» » Расчет безопасных параметров подработки земной поверхности

Расчет безопасных параметров подработки земной поверхности

07.08.2016

Цель — овладение навыками расчета факторов безопасности земной поверхности в районе добычи полезных ископаемых при разрушении их специальными способами.
Сохранность земной поверхности определяется высотой свода естественного равновесия пород. Согласно представлениям Ветрова, устойчивость свода обеспечивается при условии
Расчет безопасных параметров подработки земной поверхности

где а' — полупролет свода; v — коэффициент устойчивости трещиноватых пород.
Расчет безопасных параметров подработки земной поверхности

где dг/dв — соотношение вертикального и горизонтального размеров структурных блоков; R''сж/R'сж — соотношение временного сопротивления пород сжатию в направлении распора свода и в направлении действия массы пород.
Условие сохранения земной поверхности для случая обрушения кровли очистного пространства с образованием свода:
Расчет безопасных параметров подработки земной поверхности

где H' — глубина верхней границы пустот от выветренных пород и рыхлых отложений, м.
При несоблюдении этого условия земная поверхность может быть сохранена за счет частичной закладки пустот, чтобы при уменьшенной таким образом высоте выработанного пространства условие обеспечивалось.
При малых размерах структурных блоков и Lф > Lпред высота обрушения определяется простым расчетом, исходя из величины коэффициента разрыхления пород.
Высота зоны обрушения по ВНИМИ:
Расчет безопасных параметров подработки земной поверхности

где hoc — высота зоны опасных сдвижений, м; V — объем пустот, м3; Sпл — площадь выработанного пространства в плане, м . Kр — коэффициент разрыхления пород; K' — коэффициент, К' = 1,5.
Условие сохранности поверхности по ВНИМИ:
Расчет безопасных параметров подработки земной поверхности

где H' — глубина верхней границы пустот от выветренных пород и рыхлых отложений, м; Hр — 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 свойства горных пород (табл. 11.15); lэкв — эквивалентный пролет,
Расчет безопасных параметров подработки земной поверхности

где L — размер выработанного пространства по простиранию, м; l' — размер горизонтальной проекции выработанного пространства на разрезе вкрест простирания, м.
При L > 2l принимается lэкв = t, а при l' > 2L принимается lэкв = L. При L/l < 2 величина lэкв рассчитывается. Из нескольких значений высот опасных сдвижений принимается меньшее.
«Незалеченные» зоны дробления и рассланцевания приводят к «трубообразному» развитию зоны обрушения и внезапному выходу обрушения на земную поверхность. Условие, при котором выход воронки исключается:
Расчет безопасных параметров подработки земной поверхности

где H' — глубина верхней границы выработанного пространства от границы выветренных пород и рыхлых отложений, м; Sр — площадь выработанного пространства на разрезе вкрест простирания, м2; αн — угол падения разрывного нарушения, град; mн — нормальная мощность нарушения, м.
Расчет безопасных параметров подработки земной поверхности

Область опасного влияния погашаемого выработанного пространства проверяется по методу ВНИМИ. При этом последовательность отработки сближенных по вертикали рудных тел должна быть такой, чтобы не увеличивались предельные параметры опасного влияния выработок. Устойчивость породного прослоя между выработками определяется соотношением расстояния глубины заложения Hc и высоты свода естественного равновесия hc:
• при Hc ≥ hc отработка и погашение обоих рудных тел не оказывают влияния на устойчивость друг друга и не ослабляют устойчивости массива;
• при Hc ≤ hc 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 Hc и hc вводится коэффициент запаса устойчивости плоского обнажения: K2 = 1,0—2,5 м. Безопасные условия независимой отработки: Hc ≥ hc; K2 ≥ 12 м.