Поддерж. очист. пр-ва целиками. Определение напряжений в нетронутом массиве горных пород при гористом рельефе поверхности

• Название: Определение напряжений в нетронутом массиве горных пород при гористом рельефе поверхности
• Дата: 12.08.2022
• Размер: 2.58 Mb.
• Имя файла: Поддерж. очист. пр-ва целиками.docx
• Тип: Документы; #644516
• страница: 9 из 16

 Особенности определения параметров высоких целиков

Как было сказано ранее, высокими целиками считаются такие, у которых отношение ширины b к высоте h менее единицы. Сплошные ленточные междукамерные целики при соотношении b/h < 1/3 при решении горных задач обычно рассматриваются как тонкие плиты и поэтому рассчитываются нс только на прочность, но и проверяются на устойчивость от продольного изгиба.

Предполагая, что такой целик работает как упругая конструкция (в этом случае из ширины целика исключаются нарушенные краевые зоны), по формулам сопротивления материалов для свободно опе- рающихся тонких прямоугольных пластин определяется критическое сжимающее напряжение в целике а_кр, возникающее под воздействием сил со стороны висячего и лежачего боков и вызывающее продольный изгиб целика:



где Е, v — соответственно модуль упругости и коэффициент Пуассона материала целика; b, h — ширина и высота целика; К„ — коэффициент, зависящий от числа волн, на которые разбивается целик при выпучивании, К„ в зависимости от l/h (/ — длина целика) принимается 8,4 и 5,1, если соответственно l/h равно 0,4 и 0,6. Для длинных целиков, когда ///? изменяется от 0,8 до 3,0, величина К„ практически остается приблизительно постоянной и равна 4.

Целик будет сохранять устойчивость при <т < <т, (здесь <т. —

фактически действующее на целик со стороны окружающих пород сжимающее напряжение).

Определение параметров междуэтажных целиков

Междуэтажные целики оставляются между этажами и служат для поддержания вмещающих пород и сохранности выработок основного (откаточного) горизонта в течение всего срока службы рудника (этажа) или погашаются вслед за отработкой камер в этаже.

При оценке прочности междуэтажного целика необходимо определить его параметры, при которых растягивающие напряжения в целике не превосходят допускаемых.

Возникающие в междуэтажном целике напряжения зависят от действия собственного веса целика, пригрузки обрушенных пород (или закладочного материала) и бокового давления со стороны окружающего массива.

Если предположить, что междуэтажный целик работает как упругая балка с защемленными концами, то напряжение в наиболее опасной (средней) части целика можно определить следующим образом:

а) от собственного веса целика



где ye — удельный все материала междуэтажного целика; а — пролет (ширина) камеры; /?б — высота целика;

б) от веса расположенных над ним обрушенных пород или закладочного материала



здесь у_п и И_п - соответственно удельный все и высота слоя сыпучего материала;

в) от продольно-поперечного изгиба, возникающего в целике иод воздействием горизонтальных сил (бокового распора)



где т — боковой распор; /_тах — величина максимального прогиба в средней части междуэтажного целика,



здесь а_р и — соответственно предел прочности на растяжение и модуль упругости материала целика.

Суммарное растягивающее напряжение, возникающее в междуэтажном целике, = a_t + сг₂+а_} на основании формул (2.56)- (2.58) можно найти из выражения



Прочность междуэтажного целика будет сохраняться в том случае, если X O' - о (где О_рдоп —допустимое напряжение материала целика на разрыв).

Практически приведенный метод расчета может давать лишь приближенные значения толщины междуэтажного целика. Для уточнения размеров обычно пользуются методами моделирования на эквивалентных или оптически активных материалах с проверкой результатов на практике.

Методикой НИГРИ (Научно-исследовательский горнорудный институт) для условий Криворожских рудников предлагается определять размеры горизонтально расположенного междуэтажного целика (потолочины) на основании условия прочности:



где к— коэффициент концентрации напряжений; <т_с — предел прочности массива целика на одноосное сжатие; кц — коэффициент уменьшения несущей способности потолочины из-за приложения нагрузки под углом р (Р = 90 - а);



ср — угол внутреннего трения пород (при а = 60° и (р =30° для криворожских условий k_/s = 0,75); а — угол падения залежи; /и — коэффициент бокового распора;



где lift — высота потолочины (вертикальная); Н_к — наклонная высота

камеры; 

где М — горизонтальная мощность залежи; L_K — длина камеры по простиранию.