Обоснование основных параметров технологических схем отработки пластов с труднообрушаемыми кровлями (на примере Ворошиловградского угольного района)

• Автор: Руденко, Николай Константинович
• Шифр специальности: 05.15.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Днепропетровск
• Количество страниц: 155 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. ТЕОРИИ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ И СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О НАПРЯЖЕННОМ СОСТОЯНИИ ГОРНОГО МАССИВА ПРИ ВЕДЕНИИ ОЧИСТНЫХ РАБОТ

1.1. Общие положения . .

1.2. Краткий анализ современных представлений о механизме сдвижения и методах расчета напряжений в породах надугольной толщи при разработке

пологих угольных пластов

1.3. Цель, задачи и методы исследований .

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЯВЛЕНИЙ ГОРНОГО

ДАВЛЕНИЯ В ПОРОДА ТОДУГОЛШОЙ ТОЛЩ В НАТУРНЫХ И ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ

2.1. Натурные измерения сдвижений горных пород при

их подработке

2.2. Исследование распределения касательных напряжений в надугольной толще на моделях из оптически активных материалов
2.3. Исследование распределения нормальных напряжений на моделях из эквивалентных материалов . .
2.4. Анализ и обобщение экспериментальных исследований
Выводы.
3. ВЫБОР ИНЖЕНЕРНОГО МЕТОДА РАСЧЕТА ГОРНОГО ДАВШИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ.
3.1. Принятый инженерный метод расчета горного давления .
3.2. Формальный анализ применения в расчетах ряда
Фурье .
3.3. Понятие о реакции упругой постели .
3.4. Метод определения деформационных свойств пород
по результатам натурных измерений дефоршций . .
Выводы.
4. МЕТОДОЛОГИЯ РАСЧЕТА НАПРЯКШНОДЕФОРШРОВАБНОГО СОСТОЯНИЯ ПОРОД НАДУГОЛЬНОЙ ТОЛШИ ПРИ ВЕДЕНИИ ОЧИСТНЫХ РАБОТ
4.1. Понятие о расчетном полупролете .
4.2. Определение реакции в выработанном пространстве
4.3. Метод определения нормальных нагрузок в породах надугольной толщи при ведении очистных работ . .
4.4. Расчет нагрузок в модели надугольной толщи .
Выводы.
5. ВЫЯВЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ВЛИЯНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗКИ ПО СЛОЯМ
5.1. Влияние изменения коэффициента уЗ на параметры защемления и опорную нагрузку.ЮЗ
5.2. Влияние глубины разработки и изменения мощности пласта на распределение нагрузки по слоям . . . Ю
5.3. Алгоритм расчета напряженнодеформированного состояния пород надугольной толщи при ведении очистных работ .
5.4. Определение напряжений в породемосте
5.5. Установление рациональной длины лавы и выбор места заложения подготовительных выработок
5.6. Экономическая эффективность применения разработок .
Выводы .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Кроме того, при расчетах не учитывается раздельный изгиб слоев с разрывами сплошности пород на их контактах, который является основной формой деформаций массива над очистной выработкой. Из работ второго направления наиболее важными являются разработанные эмпирические методы определения сдвижений и деформаций дневной поверхности и способы оцределения опорного давления в угольном пласте методами теории упругости. В настоящее время ВНИМИ. Из ученых, внесших значительный вклад в развитие методов расчетов сдвижения горных пород можно назвать работы С. Г.Авершина, Д. А.Казаковского, С. П.Колбенко-ва, М. В.Короткова, И. М.,Петухова, A. A.Борисова, Г. Н.Кузнецова, В. Д.Слесарева, Р. А.Мудлера, М. А.Иофиса, В. Н.Земисева, А. В.Савостьянова, А. Г.Акимова, Г. И.Грицко и др. С.Г. Авершин, рассматривая надугольную толщу как изотропную среду в отношении физико-механических свойств и структуры, и ис -пользуя аппарат пластичности, предложил формулы для расчета сдвижения пород в массиве. Авторам на основе натурных наблюдений и моделирювания были получены зависимости между горизонтальными и вертикальными составляющими сдвижения поверхности, а также полу -чены уравнения определения деформаций толщи порюд. Однако для их использования необходимы данные натурных измерений о сдвижении поверхности. Вследствие обработки результатов наблюдений строятся типовые кривые опускания поверхности, которые могут применяться лишь при определенных горногеологических условиях для решения задач о сдвижении земной поверхности, но не связанных с физикой сдвижения пород и справедливы для остановленного забоя. Однако, как показывают наблюдения / 9 , , / параметры мульды сдвижения остановленного забоя существенно отличаются от таковых движущегося забоя. В процессе развития геомеханики уточнялись отдельные детали взаимного расположения зон сдвижения. Так, в работе /2в/ объяс -няется процесс сдвижения при отработке одиночного пологого пласта с выделением в надугольной толще четырех зон: I - полных сдвижений, П - консольного прогиба слоев с разрывом сплошности, Ш -прогиба без разрыва сплошности, 1У - затуханий сдвижения. Более подробно автор рассматривает П зону, где слои пород представляются как консольные балки (плиты), точки опоры которых находятся на некотором расстоянии от 1фОмки опорного контура в области максимального опорного давления. Канлыбаева Ж. М. в своих исследованиях с помощью радиоактив -ных изотопов // установила, что формирование процесса сдвижения зависит от физико-механических свойств пород и надугольная толща опускается с образованием расслоений, независимо от горногеологических условий разработки. В слабых породах расслоение носит кратковременный характер. Автор // разделяет область сдвижения на три зоны: обрушения, расслоения и опускания. В действующих правилах охраны сооружений и природных объек -тов по Донецкому бассейну / / на основе обобщений приводится схема сдвижения подработанной толщи при разработке пологого пласта (рис. Зона беспорядочного обрушения начинается непосредственно над очистной выработкой. В ней породы разрушаются и обрушаются в выработанном пространстве. Многие авторы считают, что эта зона распространяется на не -значительную высоту, не превышая 3-4 кратной мощности пласта и лишь в отдельных случаях достигает 6-ти кратной мощности, а также встречаются указания на то, что зона обрушения по высоте не имеет определенной границы и постепенно переходит в зону трещин //. Авторы С. Г.Авершин /3,4/, В. Д.Слесарев /,/ и другие предлагают оцределять зону беспорядочного обрушения, используя коэффициент разрыхления пород при обрушении. Но так как коэффициент разрыхления колеблется в широких пределах, то и результаты расчетов являются приближенными. На основе обобщения результатов исследований проявлений горного давления ВНИМИ //, рекомендуется принимать высоту области беспорядочного обрушения непосредственно над пластам 46УП (где т - мощность разрабатываемого пласта). В последнее время в процессе проведения выработок в вырабо -тайном пространстве зафиксировано, что эта зона не превышает мощности пласта //.