Файл: Садовский, Г. И. Механика горных пород, расчеты крепи и конструктивных элементов систем разработки рудных месторождений подземным способом [учебное пособие].pdf

мальную эксплуатацию подрабатываемых объектов, устанав­ ливается в соответствии с «Инструкцией о порядке утвержде­ ния мероприятий по охране сооружений и природных объек­ тов от вредного влияния горных разработок и о порядке веде­ ния горных работ в предохранительных целиках», утвержден­ ной Госгортехнадзором СССР.

На каждом горном предприятии должна быть определена зона опасного влияния горных работ. Зона опасного влияния горных разработок, построенная от нижней проектной грани­ цы горных работ, наносится на план горного отвода и другие планы поверхности рудника. Если нижняя граница горных работ рудника не установлена, то зона опасного влияния горных разработок должна быть построена с учетом разведан­ ных запасов категории Сг.

В пределах зоны опасного влияния горных разработок за­ прещается строительство промышленных сооружений, слу­ жебных и Жилых зданий.

Для существующих зданий и сооружений, попадающих в эту зону опасного влияния горных разработок, должны быть

Рис. 37. График изменения толщины пото­ лочины и ширины междукамерных цели­ ков с глубиной разработки:

междукамерного целика к ширине камеры

120

установлены и утверждены меры охраны или обеспечен свое временный их снос.

Охрана сооружений, проводимая с помощью предохрани­ тельных целиков, применяется в случаях, когда другие меры не могут гарантировать нормальную эксплуатацию охраняемого объекта или являются (по сравнению с оставлением целиков) экономически невыгодными.

Охрана основных стволов, служащих для спуска н подъема людей, а также башенных копров, оборудованных многоканат­ ным подъемом, производится с помощью предохранительных целиков, оставляемых на всю глубину горных работ.

Для защиты зданий и сооружений, расположенных в зоне плавных сдвижений, применяются специальные конструктив­ ные и строительные меры. Ожидаемые деформации земной поверхности в районе этих объектов определяют по результа­ там наблюдений за сдвижением поверхности на данном или аналогичном ему месторождении.

При малой и средней мощности рудных тел и применении системы разработки с полной закладкой выработанного про­ странства пли других мер, при которых деформации земной поверхности становятся меньше критических, допускается ис­ пользование предохранительных целиков до безопасной глу­ бины разработки.

Границы охраняемой площади для отдельных зданий и со­ оружении определяются на плане следующим образом. Во­ круг объекта через его угловые точки строится прямоуголь­ ник, стороны которого ориентируются по простиранию и вкрест простирания рудной залежи.

Параллельно сторонам полученного прямоугольника стро­ ится предохранительная берма, внешние границы которой яв­ ляются границами охраняемой площади. В некоторых случаях допускается строить границу бермы параллельно контуру охраняемого объекта.

Для рек, водохранилищ и балок с постоянными водотоками берма откладывается от линии максимального разлива воды

во время паводков и ливневых дождей.

Граница охраняемой площади для групп зданий и соору­ жений (например, промплощадка шахты) определяется на плане многоугольником, стороны которого параллельны сто­ ронам охраняемых объектов и отстоят от последних на ши­ рину предохранительной бермы.

121

Ширина предохранительных берм принимается равной: для I категории охраны — 20 м,

шенные копры) ширина предохранительной бермы увеличи­ вается.

При значительных размерах и сложной конфигурации ох­ раняемых объектов построение целика производится по ха­ рактерным (угловым) точкам охраняемого контура.

Полученные в результате построения внешние точки це­ лика соединяются общей линией, которая является границей целика.

Построение предохранительных целиков производится од­ ним из следующих трех способов:

а) вертикальных разрезов; б) перпендикуляров;

в) проекций с числовыми отметками.

Способ вертикальных разрезов построения предохрани­ тельных целиков наиболее распространен и прост.

Через угловые точки здания 1, 2, 3 и 4 (рис. 38) проводят линии, параллельные простиранию и падению пласта. Отло­ жив от полученного контура ширину бермы, получают на пла­ не охраняемый контур АВСД, для которого следует строить предохранительный целик.

оп. По транспортиру в точке п откладывают угол падения руд­ ной залежи и проводят ее линию падения. Затем, в соответ­ ствии с правилами построения предохранительных целиков, откладывают углы сдвижений в толще коренных пород (5 и у-

Линии пересечения охранных плоскостей с рудной за­ лежью, проходящие через точки аг и вг, определяют верхние границы целика, т. е. его размеры по падению пласта.

