Технология подземной разработки калийных месторождений

окрестности сопряжений выработок, как правило, используется следую­ щий подход: нагрузки на крепь и перемещения контура соцрягащихся выработок определяют умножением соответствующих значений, получен­ ных для одиночной выработки, на некоторый коэффициент, больший единицы и зависящий от расотояния до узла сопряжения. Этот коэффи­ циент определяется обычно точечными экспериментальными методами. Очевидно, такой подход корректен лишь в случае линейного деформиро­ вания приконтурных пород, а для соляных пород, в которых происходят цроцессы нелинейного деформирования, релаксации напряжений, разрых­ ления и т . д . , неприемлем.

сущность другой методики заключается в том,что задача о НДС и устойчивости приконтурных пород в окрестности сопряжения выработок сводится к плоской задаче об одиночной выработке, находящейся на не­ которой цриведенной глубине Ипр - Н- X ^ , где X - фактическая глубина заложения сопрягающихся выработок; х ^ ~ коэффициент при­ грузки, обусловленный наличием узда сопряжения и зависящий от рас­ стояния до него.

Коэффициент пригрузки Х ^ можно найти из решения упругой за­ дачи, причем несомненна необходимость анализа трехмерного деформи­ рования пород в окрестности узла сопряжения выработок.

При анализе ЭДС соляных пррод установлено ГI J > что на глуби­ нах, превышащвх 300 м, вокруг одиночной незакрепленной выработки при ее проведении образуется зона неупругих деформаций, граница которой со временем движется в глубь массива, но имеет предельное положение. Все процессы разрушения цриконтурных пород происходят в пределах зоны неупругих деформаций.

Условная зона неукругах деформаций в первом приближения мо­ жет быть определена из решения упругой задачи как геометрическое место точек приконтурного массива, где максимальное касательное

прочности порода на одноосное сжатие при кратковременном нагру­ жении &с ж .

Смещения породного контура незакрепленной выработка в соля­ ных породах определяется ползучестью н длительной прочностью поро­ д а, растут с вы ж нем» но имеют предельные значения.

Ниже приведены результаты рст'еяая задач о ввцряненно-дефор­ мированием состоянии приюнтуршх пород в окрестности узда сопря­ жения двух перосекаюдахся под прямым углем гори зонта льдах вырабо-

Результаты исследований могут быть использованы цри прогнози­ ровании проявлений горного давления вблизи соцряжетай выработок для выборе способа их охраны.

В заключение отметим, что процессорное время решения одного варианта задачи на ЭВМ БЭСМ-6 составило 120 мин.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Константинова С.А ., Старков В.Л. 0 применении модели уп­ руго-вязкопластической среды к оценке изменения напряженного сос­ тояния соляного массива в окрестности горной выработки во времени / / «ГПРПИ. 1982. Я I . С. Ю -15.

2 . Леша Ж., Уотоон Jfe. Усовершенствованная программа для ре­ шения трехмерных задач теории упругости методом граничных интег­ ральных уравнений. Ы.: to p , 1978. С. I l l - 128.

3 . Старков В.Л. Напряженно-деформированное состояние массива и прогноз проявлений горного давления в окрестности ствола в его сопряжений с околоствольными выработками в соляных породах: Автореф. две. . . . ианд.техн.наук / ИГД СО АН СССР. Новосибирск, 1986. 20 с .

4 . Константинова С.А ., Старков В .Л ., Соколов В.Ю. Нацряженнодеформврованное состояние породного массива в окрестности сопря­ жения пересекающихся и ответвляющихся выработок / / ФШРПИ. 1986.

Я 5 . С. I I - I 6 .

УПК 622.833.5

Ю.Н. Школа ев, В.А. Губанов, В.А. Подлесный, Э.Б. Пасюк

ВЛИЯНИЕ СТЕПЕНИ ЗАПОЛНЕНИЯ ПРОСТРАНСТВА

компенсационных; щелей податливым материалом

на эффективность охраны подготонитеш ш выработок

(Белорусский филиал ВЗИИГ)

На Старобвнскоп; '.йоторовдении калийных солей широко применя­ ется способ о:фннн горных выработок компенсационными щелями. Про­ ведение ксмоеа ;.‘ цаонпых щелей в выработках приводит к быстрому

образованию зоны неупругих деформаций в 1фаевой части массива гор­ ных пород и снижению действующих в нем напряжений, что в конечном итоге бдагоцриятно сказывается на устойчивости выработок. Впервые данный способ охраны горных выработок был применен в 1980 г . для поддержания выемочных штреков слоевых дав на РУ-3, а затем на рудниках 1-го и 2-го рудоуцравлений, где глубина разработки не превышает 800 м. При такой глубине разработки запаса щели шириной 0,14 -0,16 м вполне достаточно, чтобы обеспечить срок службы выра­ боток в течение 3 ,5 -5 ,0 лет.

