Главная Контакты Случайная статья Автоматизация Антропология Археология Архитектура Биология Ботаника Бухгалтерия Военная наука Генетика География Геология Демография Деревообработка Журналистика Зоология Изобретательство Информатика Искусство История Кинематография Компьютеризация Косметика Кулинария Культура Лексикология Лингвистика Литература Логика Маркетинг Математика Материаловедение Медицина Менеджмент Металлургия Метрология Механика Музыка Науковедение Образование Охрана Труда Педагогика Полиграфия Политология Право Предпринимательство Приборостроение Программирование Производство Промышленность Психология Радиосвязь Религия Риторика Социология Спорт Стандартизация Статистика Строительство Технологии Торговля Транспорт Фармакология Физика Физиология Философия Финансы Химия Хозяйство Черчение Экология Экономика Электроника Электротехника Энергетика
	Коэффициенты  и  при углах залегания пород или основных плоскостей трещиноватости α, градус ⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2 Коэффициенты  и  при углах залегания пород или основных плоскостей трещиноватости α, градус
до 20		до30		до 40		до 50		до 60		до 70
по простиранию		0,35	0,95	0,55	0,8	0,8	0,65	1,2	0,6	1,7	0,6	2,25
в крест простирания	0,7	0,55	0,6	0,8	0,45	0,95	0,25	0,95	0,2	0,8	0,15	0,55
под углом к простиранию	0,85	0,45	0,8	0,65	0,65	0,9	0,45	1,05	0,35	1,1	0,35	0,95

    Коэффициент влияния угла за­легания пород и направления проведения выработки от­носительно простирания пород или основных плоскостей трещиноватости, принимается по таблице

    Коэффи­циент направления смещений пород (если смещение определяется в вертикальном направлении, то принимают ; при определении смещений в горизонтальном направлении  принимают по таблице

    Коэффициент влияния размера выработки для боков выработки:

    Коэффициент влияния размера выработки для кровли:

    Коэффициент воздействия соседних выработок (для одиночных выработок:

    Зависимость коэффициента  от времени  лет

коэффициент влияния времени возведе­ния крепи

    Величину смещений  для горизонтальных и наклон­ных выработок, расположенных в осадочных и изверженных породах и вне зоны влияния очистных работ, опреде­ляют по формуле:

    Для боков:

мм

    Для кровли:

 мм

Кроме смещений в вертикальном и гори­зонтальном направлениях необходимо определять сме­щения по нормали к напластованию:

 мм

мм

где ,  — смещения со стороны кровли,мм.

    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

Заключение

    Данная выработка находится в среднеустойчивом состоянии. Категория устойчивости пород 2.

Контрольное задание №2

Определение параметров способа перекрепления 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:

Параметр	Единица измерения	Значение
Ширина выработки в проходке	м	7,3
Высота выработки	м	4,4
Расчетная глубина расположения выработки	м	1301,3
Прочность породного образца на одноосное сжатиеR	МПа
Удельный вес
Перед креплением ширина выработки	м	6,9
Перед креплением высота выработки	м	3,8

Оценка возможности применения глубинного упрочнения вмещающих пород по параметру:

1,0085

Рис.1. График для определе­ния коэффициента упрочнения пород , заинъектированных цементным раствором

Глубину упрочнения в кровле и боках выработки определяют по формулам:

в кровле выработки

 м

в боках выработки

     м

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 породы на одноосное сжатие, МПа;

— расчетная глубина выработки, м; 

— удельный вес горной породы, кН/м³.

 м

 м

где и - соответственно конечная ширина и высота выработки в проходке на момент перекрепления, м.

Прочность упрочненных цементом пород определяется по формуле:

 МПа

где - коэффициент упрочнения пород.

    Длина скважины для упрочнения в кровле и боках выработки определяется по формулам:

в кровле выработки

 м

в боках выработки

 м

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

 МПа= 120,32 кгс/см²

в боках выработки

 МПа =120,32кгс/см²

Заключение

    С увеличением глубины залегания физико-механические свойства пород могут изменяться. Это объясняется тем, что породы, залегающие на большой глубине, подвергаются значительному всестороннему сжатию. Целью расчета параметров по несущей способности является обеспечение прочности и устойчивости.

Контрольное задание №3

Определение параметров крепей на основе глубинного упрочнения вмещающих пород

           Цель работы: Определить параметры крепей для глубинного упрочнения вмещающих пород

    Исходные данные:

Параметр	Единица измерения	Значение
Ширина выработки в проходке	м	8,3
Высота выработки в проходке	м	3,3
Расчетная глубина расположения выработки	м	841,5
Прочность породного образца R	МПа
Удельный вес
Модуль деформации пород	кПа	2,4*
Форма сечения выработки		ПР
Способ проходки выработки		К
Примечания: ПР - прямоугольная форма сечения выработки; К - комбинированный.

