Научная статья на тему 'РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ АРОЧНОЙ КРЕПИ ОТКАТОЧНОГО ШТРЕКА В УСЛОВИЯХ ШАХТЫ «КЫЗЫЛ-АЛМА»'

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ АРОЧНОЙ КРЕПИ ОТКАТОЧНОГО ШТРЕКА В УСЛОВИЯХ ШАХТЫ «КЫЗЫЛ-АЛМА» Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
3
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПОДДЕРЖАНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК / НАГРУЗКА НА КРЕПЬ / НАПРЯЖЁННОЕ СОСТОЯНИЕ / ГОРНЫМ ДАВЛЕНИЯ / ТЕКТОНИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ / БОКОВЫМИ НАГРУЗКАМИ

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Бакиров Гайрат Холикбердиевич

В данной статье рассматривается теория расчета нагрузка на крепь горизонтальной горной выработок. Выводятся разрешающе зависимости. Производства сравнение полученных результатов с известными аналогами и даются соответствующие выводы. Обсуждается актуальный, весьма важный и неоднозначный вопрос формирование тектонических напряжений поля в массиве горных пород.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Бакиров Гайрат Холикбердиевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

CALCULATION OF THE PARAMETERS OF THE ARCH SUPPORT OF THE HAULAGE DAY UNDER THE CONDITIONS OF THE KYZYL-ALMA MINE

This article discusses the theory of calculating the load on the lining of horizontal mine workings. Resolving dependencies are displayed. Production comparison of the obtained results with known analogues and appropriate conclusions are given. The topical, very important and controversial issue of the formation of tectonic field stresses in a rock mass is discussed.

Текст научной работы на тему «РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ АРОЧНОЙ КРЕПИ ОТКАТОЧНОГО ШТРЕКА В УСЛОВИЯХ ШАХТЫ «КЫЗЫЛ-АЛМА»»

A UNiVERSUM:

№8 ПОП_& ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_август. 2022 г.

ТРАНСПОРТНОЕ, ГОРНОЕ И СТРОИТЕЛЬНОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕ

DOI -10.32743/UniTech.2022.101.8.14146

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ АРОЧНОЙ КРЕПИ ОТКАТОЧНОГО ШТРЕКА В УСЛОВИЯХ ШАХТЫ «КЫЗЫЛ-АЛМА»

Бакиров Гайрат Холикбердиевич

старший преподаватель, кафедра "Горное дело ", Алмалыкский филиал, Ташкентский государственный технический университет имени Ислама Каримова

Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: gayrat2018@inbox. ru

CALCULATION OF THE PARAMETERS OF THE ARCH SUPPORT OF THE HAULAGE DAY UNDER THE CONDITIONS OF THE KYZYL-ALMA MINE

Gayrat Bakirov

Senior lecturer, department "Mining", Almalyk branch, Tashkent State Technical Islam Karimov University;

Republic of Uzbekistan, Tashkent

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматривается теория расчета нагрузка на крепь горизонтальной горной выработок. Выводятся разрешающе зависимости. Производства сравнение полученных результатов с известными аналогами и даются соответствующие выводы. Обсуждается актуальный, весьма важный и неоднозначный вопрос формирование тектонических напряжений поля в массиве горных пород.

ABSTRACT

This article discusses the theory of calculating the load on the lining of horizontal mine workings. Resolving dependencies are displayed. Production comparison of the obtained results with known analogues and appropriate conclusions are given. The topical, very important and controversial issue of the formation of tectonic field stresses in a rock mass is discussed.

Ключевые слова: поддержания горных выработок, нагрузка на крепь, напряжённое состояние, горным давления, тектонических нарушений, боковыми нагрузками.

Keywords: maintenance of mine workings, support load, stress state, rock pressure, tectonic disturbances, lateral loads.

Определенный интерес представляют материалы изучения состояния и условий поддержания горных выработок на действующих рудниках Узбекистана и Центральной Азии. Отличительной особенностью в этом регионе является то, что, кроме факторов, носящих общий характер для системы «породный массив-горная выработка», рассмотренных выше, Центрально-Азиатский регион относится к зонам, подверженным землетрясениям разрушительной силы. Все месторождения полезных ископаемых этого региона находятся в пределах участков, сейсмичность которых оценивается в 7 - 8, зоны расположения некоторых месторождений в Восточном Узбекистане, отнесены к зонам по сейсмичности в 9 баллов. При некоторых землетрясениях месторождения попадали в зону с максимальной интенсивностью сейсмических колебаний, что приводило к

нарушениям устойчивой работы шахт, деформациям крепи горных выработок и выводу из строя стационарных установок (подъемных, водоотливных и вентиляторов главного проветривания). По многолетним данным сейсмологов в этих районах ежегодно в среднем происходит более двухсот землетрясений силой свыше двух баллов. На ликвидацию их последствий часто тратятся дополнительные средства, что отражается на себестоимости продукции. Весьма ощутимый ущерб наносят нередкие в этом регионе сильные землетрясения, и значительная часть ущерба приходится на восстановление и ремонт подземных выработок.