Воцрос исследования степени заполнения пространства щелей податливым материалом возник в связи с развитием горных работ

компенсационные щели, особенно вертикальные, пройденные в кров­ ле, бысаро сходятся, в результате чего не обеспечивается сохран­ ность выработок в течение необходимого времени.

В научно-технической и патентной литературе С 1 ,2 ] указыва­ ется, что скорость схождения щелей можно в определенном интерва­ ле рейдировать с помощью заполнения их пространства податливым материалом. Однако ни в одном из научно-технических и патентных источников не говорится конкретно о необходимой податливости материала, степени заполнения пространства щелей этим материалом и, самое главное, о том, как податливый материал в конечном ито­ ге влияет на скорость схождения компенсационных щелей и величину деформации самой выработки 0

В данной статье приводятся результаты исследований деревян­ ных брусьев, црименяющихся в качестве податливого материала для заполнения цространства компенсационных щелей.

Объектом для экспериментальных работ выбран панельный кон­ вейерный штрек 6-й северной панели гор. -670 м рудника 4-РУ, где глубина разработки составляет 880-900 м.

Конвейерный штрек, в кровле которого прорезали вертикаль­

В процессе исследований одновременно с инструментальными измерениями велись визуальные наблюдения за характером работы щели и цроявлениями деформаций в самой выработке*

Вазуальными наблюдениями установлено, что щель на всех участках по глубине сходится неравномерно, а в виде двух мощных блоков, приуроченных к глинистому прослойку, залегающему выше

наблюдается на том участке, где не были заложены деревянные

материалом оценивалось по величине суммарной конвергенции выра­ ботки за весь период наблюдений* Результаты этих исследований приведены на рис* 2* При этом кривые на рисунке представляют обобщенный статистический материал каждого экспериментального участка* Из графиков видно, что оптимальная шагом заполнения щели деревянными брусьями, при котором наблюдается наименьшая конвергенция выработки, является шаг 1,5 м* Заполнение прост­ ранства щелей податливым материалом с меныпим интервалом цриводит к увеличению конвергенции, так как, по-видамоцу, закладочный материал в этом случае оказывает существенное сопротивление го­ ризонтальным перемещениям породных блоков, в результате чего в выработке развивается прогиб кровли* При шаге установки деревян­ ных брусьев больше 1,5 м, наоборот, заполнитель не оказывает су­ щественного влияния на скорость схождения щели, поэтому она быст­

Графический материал дополнен таблицей, в которой приводят­ ся данные по конвергенции кровли-почвы на экспериментальных участ­ ках за период наблюдений 38 месяцев*

Из рис* 2 и таблицы видно, что самым худшим является вари­ ант, когда щель оставляют не заложенной податливым материалом*

28

честве заполнителя щели можно цроддить безремонтный срок службы выработки на 1,5-2 года.

Следует отметить, что закладка вертикальной щели податли­ вым материалом определяется, одоме чисто технических соображений, безопасностью применения данного способа охраны. При закладке щели деревом (или другим материалом) исключается возможность случайного выпадения кусков породы, образованных нарезкой щели. Особенно это важно при наличии тонкослоистой кровли, ослабленной глинистыми включениями.

Для определения необходимой величины отпора податливого материала, црименяемого в качестве заполнителя щели, помимо на­ турных исследований, была выполнена оценка компрессионных харак­ теристик деревянных брусьев в лабораторных условиях, В натурных условиях для заполнения компенсационных щелей, применяли черную ольху.

Для оценки масштабного фактора из данного материала были изготовлены образцы длиной Ю ;15;20 и 30 см, которые затем подвер­ гались испытанию на сжатие о помощью цресса ПММ-125. Можно пола­ гать, что деревянные брусья в щели работают в аналогичных услови­ ях нагружения, как и в лабораторных испытаниях.

Как видно из графиков (рис, 3 ), на деформационно-прочностные характеристики дерева масштабный фактор существенного влияния не оказывает.Из результатов лабораторных исследований следует,что дерево работает в податливом режиме до деформаций,соотавляпцих 45-55% от первоначальной толщины образца, затем наблюдается ред­ кий рост несущей способности каждого из испытанных образцов,