Расчет деформаций основной кровли

3.2.1 Расчет деформаций основной кровли

Деформация основной и непосредственной кровли характеризуются двумя режимами: начального (от проведения разрезной печи до первого обрушения) и установившегося движения (периодическое обрушение по мере подвигания очистного забоя).

Для описания начального движения основной кровли можно воспользоваться моделью прямоугольной плиты, защемленной со всех сторон и лежащей на упругом основании [6]. Во втором случае можно рассмотреть плиту на упругом основании, защемленную с трех сторон и свободную со стороны выработанного пространства. Нагрузка на плиту зависит от конкретных горно-геологических условий. Это может быть вес (или часть веса) покрывающих пород.

На породы кровли действует также и боковое сжатие. Поэтому рассматривается продольно-поперечный изгиб пластинки. для простоты можно пренебречь влиянием упругого основания.

Плоской пластинкой (или тонкой плитой) называется упругое тело призматической или цилиндрической формы с малой, по сравнению с размерами основания, высотой.

Пределы применимости теории:

, , (2.2)

где h- толщина пластинки; а- наименьший размер основания; W_max- максимальный прогиб.

3.2.2 Расчет напряженно-деформированного состояния кровли до первой осадки труднообрушающихся пород

Аналитические исследования показали, что при отходе очистного забоя от разрезной выработки в кровле над выработанным пространством образуется зона растягивающих напряжений σ_у в форме свода (рис. 2.3).

Напряжения внутри зоны возрастает к ее центру. Максимальные значения напряжений возникают над серединой выработанного пространства на расстоянии, равном половине высоты зоны растяжений h_p.

На величины σ_у и h_p в основном влияют глубина разработки „Н” и расстояние от целика до очистного забоя L_п.

Напряжения σ_у над серединой выработанного пространства рассчитываются по формуле:

, (2.3)

где γ - удельный вес пород, тс/м³.

Высота зоны растяжений h_p определяется из уравнения:

, (2.4)

Кровля в выработанном пространстве расслаивается по межслоевым контактам по напластаванию при условии:

, (2.5)

где - предел прочности межслоевых контактов на отрыв, тс/м².

Предельные размеры пролетов, при которых произойдет первое обрушение труднообрушающихся пород кровли, рассчитываются с помощью уравнений (табл. 2), полученных путем статистической обработки экспериментальных данных о первом шаге обрушения L₀^' – в зависимости от влияющих факторов: мощности h₀ и коэффициента крепости ƒ₀ – пород основной кровли, мощности пласта m, мощности h_н и коэффициента крепости ƒ_н непосредственной кровли, глубины разработки Н, длины лавы L_л.

Таблица 2.3.4

L₀^'=25,38+0,421·4+0,891·3,9–2,352·3,3 +0,915·19+0,496·3–0,003·490–0,006 ·150 = 59,54 м;

Определение равнодействующей крепи и координаты ее приложения

Реакция крепи на контакте перекрытия с кровлей имеет вертикальный характер, но для расчетов можно принимать осредненные значения. Наиболее характерен следующий вариант:

I-вариант – механизированные крепи с неравномерным распределением сопротивления по перекрытию;

Выражения, определяющие взаимосвязь сопротивления крепи q, распределенного по контакту перекрытия с кровлей, и заданного сопротивления крепи по рядам, получены путем решения системы уравнений равновесия «крепь-кровля».

Для I-варианта эти выражения имеют вид:

на призабойном конце перекрытия:

; (2.6)

со стороны выработанного пространства:

, (2.7)

где R₁, R₂ – сопротивление крепи по первому и второму рядам от забоя, тс;

а₁, а₂ – расстояние от призабойного конца перекрытия до первого и второго рядов крепи, м;

в – длина перекрытия, м.

 = 0,166 мПа;

 = -0,001 мПа,

При креплении механизированной крепью равнодействующая Q и ее положение С относительно призабойного конца перекрытий определяется следующим образом:

;

, (2.9)

 = 1,291;

 = 1,35 м.

Список использованной литературы

1.  Сагинов А.С., Гращенков Н.Ф. и др. Управление состоянием массива горных пород.- Караганда. - 1986. – 80с.

2.  Брагин Е.П., Векслер Ю.А. и др. Методика расчета зон предельно-напряженного состояния массива горных пород вокруг очистного забоя и уточнение силовых параметров механизированных крепей для конкретных горно-геологических условий методом конечных элементов с учетом ползучести и разрушения. – Караганда: КНИУИ, 1987.-53с.

3.  Комиссаров С.Н. Управление массивом горных пород вокруг очистных выработок. – М.: Недра, 1983.- 237с.

4.  Борисов А.А. Механика горных пород и процессов. – М.: Недра, 1980.– 360с.

5.  Вайнберг А.А., Вайнберг Е.Д. Расчет пластин. – Киев: Будевельник, 1970

6.  Ержанов Ж.С., Каримбаев Т.Д. Метод конечных элементов в задачах механики горных пород. – Алма-Ата: Наука, 1975.

7.  Временная инструкция по выбору способа и параметров разупрочнения труднообрушаемой кровли на выемочных участках. Л. ВНИМИ, 1976, 143с.

8.  Коровкин Ю.А., Микляев Е.И., Литвин Ю.А. О создании комплексов оборудования для пластов с труднообрушаемой кровлей. Уголь, 1979, №3.

9.  Журило А.А. Методика выбора и расчета параметров управления труднообрушающимися кровлями в очистных выработках. – М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1980. – 50с.

Похожие работы

Внутримашинное информационное обеспечение управления

Скачать

27845

0

7

... при этом информационную базу следует проанализировать с точки зрения возможности и эффективности выполнения заданных функций. 2. Основы организации внутримашинного информационного обеспечения Внутримашинное информационное обеспечение включает информационную базу на машинных носителях и средства ее ведения. Структура внутримашинной базы определяется моделью логически взаимосвязанных данных ...

Проблемы управления экологической ситуацией на горных территориях

Скачать

366812

5

19

... предыдущего чрезмерного стравления, в восстановлении будут преобладать разновидности сорняков.   Глава 3. Проблемы горных территорий и возможные способы их решения. Природные и антропогенные катаклизмы. Природные катаклизмы в горах представляют результат геотектонической природы гор и их экологических характеристик. Однако катаклизмы зачастую вызываются деятельностью человека. Перед ...

Проект отработки запасов нижних горизонтов основной рудной залежи Орловского месторождения

Скачать

127812

23

0

... по простиранию - 750; -  в наносах - 500; -  в твердеющей закладке - 600. 4. вскрытие запасов орловского месторождения ниже 11 горизонта   В настоящем проекте в рассмотрено несколько вариантов вскрытия запасов нижних горизонтов Основного рудного тела и залежи «Новая». При рассмотрении вариантов вскрытия учитывалось фактическое состояние горных работ и возможное их развитие ...

Международная стандартизация в области управления документацией

Скачать

74672

1

2

... к Сети мировых стандартов и услуг (ВССН), в которой собрана информация, поступающая с серверов всех организаций по стандартизации мира.[8] 3.    Международная стандартизация в области управления электронной документацией. Технический комитет N 46 "Информация и документация" имеет в своей структуре подкомитет N 11 "Управление архивами/документами", созданный в целях развития стандартизации в ...