Определение параметров способа прикрепления горных выработок глубинным упрочнением вмещающих пород.
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации.
Технический институт (филиал) федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования
«Северо-Восточного Федерального
Университета имени М.К. Аммосова» в г. Нерюнгри
Кафедра «Горное Дело»
Контрольная работа
Дисциплина: Геомеханика
Вариант №8
Выполнил:
ст. 4 курса, гр. С-ГД-17
Пахомов И.С.
Проверил: доцент, к. г-м. н
Кузнецов П.Ю.
г. Нерюнгри 2020 г.
Оглавление
1. Прогнозирование устойчивости породного массива вокруг горной выработки. 3
2. Определение параметров способа прикрепления горных выработок глубинным упрочнением вмещающих пород. 7
3. Определение параметров крепей на основе глубинного упрочнения вмещающих пород. 11
4. Прогнозирование долговременной устойчивости борта карьера. 19
5. Расчет устойчивости борта карьера. 25
Список использованной литературы.. 29
Прогнозирование устойчивости породного массива вокруг горной выработки.
Цель работы: оценить устойчивость породного массива вокруг капитальной горной выработки.
Исходные данные:
| Сечение выработки | пр | Угол залегания пород, град. | 17 |
Площадь сечения выработки,  .
| 24,26 | Ориентация выработки | Вп |
| Ширина выработки, (м). | 4,16 | Длина выработки, м. | 565 |
| Глубина выработки, (м). | 721 | Срок службы выработки, лет. | 18 |
| Коэффициент за горно-геологические условия. | Об | Коэффициент за структурно-механические особенности массива | 0,58 |
| Коэффициент воздействия соседних выработок. | 1 | Высота выработки, (м). | 5,92 |
| Предел прочности горных пород, (МПа). | 31,9 | Породы | о |
Решение:
|
|
|
Практическим достижением в прогнозировании устойчивости породных массивов вокруг горизонтальных выработок является метод, разработанный во ВНИМИ.
Величину смещений 
для горизонтальных и наклонных выработок, расположенных в осадочных и изверженных породах и вне зоны влияния очистных работ, определяют по формуле:
Для кровли:
(1)
Для боков:
(2)
где:
- коэффициент влияния угла залегания пород:
(3)
- коэффициент направления смещений пород (если смещение определяется в вертикальном направлении, то принимают 
)
- коэффициент влияния размера выработки для кровли:
(4)
- коэффициент влияния размера выработки для боков выработки:
(5)
- коэффициент воздействия соседних выработок (для одиночных выработок 
)
- коэффициент влияния времени возведения крепи 
, лет (при 
лет 
)
- типовое смещение пород, мм, определяется по графику (рис. 1).
Исходя из формулы 7 и рисунка 1 
|
|
|
Рис.1. Графики типового смещения пород 
, мм, контура выработки в зависимости от глубины ее расположения 
, м, и расчетного сопротивления пород сжатию 
, МПа.
Расчетная глубина расположения выработки:
(6)
Где k - коэффициент за горно-геологические условия (для обычных условий 
)
Расчетное сопротивление пород сжатию:
(7)
Где: 
- предел прочности горных пород на сжатие, МПа, 
- коэффициент за структурно-механические особенности массива.
Смещения по нормали к напластованию не определяется, так как угол падения пород меньше 20 
.
В качестве критерия для оценки устойчивого состояния породного массива вокруг горизонтальных выработок приняты смещения на контуре поперечного сечения выработки за весь срок ее службы при отсутствии крепи, т. е. в незакрепленном состоянии. В зависимости от величины ожидаемых смещений прогнозирование устойчивости производится в соответствии с рекомендациями таблицы 1.
Таблица 1
| Категория устойчивости пород | Оценка состояния устойчивости пород | Смещение ( u ) контура выработки, мм. | |
| Осадочные породы (песчаник, алевролит, уголь) | Изверченные породы (граниты, диориты) | ||
| 1 | Устойчивое | До 50 | До 20 |
| 2 | Среднеустойчивое | 50-200 | 20-100 |
| 3 | Неустойчивое | 200-500 | 100-200 |
| 4 | Очень неустойчивое | Больше 500 | Больше 200 |
|
|
|
Заключение:
Исходя из расчетов, данная выработка при отсутствии крепи находится в неустойчивом состоянии. Поэтому в данной выработке должны устанавливаться крепи.
Определение параметров способа прикрепления горных выработок глубинным упрочнением вмещающих пород.
Цель работы: определить параметры способа перекрепления горных выработок глубинным упрочнением вмещающих пород, при условии, что в заданных условиях глубинное упрочнение пород не производилось.
Исходные данные:
| Ширина выработки в проходке, (м). | 7,3 |
| Высота выработки, (м). | 3,5 |
| Расчетная глубина расположения выработки, (м). | 913,6 |
| Прочность породного образца на одноосное сжатие, (кПа). | 31000 |
| Удельный вес, (кН/ | 32 |
| Перед креплением ширина выработки, (м). | 7 |
| Перед креплением высота выработки, (м). | 3 |
).
Решение:
Перекрепление выработок, выполненное по обычной технологии, как правило, сопровождается неконтролируемым выпуском разрушенных пород при контурной зоны. При этом объем выпускаемой породы зачастую превышает величину, необходимую для получения проектного сечения выработки, и вокруг вновь возводимой крепи образуются большие пустоты, которые нужно забучивать или тампонировать.
|
|
|
Определение параметров (глубина упрочнения, длина скважины для упрочнения и несущая способность цементно-породной оболочки для боков и кровли выработки) способа перекрепления выработок глубинным упрочнением вмещающих пород аналогично определению параметров крепей, использующих несущую способность упрочненного массива пород.
В этом случае не существует возможности варьировать временем начала работ по упрочнению и соответственно коэффициентом упрочнения пород 
. Он определяется по графику, представленному на рисунке 1 в зависимости от прочности пород на одноосное сжатие 
.
Рис.1. График для определения коэффициента упрочнения пород 
, заинъектированных цементным раствором.
Глубину упрочнения в кровле и боках выработки определяют по формулам:
в кровле выработки
(1)
в боках выработки
(2)
где:
и 
- соответственно начальные ширина и высота выработки в проходке, м;
- расстояние от фактического до проектного контура в кровле выработки, м;
- расстояние от фактического до проектного контура в боках выработки, м.
- прочность образца породына одноосное сжатие, кПа;
- расчетная глубина выработки, м;
- удельный вес горной породы, кН/м3.
(3)
(4)
где 
и 
- соответственно конечная ширина и высота выработки в проходке на момент перекрепления, м.
Прочность упрочненных цементом пород определяется по формуле:
(5)
где - коэффициент упрочнения пород (исходя из рисунка 1, =0,75).
Длина скважины для упрочнения в кровле и боках выработки определяется по формулам:
в кровле выработки
(6)
в боках выработки
(7)
Под защитой упрочненной оболочки возводится новая крепь в выработке. Так как упрочненная оболочка является жесткой крепью, то несущая способность этой оболочки может быть определена следующим образом:
в кровле выработки
(8)
в боках выработки
(9)
Заключение:
В данном расчете были определены параметры способа перекрепления горных выработок глубинным упрочнением вмещающих пород, при условии, что в заданных условиях глубинное упрочнение пород не производилось. Целью расчета параметров является обеспечение прочности и устойчивости.
Дата добавления: 2021-02-10; просмотров: 41; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!