загрузка...

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕКРЕПЛЕНИЯПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК В ОБВОДНЕННЫХ ПОРОДАХ


Как показывают исследования, основным осложняющим фактором, влияющим на устойчивость выработки, является ее обводненность. В эксплуатируемых выработках, на участках с развивающимся водопритоком процесс формирования зоны неупругих деформаций (ЗНД) не стабилизируется, а продолжает активно развиваться. При этом незапроектированное увеличение нагрузки на крепь приводит к значительным деформациям элементов крепи, выходу из строя узлов податливости, отказам межрамных ограждений и вывалообразованиям. Следует отметить, что эти явления имеют локальный характер и, как правило, приурочены к структурно-неустойчивым обводненным зонам породного массива [1]. Таким образом, этот вопрос является весьма актуальным, и требующим детального изучения.
46

Целью исследования является разработка методики проектирования технологических параметров перекрепления подготовительных выработок в обводненных условиях, позволяющей более точно спрогнозировать величину ЗНД над эксплуатируемой подготовительной выработкой и запроектировать рациональные параметры ее перекрепления.
Проведенные на шахтах ГП «Антрацит» и ГП «Ровенькиантрацит» инструментальные и визуальные исследования позволили установить основные причины аварийно-неустойчивого состояния подготовительных выработок и доказать экспоненциальную закономерность дополнительного развития ЗНД под действием притоков шахтных вод. Предлагаемая геомеханическая модель процесса приращения ЗНД во времени учитывает интенсивность трещинообразования и горно-геологические условия заложения и эксплуатации подготовительной выработки:



где А - коэффициент, характеризующий интенсивность развития ЗНД под влиянием водопритока;
- установившийся средний радиус ЗНД вокруг выработки вне зоны влияния водопритока, м;
R0 - радиус контура горной выработки, м;
- приращение ко времени с начала фиксации повышенного водопритока в выработку, мес.;
а - показатель горно-геологических условий заложения и эксплуатации выработки, мес.-1.
Расчет комплексного показателя горно-геологических условий заложения и эксплуатации выработки осуществляется по формуле:



3
где у - средневзвешенный удельный вес пород над выработкой, МН/м ;
Н - глубина заложения выработки, м;
ks - коэффициент влияния площади поперечного сечения выработки; кв - коэффициент воздействия других выработок;
kt - коэффициент, характеризующий скорость проявлений деформаций крепи в выработке, мес.-1;
- предел прочности пород кровли выработки на одноосное сжатие, МПа;
-              коэффициент, учитывающий характер водопроявления в выработке;
-              коэффициент влияния угла падения пород и направления выработки относительно простирания пород;
кс - коэффициент структурного ослабления.
Тогда относительный радиус ЗНД с учетом его развития под влиянием водопритока определяется уравнением следующего вида:



где              ARLt - приращение к установившемуся среднему радиусу ЗНД после
влияния повышенного водопритока в течение времени At, м.

Исходя из расчета веса свода расслоившихся, разупрочненных и разбитых на блоки пород над выработкой, удельная нагрузка на крепь равна:



где              rLt - относительный радиус ЗНД с учетом влияния на породы
водопритока.
Тогда необходимая плотность установки рамной крепи расчитывается исходя из соотношения:



где Р - удельная нагрузка на рамную крепь, кН/м;
Ркр - рабочее сопротивление рамной крепи, кН.
С 2007 года в угольной промышленности Украины действует отраслевой стандарт [2] для расчета технолологических параметров крепления и охраны подготовительных выработок. Согласно этого нормативного документа мощность установившейся зоны раздробленных пород над выработкой, не подверженной влиянию притока шахтных вод расчитывается по формуле:



где              UK - величина смещений пород кровли в процессе ее эксплуатации, м;
ар - эмпирический коэффициент, зависящий от условий поддержания выработки.
При этом, изложенная в отраслевом стандарте методика расчета параметров крепления горных выработок не принимает во внимание дополнительное разупрочнение пород и развитие ЗНД под влиянием притока подземных вод, как в радиальном направлении, так и вдоль выработки. В этой связи, наиболее целесообразным будет применение комбинированной усовершенствованной методики проектирования параметров перекрепления, в соответствии с предлагаемой геомеханической моделью. Общий предлагаемый порядок расчета технологических параметров перекрепления приведен в табл.1.



Таким образом, установленные закономерности развития зоны неупругих деформаций в зависимости от обводненности горных пород в условиях Боково- Хрустальского и              Должано-Ровенецкого              углепромышленных              районов,
заставляют более корректно подходить к вопросам выбора типа и параметров крепления подготовительных выработок, а усовершенствованная методика расчета технологических параметров перекрепления позволит более точно расчитать нагрузку на крепь от вмещающих обводненных пород, предотвратить вывалообразование в выработку, исключить перерасход материалов на крепление и обеспечить длительное и безремонтное поддержание горной выработки.
Литература Смородин Г.М., Кобзарь Ю.И., Кипко А.Э., Сергиенко Р.Н. Тектонические нарушения - один из факторов гидроактивизации геомеханических процессов в породных массивах / Науковий вюник НГУ. - 2008. - № 12. - С. 19-23 СОУ 10.1.00185790.011:2007. Пiдготовчi виробки на пологих пластах. Вибiр кршлення, способiв i засобiв охорони. - К.: Мшвуглепром Украши, 2007. - 116 с.
УДК 622. 834

<< | >>
Источник: Неизвестный. Проблемы горного дела и экологии горного производства: Матер. IV междунар. науч.-практ. конф. (14-15 мая 2009 г., г. Антрацит) - Донецк. 2009

Еще по теме МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕКРЕПЛЕНИЯПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК В ОБВОДНЕННЫХ ПОРОДАХ:

  1. 2.2 Методика расчета забойного давления в условиях поступления газа в циркулирующий буровой раствор.
  2. 22. СТРАТЕГИЯ ФИНАНСИРОВАНИЯ ПРОЕКТА. ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ, МЕТОДИКА РАСЧЕТОВ ПЛАНОВЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕНЕЖНЫХ ПОТОКОВ
  3. 2. Методика расчета энергетических затрат и затрат машинного времени при сиуско-иодьемных операциях за цикл бурения скважины
  4. § 1. Общие положения о расчетах Статья 861. Наличные и безналичные расчеты
  5. 4.4.4. Методика «Климат» (модифицированный вариант методики Б. Д. Парыгина)
  6. 3. 1. Выбор себя. От методики спасения к методике самореализации
  7. § 5. Расчеты чеками Статья 877. Общие положения о расчетах чеками
  8. § 3. Расчеты по аккредитиву Статья 867. Общие положения о расчетах по аккредитиву
  9. § 4. Расчеты по инкассо Статья 874. Общие положения о расчетах по инкассо
  10. II. МЕТОДЫ (МЕТОДИКИ) ПАТОПСИХОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТОДИКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВНИМАНИЯ И СЕНСОМОТОРНЫХ РЕАКЦИЙ
  11. § 2. Расчеты платежными поручениями Статья 863. Общие положения о расчетах платежными поручениями
  12. 8. Массивные горные породы
  13. Значение горных пород
  14. Кластические породы
  15. Круговорот вещества пород
  16. книга четвертая порода и взращивание
  17. Состав массивных горных пород