Границы целика по простиранию находятся в результате построения разреза по простиранию (по линии cd). Построив углы сдвижений в толще наносов ср и коренных пород (углы б), получаем на разрезе размеры охранного целика по прости­ ранию на его верхней (отрезок С2<1г) и нижней (отрезок сзйз) границах.

12?

Следующая задача заключается в построении границы предохранительного целика на плане.

Для этого наклонную линию агва с разреза по линии ав следует спроектировать на горизонтальную плоскость. При этом точка аг спросктируется в точку аз, а точка вг спроектируется в точку в3. Через точки а3 и в3 пройдут проекции ниж­

a3C| =аз01=озСз=озс!з.

Соединив на плане точки Л1, Bi, Ci, Di, получаем контур предохранительного целика. Площадь целика вычисляется из выражения:

Рис. 38. Построение охранного целика

123

§ С. Расчет давления обрушенных пород на днище блока

Массу обрушенной руды или налегающих пород в первом приближении можно рассматривать как сыпучую среду.

Давление обрушенной руды на днище блока зависит от

124

R — гидравлический радиус блока

R =S/P ,

где S — площадь блока; Р — периметр блока.

Принимая параболическое распределение давления по площади блока, найдем величину наибольшего горного давле­ ния в середине блока

где Ртах — наибольшее давление в середине блока.

При ме р . Высота слоя обрушенной руды и пород Н =100м. Средний объемный вес обрушенных руд и породы уср=2,5 т/м3. Угол внутреннего трения ср=38°, коэффициент трения между двумя ^разрушенными оседающими породами и нетронутым массивом tg0=O,7, размерь^.блока в плане 50x50 м, стены бло­ ка вертикальные.

Гидравлический радиус блока

Давление полного веса столба обрушенных пород составит

Рпол—2,5-100=250 т/м2 .

Следовательно, давление обрушенных пород на днище бло­ ка составляет всего лишь 124:250 • 100=49,6 % от полного веса столба обрушенных пород.

Величина максимального давления в середине блока

Ртах=2Рср= 2 - 124=248 т/м2.

125

§ 7. Расчет конструктивных параметров днищ

Основными конструктивными параметрами днища, опреде­ ляющими его прочность, являются:

1)расстояние между выпускными выработками;

2)размеры выпускных отверстий;

3)расстояние от почвы выработок доставки до горизонта воронок;

4)размеры выработок доставки.

Расстояние между выпускными отверстиями определяется на практике условиями максимально возможного извлечения при отработке блока, однако оно не должно быть меньше ми ннмалыю допустимого но соображениям устойчивости.

Считается, что для приближенного определения минималь­ ного безопасного расстояния между выпускными отверстиями можно использовать формулу:

ходке, как Правило, на 0,5—1,5 м больше диаметра дучки. Од­ нако при выпуске уже 50—70% запасов блока размеры эти почти уравниваются. В связи с тем, что целик между выпуск­ ными отверстиями должен быть сохранен до окончания работ по выпуску, его следует рассчитать по самому неблагоприят­ ному состоянию, поэтому и принимается с небольшим допуще­ нием равенство значений длины ниши под дучку и диаметр дучки.

После преобразования неравенства (69.4) расстояние меж­ ду выработками выпуска при двухстороннем расположении бу­ дет определяться выражением

D S^l/dlpH РОЛ)

126

Расстояние между выработками выпуска при двухсторон­

нем шахматном расположении (рис. 40) также должно быть определено из выражения (70.'4), однако опорный целик между выработками выпуска будет иметь в основании не квадрат.

ЛоП-И

Рис. 39. Двухстороннее одноосное (парное) рас­ положение дучек

127

Рис. 40. Двухстороннее шахматное расположение дучек

а параллелограмм, поэтому в формулу (70.4) следует вводить поправочный коэффициент, равный 1,3.

Тогда

1. Площадь блока, приходящаяся па дучку, примерно рав­ на площади блока, приходящейся на дучку при двухсторон­ нем расположении выпускных выработок. Только в этом слу­ чае можно говорить о сравнительной прочности этих двух конструкций днищ.

2. Площадь блока, приходящаяся на дучку, по горнотехни­ ческим условиям больше, чем при двухстороннем расположе­ нии выработок выпуска.

После преобразований неравенства (72.4) расстояние меж-

128

цу выработками выпуска будет определяться и з выражения

<т

Для второго случая будет справедливо условие (рис. 41):

где В — ширина выработки доставки, м.

Л о Ы ...

Рис. 41. Одностороннее расположение дучек

В горнорудной практике ширина выработки доставки ча ще всего примерно равна длине ниши под дучку, иногда она несколько меньше. Если учесть, что выработки доставки в процессе очистных работ тоже несколько расширяются, то можно считать ширину выработки доставки и длину ниши иод дучку равными. Тогда

129