давления, м
		стенка	кровля	углы кровли	минимально допустимая критическая  глубина, м
квершлаг
Плагиограниты	252	2368,73	1669,3	1860,38	1860,38
штрек
Плагиограниты	252	2067	1376,37	1417,63	1417,63

 

= (0,70,8) = 0,7360) = -252 МПа

 

На глубинах, превышающие  расчетные, возможны проявления горного  давления в динамических формах. В  целях обеспечения безопасности ведения горных работ необходимо разрабатывать соответствующие  мероприятия по привидению выработок  в неудароопасное состояние.

Примечание: В случае, если на исследуемых глубинах по графику не предоставляется возможным определить критическую глубину по проявлениям горного давления (она находится вне зоны графика), ее можно определить из выражения (для случаев одиночных горных выработок вне зоны влияния очистных камер):

Нкр =

где - предел прочности на сжатие в образце, МПа; γ – плотность пород, МН/м³; , - коэффициенты концентрации напряжений в опасных участках горной выработки (стенки, кровля, углы кровли), принимаются из табл. 2-7; Кгор – соотношение горизонтальных и вертикальных природных напряжений в массиве горных пород (К₁ для квершлага и К₂ для штрека).

Критическая глубина  по проявлениям горного давления в квершлагах

• В стенке

Нкр =   =   = 2368,73 м.

• В углах кровли

Нкр =   =   = 1669,3 м.

• В кровле

Нкр =   =   = 1860,38 м.

Критическая глубина  по проявлениям горного давления в штреках

• В стенке

Нкр =   =   = 2067 м.

• В углах кровли

Нкр =   =   = 1376,37 м.

• В кровле

Нкр =   =   = 1417,63м.

 

 

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

 

Критическую глубину при  проведении горных выработок на больших  глубинах в зоне влияния очистных камер можно определять из выражения:

Нкр =

где - предел прочности на сжатие в образце, МПа; γ – плотность пород, МН/м³; , - коэффициенты концентрации напряжений в опасных участках горной выработки (стенки, кровля, углы кровли), принимаются из табл. 2; Кгор – соотношение горизонтальных и вертикальных природных напряжений в массиве горных пород (К₁ для квершлага и К₂ для штрека); , - коэффициенты концентрации напряжений подземных камер в зоне выработок.

Значения коэффициентов  и для условий крутопадающих участков рудных тел можно определить по графикам, разработанным ИГД МЧМ ССР с помощью ЭВМ для различных соотношений высоты камеры h к ее ширине m.(рис.2).

Рис.2. Коэффициенты концентрации напряжений по подземной кафедре.

Для Кочкарского месторождения высота камеры (h) составляет 50 м, мощность рудного тела (m) 10 м, высота потолочины ( r ) 5 м, и соотношение m/h равно 0,2. В данном варианте работы коэффициенты и будут равны, соответственно, 1,2 и 0.

Критическая глубина при проведении штреков на больших глубинах в зоне влияния очистных камер:

• В стенке

Нкр = = = 3570,21 м.

• В углах кровли

Нкр = = = 1093 м.

• В кровле

Нкр = = = 1172 м.

Критическая глубина при проведении квершлагов на больших глубинах в зоне влияния очистных камер:

• В стенке

Нкр = = = 3295,21 м.

 

• В углах кровли

Нкр = = = 1260,5 м.

• В кровле

Нкр = = = 904 м.

Результаты вычислений заносятся в таблицу 10.