Файл: Воскобоев, Ф. Н. Управление горным давлением при разработке тонких и средней мощности крутых пластов в сложных горногеологических условиях.pdf

Скачать файл (3,46Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 01.11.2024

Просмотров: 54

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

боя может быть использована как средство регулирования величины движущегося боковогодавления при изменении, на


пример, такого природного фактора, как		мощность пласта.
В результате анализа теоретических работ			в	области
расчета давления сыпучих тел на стационарные			и	периоди
чески	передвигающиеся оградительные	поверхности		емкос
тей в	условиях неограниченного (плоская задача)		и	ограни

ченного (объемная задача) пространства ( Кулон, Янсен, Мах-

н,о	Е .Я .,	Гаврашенко Е.А ., Федянин А.С., Колоколов		О .В.,
Богомолов В.Ф., Канканян БЛЪ, Бурцев А.И.,			Резничен
ко	В .Я .,	Данилов А.А., Швецов Г.И. и др.),	сделаны	следу

ющие выводы. В рассмотренных расчетных зависимостях не учитывается ряд факторов31^, например, непостоянство физи ко-механических характеристик сыпучих материалов в про странстве и времени в результате перемещения крепи, сжа тие сыпучего материала сближающимися боковыми породами, динамический режим взаимодействия ограждения с заклад кой и боковыми породами и некоторые другие. Отсюда не высокая эффективность использования теоретических реше ний для обоснования рациональных конструкций крепей и рас чета их параметров. Наиболее приемлемыми для ориентиро

вочного определения суммарного давления сыпучих			тел	на
элементы сооружений являются расчетные	методы,		базиру
ющиеся на теории предельного равновесия. При		этом		для
расчета давления на стационарные оградительные		элементы
ограниченных'емкостей ( в том числе очистных		выработок
на крутых пластах), у которых имеются	днища,		наиболее

приемлемыми являются расчетный метод Янсена-Махно [44] ,


для	траншей с	клиновидным поперечным			сечением			-	метод
Гаврашенко Е.А.			[45] . Для определения		статического				боко
вого давления		на оградительные стационарные					и	перемеща
ющиеся крепи		( подпорные стенки в условиях				ограниченного
пространства)		-	результаты экспериментальных						работ
Г.П. Канканяна		[4б] и расчетный метод			Швецова				Г.И.ХХ'
[47]. Дальнейшее совершенствование				расчетных			методов оп-
х)	В расчетах	К о л о к о л о в а О.В.		учитывается				непостоян
	ство объемного веса сыпучего материала					по глубине за
хх)	сыпки.		Г.И. расхождение	с	экспериментальными
	По Ш в е ц о в у
	данными возрастает по мере увеличения					высоты засыпки.

ределения давления сыпучих горных пород на ограждающие поверхности очистных выработок и элементы механизирован ных крепей должно развиваться в направлении более полного учета существенно влияющих факторов - горного давления, проявляющегося в сжатии закладочного массива смещающи мися породами, динамических условий взаимодействия кре пей с закладкой.

Одной из главных причин, обусловливающих ограниченные возможности расчетных методов при исследовании взаимо действия сыпучих сред с оградительными, особенно переме

щающимися поверхностями, являются чрезвычайная		слож
ность статически не определенных задач,	возникающих при
рассмотрении тех или иных, практически	важных	случаев
равновесия сыпучего тела. Известно, что	в сыпучих	средах

связь между напряжениями и деформациями сложнее, нежели в твердых телах. Это обусловлено прежде всего неоднород ностью сыпучей среды, непостоянством физико-механических свойств в пространстве и времени. Отмеченное затрудняет применение для решения инженерных задач строгих методов теории предельного равновесия или строительной механики и


вынуждает			прибегать		к равной степени			обоснованным			допу
щениям. Так, известные методы расчета								для	статического
состояния			не учитывают изменение объемного веса,								коэф
фициента		внутреннего			трения, коэффициента распора,						проис
ходящего		в	процессе		перехода сыпучего			тела	из	состояния
покоя		в	состояние			движения.		Вместе		с	тем
правильный			учет		величины		коэффициента				боко
вого	распора			имеет		большое		практическое			зна
чение	для		разработки эффективной методики определения