Ход работы:

1)Оценка возможности применения глубинного упрочнения вмещающих пород по параметру:

    2) Определяем коэффициент упроч­нения ;

Рисунок 2. Зависимость коэффи­циента упрочнения  от пара­метра коэффициент упрочнения , где  — проч­ность на сжатие упрочненных пород. =0,85

    3) Определяем по графику коэффициент упрочнения для каждого конкретного сочетания горной породы и инъекционного раствора сле­дует определять экспериментально. Если упрочнение осу­ществляется цементным раствором на базе портланд­цемента класса В30.

Рис.4. График для определе­ния коэффициента упрочнения пород , заинъектированных цементным раствором

=0,78

    4) Сопоставляем, полученные величины коэффициент упроч­нения   и принимаем решение о промежутке времени между проведением выработки и созданием обо­лочки из упрочненных пород. Значение коэффициент упроч­нения =0,5 для инъекционного раствора на базе портландцемента класса В30 получаются меньше чем аналогичное полученное по графику =0,92, представленному на рисунке 2. Увеличиваем промежуток времени между проведением выработки и созданием обо­лочки из упрочненных пород.

    5) Рассчитываем безразмерный радиус зоны полного разрушения пород и коэффициент :

— безразмерный радиус зоны полного разрушения пород

    6) По графику определяем требуемый промежуток времени между проведением выработки и ра­ботами по упрочнению ;

Рисунок 3. График для определе­ния времени  начала ведения работ по упрочнению (по от­ношению к проходческим ра­ботам) в зависимости от коэф­фициента

t = 40 сутки зависит физико механических свойств

    7) Определить параметры временной крепи, поддержи­вающей выработку до создания оболочки из упрочненных пород:

    - Несущая способность временной крепи  (кПа)определяется из выражения:

 кПа

    - Податливость крепи при коэффициенте , определенном по графи­ку, представленному на рисунке 1, при полученном значении промежутка времени между проведением выработки и ра­ботами по упрочнению :

где:

— необходимая податливость крепи;

 — шири­на выработки в проходке, м;

 — смещения породного массива на границе зоны полного разрушения пород, м;

— модуль деформации пород( (кПа);

    - Глубину упрочнения определяют по следующим фор­мулам:

в кровле выработки

м

в боках выработки

 м

где - соответственно высота выработки в проходке, м.

    - Необходимая несущая способность оболочки упроч­ненных пород  зависит от времени производства работ по упрочнению:

    8) Рассчитиваем расход цементного раствора для упрочнения 1 м вы­работки определяется формулой:

где — периметр выработки без учета почвы.

    9) Оцениваем расход на 1 м³компонентов, составляющих цементный раствор по водоцементному соотношению:

10) Рассчитать расход цементно-песчаного раствора для тампонажа закрепного пространства определяем по формуле:

Заключение

    В процессе выполнения работы определены параметры крепей для глубинного упрочнения вмещающих пород. Технология проведения выработок предназначена для крепления пород быстрым, легким и дешевым способом.

Контрольное задание №4

Прогнозирование долговременной устойчивости выработок

    Цель работы: Спрогнозировать долговременную устойчивость горной выработки кругового поперечного сечения

    Исходные данные:

Параметр	Единица измерения	Значение
Контур выработки в проходке	м	7,1
Угол внутреннего трения	град
Остаточная прочность горных пород	МПа	0,4
Длительный предел прочности горных пород на сжатие	МПа
Мгновенный предел прочности горных пород на сжатие	МПа
Мгновенный модуль спада	МПа
Удвоенная величина коэффициента поперечной дефоррмации на запредельной стадии деформирования		4,5
Начальное напряженное состояние массива горных пород q	МПа	3,9
Срок службы выработки t	с
Время релаксации напряжений	с	105
Мгновенный модуль деформации	МПа

    1) Рассчитываем значения  и  в соответствии с приведенными ниже формулами

    Коэффициент, связанный с углом внутреннего трения:

где - угол внутреннего трения горных пород, град.

    Длительный модуль спада определяется из выражения:

МПа

    Функция времени:

где

  МПа

- снижающийся во времени предел прочности горных пород на одноосное сжатие;

- время эксплуатации выработки, с;

- время релаксации напряжений, с.

    Длительный и мгновенный модули деформации связаны между собой экспериментально установленной зависимостью, вида:

где

- длительный модуль деформации.

    Окружная деформация в массиве на границе раздела  в виде функции времени вычисляется из формулы:

где

- мгновенный (динамический) модуль деформации, МПа;

- длительный модуль деформации, МПа.

