Разработка метода расчета напряжений и границ защищенных зон при выемке мощных угольных пластов

• Автор: Бердзенишвили, Теймураз Луарсабович
• Шифр специальности: 05.15.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 189 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Обзор имеющихся результатов

1.2. Горногеологическая и горнотехническая характеристика ТкибулиШаорского месторождения

1.2.1. Горногеологическое строение месторождения .

1.2.2. Горнотехническая характеристика месторождения.

1.3. Цель, задачи и структура работы .

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА РАСЧЕТА НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ

ВЫИ,ПСЕ МОЩНЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ.

2.1. Выбор математической модели.
2.2. Метод конечных элементов
2.2.1. Программа РЖета на ЭВМ
2.2.2. Основные зависимости для библиотеки элементов и их алгоритмизация. . .
2.3. Метод граничных интегральных уравнений. .
2.4. Задание граничных условий.
ВЫВСЩЫ.ЮЗ
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ
3.1. Расчет напряжений в краевой части
мощного пласта .
3.3.1. Напряжения в краевой части при отработке пласта на полную мощность.
3.1.2. Напряжения в краевой части пласта при опережающей отработке защитного слоя
3.2. Расчет напряжений в междушахтном
целике.
3.2.1. Напряжения в сплошном целике. . . .
3.2.2. Напряжения в целике при отработке защитного слоя.
3.2.3. Оценка устойчивости целика
ВЫВОДЫ.
ГЛАВА 4. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ЗАЩИТНОГО ДЕЙСТВИЯ
4.1. Критерии защитного действия .
4.2. Границы защитного действия
ВЫВОДЫ.
ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДУЧЕННЫХ
РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1. Сопоставление результатов с шахтными
данными
5.2. Практические рекомендации . .
ВЫВОДЫ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. .
ЛИТЕРАТУРА


Петуховым [? Прямая зависимость величины распространения зоны разгрузки вниз от пролета 0/ сохраняется лишь до определенной ширины выработки, а затем, вследствие взаимодействия пород кровли и почвы - возрастание зоны разгрузки замедляется. Как отмечается в работе И. М.Петухова [[] , на расположение и параметры зон разгрузки влияние оказывает угол падения пластов. Установлено, что при негоризонтальном залегании пластов эллиптическая форма контура зоны разгрузки сохраняется, но пространственное ее положение изменяется в зависимости от угла падения пласта. В работе [[8б] определены границы защищенных зон при негоризонтальном залегании пластов, проанализировано напряженное состояние массива горных пород нетронутого горными работами, выявлен характер распределения напряжений на почве выработки, пройденной в наклонном пласте и разработан аналитический метод, позволяющий определять напряженное состояние массива горных пород и границы защитного действия около изолированной негоризонтальной очистной выработки при различных условиях отработки защитного пласта в условиях плоской деформации. Однако, в данной работе не рассматривается случай мощных пластов. Для анализа напряженного состояния нетронутого массива использовался метод конечных элементов (МКЭ) с треугольными элементами первого порядка. С.Г. Аверпшн ? Этот вопрос затрагивали также и многие другие авторы ^7, , Юб] • И*М. Петуховым []] получена количественная оценка влияния механических свойств пород на степень деформирования толщи на основании исследований, проведенных на моделях из вальцмассы и эквивалентных материалов. В работах [, 9] приведены значения коэффициента,влияния механических свойств пород, полученные по данным натурных наблюдений. Определение этого коэффициента для различных горногеологических условий и литологических разностей требует широкой постановки экспериментальных наблвдений в шахтных условиях и продолжительного времени. Величина деформаций соседних пластов, по мнению ряда авторов [7, 5] , зависит от способа управления кровлей. Отличные от полного обрушения способы управления кровлей (частичная и полная закладка, выкладка костров и т. С увеличением расстояния между защитным и опасным пластами, как признается многими исследователями, уменьшается эффект разгружающего и защитного действия опережающей отработки пластов. Однако,в силу различия в методическом подходе и условий проведения экспериментальных работ, называются различные параметры прекращения разгружающего и защитного действия опережающей отработки пластов. Не было также единого мнения о границах зон разгрузки и защитного действия по простиранию и вкрест простирания пластов. Некоторые авторы [7, 7СГ] цредлагали использовать для определения границ защищенной зоны цри подработке углы сдвижения и обрушения пород, другие размеры незащищенных зон по восстанию и падению принимают равными 0,1-0, мощности меддупластья от нормалей, проведенных через границы очистных работ защитного пласта. При рассмотрении вопросов, связанных с опережающей отработкой защитных пластов, особо надо выделить исследования, проводимые во ВНИМИ, где с г. Отдельные этапы и результаты этих исследований отражены, в частности, в работах [з, , ] . Представления о механизме и границах защитного действия наиболее полно изложены в работах И. М.Петухова [, 3 • ® Ра~ боте [] показано, что в ряде случаев тот или иной пласт, опасный по горным ударам, попавший в зону разгрузки, вызванной отработкой соседнего пласта, снова становится опасным по динамическим явлениям. Это происходит потому, что напряжения на рассматриваемых участках хотя и меньше исходных напряжений, но выше критических значений, при которых происходят вредные проявления горного давления. Поэтому автором, кроме понятия зоны разгрузки, введено понятиепзоны защиты или защищенной зоны. Под защищенной зоной понимается часть зоны разгрузки около очистной выработки, где горное давление ниже критической величины, при которой полностью исключается возможность возникновения динамических явлений.