бокового давления. При решении практических горнотехниче ских задач механики сыпучей среды проявляется одновре менное действие многих факторов, которые необходимо учи

тывать в расчетах, чтобы обеспечить требуемую	точность
инженерных решений. Учет множества одновременно	дейст

вующих факторов с использованием причинно-обусловленных

и связанных		функциональными зависимостями математичес
ких	моделей	весьма сложен, а зачастую и просто	невозмо
жен	ввиду того, что физические процессы проявлений горно-.
го давления по своей природе характеризуются			совокуп
ностью переменно-варьирующих ( чаще случайных)			величин.

В связи с этим представляется перспективным для теорети ческого описания этих процессов применение вероятностно50

статистических методов и решение задач с использованием ЭВМ. Предлагается инженерный (эмпирико-аналитический) метод расчета давления сыпучих тел на оградительные эле менты механизированных крепей, основанный на результа тах экспериментальных исследований, обработанных методом математической статистики с учетом совокупности опреде

ляющих факторов. Сущность метода заключается			в следую
щем.
1. По данным результатов экспериментальных исследова
ний4 ' строится эпюра распределения	усредненного		бокового
(горизонтального) (рис. 7) давления	для	следующих исход
ных условий: угол падения пласта -	90°;	материал сыпуче
го - мелкий кварцевый песок ( мелкая гранитная			крошка) ;

неподвижные боковые породы; крепь плоской формы в попе речном сечении; очистной забой и механизированная крепь остановлены (статическая задача); коэффициент трения сы пучего об ограждения = 0,5^0,65, о боковые породы - / с = =0,5-т-0,6; коэффициент внутреннего трения / = 0,7^0,75.

Подбирается аналитическое выражение для описания эпю ры среднего бокового давления ( каждый из трех характер ных по высоте засыпки участков).

Влияние всех остальных интересующих факторов в стати ческой и динамической задачах ( угол падения пласта, гра нулометрический состав, сжатие закладки за счет смещения боковых пород, ориентировка очистного забоя в простран стве, конфигурация крепи в поперечном сечении, т.е. разме ры манжет, переход от состояния покоя в движение) учи тывается соответствующими эмпирическими коэффициентами,

выраженными в аналитической форме в							результате обработя
ки методами математической статистики:
Рст	=	0,286 4	(0			й А б	3,5 дм);
Рст	=	0,00423(4	- 5 я ) 4		_ 0,0584 (/г~5 л ) 3 + 0,0664 (Л-5/»Я+
		+ 1,58 (Л-5л)			- 3,49 + 0,005л
		{ 3 ,5 + 5 п h £ m i n [ 3' 5 + 5 ( п + 1) , Н - 1J } ;
			п =	0 . 1 . 2 ... ' , [			5 J '
Рст =		- 0,46 (4-Н + I ) 2		-	0,15
						14-Н +1) + РСТ ( Н—1); ( 13)
			( Н - 1 < Л £			Н) ,

хТ Одиннадцать объемных моделей, несколько десятков опы тов.

где Р	-	удельное	статическое	давление сыпучего мате
		риала в	любой точке	ограждения по высоте	для
		исследуемой области		условий;
А.	-	текущая	координата глубины расположения		от
		поверхности засыпки;

Н- полная (максимальная) высота засыпки, соот ветствующая данному объекту;

п	- порядковый номер очередного цикла					неравно
		мерности	давления*'	(период цикла -		длина вол
		ны для всех исследуемых условий -				примерно
$		равен 5 дм) ;
	- коэффициент, учитывающий приращение бокового
		давления на каждый цикл углубления				по высота
		( 5 *10- 3 дм ).
Общее	( суммарное)		давление	на фронтальную поверхность
ограждения		находится	в результате		интегрирования фор-
м у л ( 1 3 ) :	Q	= { J 3’5Q 286t}dh + [		f	8'5(0,00423h*-0,056U3+