    Величина соотношения между координатами  и  может быть определены из формулы следующего вида:

МПа

    Расчет­ное прогнозирование положения фронта разрушения мож­но осуществить, используя эти формулы:

МПа

⇒  МПа

    В выражениях 1 и 2  и являются безразмерными радиальными координатами границ областей разрушения горных пород и определяются из выражений:

; ⇒  м

, ⇒     м

где

 - граница раздела между областями запредельного и допредельного деформирования;

 - граница раздела между областями остаточной прочности и запредельного деформирования.

    2) Расчетную схему плоской задачи о запредельном деформировании породного массива.

Заключение

    Устойчивость данной выработки относится к III категории устойчивости (неустойчивая), так как  и

Контрольное задание №5

Расчет устойчивости борта карьера

    Цель работы: изучение основ расчета устойчивости борта карьера по круглоцилиндрической поверхности скольжения и приобретение навыков построения чертежей, отражающих результаты расчета устойчивости.

    Исходные данные:

Параметр	Единица измерения	Значение
Характеристика бортаH	м	Рабочий, 85
Срок стояния	лет
Плотность породы	т/	2,1
Сцепление породы в массиве К	т/
Угол внутреннего трения	град

1. Расчет основных параметров устойчивости откоса

    Определяем высоту вертикальной площади отрыва . Поскольку расчет выполняется для рабочего борта, принимаем коэффициент запаса устойчивости n = 1,2. Тогда значения  и  составят:

    Теперь определяем значение :

    Далее определяем приведенное значение высоты:

    С учетом  находим по номограмме, что значение угла откоса  примерно равно 35 .

    Значение ширины призмы возможного обрушения составит:

2. Построение поверхности скольжения

    Используя исходные данные и вышеопределенные параметры, строим поверхность скольжения. Согласно рекомендациям, разбиваем призму возможного обрушения на 4 вертикальных блока равной ширины.

3. Проверочный расчет

    Вначале из чертежа определяем значения ,  и L. Все данные заносим в таблицу и производим расчеты ,  и .

Таблица расчета сдвигающих и удерживающих сил

№ блока	, м	, м	, т/м	, град		, т/м		, т/м
			1642,2		0,76	1248,07	0,64
			1593,9		0,64	1020,09	0,76	1211,3
			1159,2		0,5	579,6	0,86	996,9
			434,7		0,34	147,7	0,93	404,2
-						2995,5	-	3663,4

    С учетом полученного из чертежа значения L = 92 м, ,  и результатов расчетов, представленных в таблице, вычисляем фактический коэффициент запаса устойчивости:

При таком коэффициенте запаса устойчивости можно предполагать появления трещин, общие смещения поверхности. Опираясь на методические указания А. А. Григорьева выясняем рекомендуемый коэффициент запаса устойчивости, который равняется 1,3. Для придания борту устойчивости необходимо уменьшить угол откоса до 20 .

Заполняем таблицу расчета сдвигающих и удерживающих сил с новыми значениями взятыми из чертежа с углом 20  и вычисляем коэффициент запаса устойчивости:

Построим график зависимости коэффициента запаса устойчивости к углу откоса борта карьера

№ блока	, м	, м	, т/м	, град		, т/м		, т/м
	59,75		4015,2		0,76	3051,5	0,64	2569,7
			4015,2		0,54	2168,2	0,83	3332,6
			3513,3		0,25	878,3	0,96	3372,7
			1380,2					1380,2
-							-	10655,2

Заключение

    Превышение значения угла откоса может привести к потере устойчивости и обрушению борта. Данный борт будет не устойчив, так как коэффициент меньше 1.

Список использованной литературы

1. Шинкарюк В. А. Прогнозирование устойчивости горного массива в процессе проходки горных выработок: М.: Горная книга, 2013. 10с.

2. Григорьев А.А., Горбунова Е.В., Девяткина А.Н. Оценка устойчивости бортов карьеров (разрезов) и отвалов: М.: ДВГТУ, 2009.37с.

3. Трубецкой К.Н., Потапов М.Г., Винницкий К.Е. Открытые горные работы: Справочник, 1994, 591с.

4. Колоколов С.Б., Куделина И.В. Проходка горных выработок: ОГУ, 2014. 117с.

5. Методы обеспечения устойчивости выработок (2014) (https://studopedia.ru/3_113282_metodi-obespecheniya-ustoychivosti-virabotok.html)

6. Бажии H. П., Рева В. H.; Нейман Л, К. и Мельников О. И. (1980) Способ перекреплния выработок // Сайт Findpatent.ru (https://findpatent.ru/patent/102/1024592.html)