Метод оценки надежности конструкции "закладка-массив" при выемке пологих пластов угля с целью охраны земной поверхности

• Автор: Налджан, Владимир Ваганович
• Шифр специальности: 05.15.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Караганда
• Количество страниц: 246 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. краткий анализ надежности ЗАКЛАДОЧНОГО МАССИВА,ЦЕЛЬ

И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИИ.

1.1. Теоретические и практические решения при разработке пластов угля с закладкой с целью охраны поверхности

1.2. Цель и задачи исследований.

2. ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕЙЮРМАЦИИ МАССИВА ПОРОД ПРИ РАЗРАБОТКЕ

ПЛАСТОВ С ЗАКЛАДКОЙ ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА

2.1. Аналитический расчет сдвижений массива

пород.
2.2. Аналитические исследования влияния различных факторов на сдвижение массива пород
2.2.1. Зависимость вертикальных смещений от
размеров очистной выработки.
2.2.2. Зависимость вертикальных смещений от коэффициента бокового давления
2.2.3. Влияние реакции крепи на смещения кровли
2.2.4. Влияние модуля упругости и коэффициента Пуассона на смещения кровли выработки
2.2.5. Влияние глубины разработки на смещения контура выработки
2.3. Аналитический расчет зоны растягивающих напряжений.
2.4. Шахтные наблюдения за смещением кровли при отработке пласта с закладкой.
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДА ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ
КОНСТРУКЦИИ ЗАКЛАДКАМАССИВ ПРИ ВЫЕМКЕ ПОЛОГИХ
ПЛАСТОВ УГЛЯ
3.1. Критерий оценки устойчивости земной поверхности при разработке пластов угля с закладкой выработанного пространства.
3.2. Оптимизационная модель повышения надежности конструкции закладкамассив
3.3. Методика реализации оптимизационной математической модели
3.4. Обоснование технологических систем разработки пологих пластов с закладкой выработанного пространства для условий Карагандинского бассейна.
3.4.1. Возможные к применению механизированные комплексы.
3.4.2. Возможные к применению виды закладок
3.4.3. Технология ведения закладочных работ
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ,
ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ДЕФОРМАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПОРОД
КРОВЛИ.
4.1. Исследование свойств ползучести пород в лабораторных условиях.
4.2. Исследование свойств ползучести в натурных условиях.
5. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ЗАКЛАДКА
МАССИВ С ЦЕЛЬЮ ОХРАНЫ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ
РАЗРАБОТКЕ ПОЛОГОПАДАЮЩИХ ПЛАСТОВ С ЗАКЛАДКОЙ.
5.1. Установление законов распределения случайных величин, определяющих надежность конструкции закладкамассив
5.2. Порядок расчета на ЭВМ и краткое описание программы
5.3. Результаты расчетов надежности конструкции закладкамассив для условий разработки пласта к под городом Караганда.
5.4. Экономическая Эффективность оптимизации параметров технологии разработки пласта
с целью охраны земной поверхности
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


При этом на величину сближения боковых пород и расслоение кровли существенное влияние оказывали физико-механические свойства пород, шаг закладки, её отставание от забоя, полнота заполнения выработанного пространства, плотность заложенного массива и его компрессионные характеристики. Караганды при выемке пласта к с полной гидравлической закладкой выработанного пространства максимальные сдвижения и деформации поверхности в пределах подрабатываемой части города составят: оседание = 0 мм, горизонтальные сдвижения ^ = мм, наклоны I = 1,8 # КГ3, радиус кривизны ? СГ3. Полученные величины находятся на уровне допустимых. Одним из горных мероприятий охраны поверхности при её подработке является применение камерной системы разработки. ИГД им. А.А. Скочинского /, / на основании проведенных исследований методами теории упругости и теории вероятности, а также на моделях из эквивалентных материалов, установлены оптимальные параметры камер и междукамерных целиков при отработке мощных угольных пластов на ограниченных по площади участках, т. Широкое же применение камерной системы разработки возможно лишь при надлежащей закладке выработанного пространства. Однако предлагаемая система разработки не решает вопроса полной расконсервации запасов и сопряжена со значительными потерями полезного ископаемого в недрах. Надежное управление движением покрывающей породной толщи с целью обеспечения допустимых деформаций земной поверхности при отработке угольных пластов с закладкой требует решения целого комплекса инженерных задач. Эти задачи связаны прежде всего с разнообразием свойств используемых закладочных материалов и вмещающих пород, с видом закладки, параметрами закладочных работ, мощностью и глубиной залегания угольных пластов, с особенностями строения и литологии породных слоев, слагающих подрабатываемый массив. Поскольку формирование мульды сдвижения пород происходит в течение длительного времени, здесь необходимо учитывать также реологические процессы. Выбор оптимальных условий извлечения полезных ископаемых под застроенной территорией является первостепенной задачей в вопросах разработки эффективных методов защиты подрабатываемых сооружений. Проектирование выемочных и закладочных работ в этом случае сопряжено с решением ряда горнотехнических задач. При условии применения полной закладки выработанного пространства, как меры охраны поверхности, должны быть определены параметры закладочных работ, а именно, степень усадки закладочного материала и полнота его заполнения выработанного пространства, отставание во времени и пространстве фронта закладочных работ от линии очистного забоя и возникающие при этом оседания кровли с учетом реологических характеристик горных пород. Немаловажную роль в выборе соответствующего закладочного материала играет наличие достаточных запасов этих материалов. Решение перечисленных вопросов в совокупности позволит установить величину перемещений кровли, именуемой "эффективной" мощностью пласта. Предельно допустимая вынимаемая мощность, соответствующая "эффективной" мощности, должна быть принята в качестве допустимого критерия, при котором деформации поверхности не превысят своих допустимых значений. В этом плане известно немало исследований в области изучения процессов сдвижения горных пород и земной поверхности. Эти исследования, базируясь на экспериментальных и аналитических разработках, постоянно совершенствовались в направлении привлечения современных методов и теорий. Наиболее строгое решение может быть дано на базе аналитических исследований, позволяющих учесть комплекс влияющих факторов. Полное смещение кровли (рис. Л = + ^ + /с , (1. Используя значение "эффективной" мощности, необходимо установить такие параметры закладочных работ (отставание во времени и пространстве закладочного массива от очистного забоя) и использовать закладочный материал с такими компрессионными свойствами, при которых смещения будут наименьшими. Знание взаимосвязи процессов смещения с технологическими параметрами позволит активно управлять "эффективной" мощностью. ГП - вынимаемая мощность пласта.