Файл: Технология добычи руды на жильных месторождениях Казахстана..pdf

Таблица 18

Результаты измерений деформаций междукамерных

Целик № 66

Таблица 19

Результаты измерений деформаций барьерного целика и пересчет

сти на глубине 0,5-т-0,7 м целики сильно нарушены взрыв­ ными работами, и провести измерения в этой части не уда­ лось.

В целике № 66 из-за значительной трещиноватости и на­ личия слюдяных прослойков проведены лишь три измере­ ния в центральной части, причем зафиксированы значитель­ но меньшие напряжения, чем в целиках № 64 и 65 (рис. 19, в). Это объясняется соседством барьерного целика.

85

Рис. 19. График распределения напряжений в целиках

№64 (а), 65 (б), 66 (в) и в барьерном целике.

Вбарьерном целике распределение напряжений несколь­ ко иное (рис. 19, г). Наблюдаются два явно выраженных сим­ метричных максимума вертикальных сжимающих напря­ жений на глубине 1,3—1,4 м от поверхности целика (120-f- -М50 кг!см2). В центральной части напряжения снижают-

86

ся до 50-=-70 кг/см2. На глубину 0,7—0,8 м целик разбит ин­ тенсивной трещиноватостью, за счет которой, очевидно, на­ пряжения в этой части целика значительно снижаются.

Горизонтальные напряжения в междукамерных целиках

восновном сжимающие и меньше вертикальных примерно

в2 — 4 раза, т. е. в целиках имеется область объемного сжа­ тия и в момент измерения целики находились в устойчивом

состоянии.

Характерно, что интенсивное разрушение периферийной части целиков на глубину 50-j-80 см наблюдалось во всех исследованных целиках, в том числе и в барьерном.

По эпюрам напряжений и известным площадям попереч­ ного сечения подсчитывали фактически воспринимаемые це­ ликами нагрузки:

П

1

гдеог— среднее напряжение в какой-то полоске между дву­ мя изолиниями напряжений;

S— площадь основания палетки с учетом масштаба плана.

Суммарную нагрузку по напряжениям в отдельных пло­ щадях вычисляли с помощью точечной палетки П. К. Собо­ левского [98]. Степень нагруженности междукамерных це­ ликов определяли и по отношению фактической нагрузки к расчетной, установленной исходя из предположения, что целиками воспринимается давление от всей налегающей толщи пород. Опорную площадь кровли подсчитывали по методу ближайших районов на маркшейдерском плане. Ми­ нимальная несущая способность целиков определена на ос­ нове лабораторных испытаний образцов на сжатие с учетом масштабного фактора.

Результаты расчетов нагрузок на целики по данным ме­ тода разгрузки, нагрузок от полного веса пород, а также их сравнение приведены в таблице 20 .

Видно, что средние междукамерные целики № 64 и 65 нагружены соответственно на 28 и 30% от нагрузок, рассчи­ танных на полный вес столба вышележащих пород. Оче­ видно, это объясняется разгрузкой их барьерным целиком и массивом. Целик № 66 нагружен лишь на 20% от веса налегающей толщи, так как находится в непосредственной

87

Таблица 20

Результаты расчетов нагрузки на целики по данным метода разгрузки

нагрузки [119], что объясняется ограниченностью вырабо­ танного пространства и обрушением на вышележащем гори­ зонте.

Запас прочности опорных целиков № 64 и 65, по дан­ ным лабораторных испытаний и измерений в целиках мето­ дом разгрузки, равен соответственно 2,0 и 2,2. После отра­ ботки смежных камер (№ 50 и 51) и нижележащего гори­ зонта следует ожидать увеличения нагрузки на междукамерные и барьерный целики и соответственно уменьшение запаса прочности. Так, если целик № 65 будет восприни­ мать хотя бы половину веса налегающей толщи (23 500 т), среднее напряжение в нем возрастает до 150 кг/см2, а запас прочности уменьшится до 1,3, что весьма близко к предель­ ному напряженному состоянию.

На основании экспериментальных исследований в про­ изводственных условиях сделаны следующие выводы.

Результаты исследования напряжений в междукамерных целиках методом разгрузки позволили получить эпюры вер­ тикальных и горизонтальных напряжений и зафиксировать в центральной части область всестороннего сжатия. При минимальном запасе прочности, равном 2,0 — 2 ,2, междукамерные целики следует считать устойчивыми.

Степень нагруженности междукамерных целиков в ус­ ловиях экспериментального участка к моменту исследова­ ния их методом разгрузки составляет 30—40% от веса столба налегающей толщи пород. При дальнейшем разви­ тии фронта очистных работ и расширении площади отра-

88

ботки следует ожидать увеличения нагрузок на целики и снижения коэффициента запаса прочности.

Зона интенсивной трещиноватости в целиках, по данным метода разгрузки, составляет 0,5—0,7 м от поверхности це­ ликов, что необходимо учитывать при определении парамет­ ров целиков.

Значительная трещиноватость массива, характерная для жилы Сподуменовая III в районе экспериментального уча­ стка, сильно затрудняет измерения методом разгрузки.

М е т о д р а с ч е т а п а р а м е т р о в м е ж д у б л о к о - в ых ц е л и к о в . В методах, основанных на гипотезе Турнера, предельные нагрузки на целики определяют при усло­ вии горизонтального рельефа поверхности месторождения и не учитывают колебания вынимаемой мощности рудного тела и поверхности.

Известно, что объем налегающих пород, давящих на междукамерные целики, ограничен двумя топографически­ ми поверхностями: сверху — поверхностью земли, а сни­ зу — поверхностью кровли залежи — и изменяется в преде­ лах залежи в зависимости от взаимных положений этих по­ верхностей. Вследствие того что объем налегающих пород в пределах отрабатываемой залежи является не одинако­ вым, напряжения, действующие на междукамерные целики, будут переменными в зависимости от взаимных положений поверхности земли и кровли залежи.

Математически в общем случае топографическая поверх­ ность выражается функцией трех переменных

H— f(x, у, z),

где х, у, z — координаты рассматриваемой точки;

Н — отметка этой точки относительно какого-ли­ бо фиксированного уровня (например, уров­ ня моря).

Если обозначить через На топографическую поверхность земли, а через Нкр — топографическую поверхность кровли

залежи и рассматривать горный массив над выработанным пространством как однородное сплошное тело, находящееся под действием объемных сил веса, приложенных к гранич­ ной площадке (поверхности кровли), то нетрудно убедить­ ся, что напряжения, действующие в точках кровли залежи, изменяются по выражению а=у(Н 3— Нкр) или, принимая

Н 3—Нкр= Н, будем иметь а— уН.

Изучение геологических материалов Бакенного место­ рождения показало, что горизонтальные размеры жил огра­ ничены. Взаимное расположение жил таково, что они сме­

89