Известны результаты многолетних наблюдений за состоянием горных выработок, находившихся под влиянием тектонических напряжений. Обследование подготовительных выработок показало, что

Библиографическое описание: Бакиров Г.Х. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ АРОЧНОЙ КРЕПИ ОТКАТОЧНОГО ШТРЕКА В УСЛОВИЯХ ШАХТЫ «КЫЗЫЛ-АЛМА» // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 8(101). URL: https ://7un iversum. com/ru/te ch/arch ive/item/14146

№ 8 (101)

A UN'

ТЕ)

UNIVERSUM:

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

август, 2022 г.

их состояние иногда продолжает оставаться неудовлетворительным, несмотря на частые ремонты. Обращает на себя внимание объем работ по поддержанию выработок, когда отдельные участки в среднем ремонтировались через 1-1,5 года, хотя есть участки, на которых ремонт крепи производили 2-3 раза в течение одного года. Было изучено состояние выработок, закрепленных металлической арочной крепью, которая имеет большой удельный объем по сравнению с другими конструкциями. Эта крепь по конструктивным особенностям должна работать достаточно надежно в податливом режиме, т.е. обеспечивать заданные расчетные деформации без разрушения. На самом же деле рама оказывается «смята» боковыми нагрузками, а выработка сужается в результате этого воздействия, или же рама деформируется, словно нет в конструкции крепи узлов податливости.

Металлические рамные крепи являются наиболее распространенным видом крепи горизонтальных и наклонных горных выработок.

Арочные податливые крепи трехзвенные и пя-тизвенные. Крепи из шахтного спец профиля, получившие широкое распространение на шахтах, состоят из отдельных арок, устанавливаемых в выработках на расстоянии 0,5-1,2 м одна от другой, между рамных стяжек (распорок) и железобетонных, деревянных или решетчатых металлических затяжек, укладываемых в пролетах между арками.

Арочные податливые крепи изготавливаются из стального проката специального желобчатого (шахтного) профиля шести типоразмеров: СВП-14, СВП-17, СВП-19, СВП-22, СВП-27, СВП-33.

Исходные данные для расчета сопротивления крепи: ширина В = 3,44 м и высота И = 3,3 м; расчетная глубина расположения горной выработки от поверхности Н= 490 м; согласно данным горногеологической службы шахты главная рудоносная зона размещается в мощном минерализованном массиве, который характеризуется пестрым литологи-ческим составом, интенсивной тектонической нарушенностью и трещиноватостью пород.

К осложняющим факторам относится обводненность тектонических нарушений и наличие в них глинки трения. Руды и породы массива относятся к числу неустойчивых (75%). Для пород висячего бока характерны отслоения и вывалы в виде глыб, плит. Рудные тела размещаются в зонах разломов, представленных участками перетёртых пород с многочисленными трещинами. Интенсивно-трещиноватые

участки находятся непосредственно в области разрывных нарушений.

Территория, на которой расположено месторождение Кызылалмасайское, относится к 8 бальной сейсмической зоне. В горных выработках развиты обрушения, вывалы, выпирания.

Прочностные показатели всех литологических разностей пород меняются в зависимости от интенсивности, степени окварцованная и трещиноватости пород.

Расчеты будут проводиться для: - о-сж =Я= 28,6 МПа

Расчеты и выбор параметров крепи откаточного штрека выполнены в соответствии с требованиями «Инструкции по выбору рамных податливых крепей горных выработок» - 1991 г. [1],

Расчетное сопротивление пород сжатию Яс, МПа в соответствии с пунктом 8 «Инструкции...» [1], определяют с учетом вмещающих выработку слоев (пластов), залегающих на расстояниях от контура сечения выработки в кровле 1,5В, в почве 16 (В — ширина выработки, м), а в боках при пологом и наклонном падении по высоте выработки, при крутонаклонном и крутом — на расстоянии 1В.

Усредненное значение расчетного сопротивления пород сжатию определяют по формуле:

р _

Лс.ср

RC1m1+RC2

т1+т2 +—+тп

(1)

где Яс ...., Дс — расчетное сопротивление слоев пород сжатию, Мпа; тг ....,тп — мощность слоев пород, м.

Для выработок, проведенных по напластованию в условиях пологих и наклонных пластов и вкрест напластования при любом залегании, Исср определяют по формуле (2) для кровли с охватом пород по вертикальной линии 1—2, для почвы — по линии 3—4, для боков — с усреднением по линиям 5—6 и 7— 8 (см. рис. 1, а).

Для выработок, проведенных по напластованию в условиях крутонаклонного и крутого падения пластов, Исср определяют также по формуле (2) с охватом пород для кровли по линиям 1— 2 и 1' —2' для почвы 3—4 и 3'—4 для боков по линиям 2—5 и 3—6 или 2'—5' и 3' —6' для каждой стороны выработки отдельно (см. рис. 1, б)

№ 8 (101)

A UN'

ТЕ)

UNIVERSUM:

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

август, 2022 г.

Рисунок 1. Схемы к определению расчетного сопротивления пород сжатию: а — пологое и наклонное,

б — крутонаклонное и крутое падение

Расчетное сопротивление сжатию слоев пород в массиве определяют с учетом нарушенности массива согласно пункту 6 «Инструкции...» [1]: =

расположения выработки в соответствии с таблицей 1 «Инструкции.» [1].

При определении Дс для выработок, расположенных в пластичных глинистых и в многолетне-мерзлых породах, следует принимать = 1.

где =0,6 — коэффициент, учитывающий нару-шенность массива пород, определяемый в зависимости от тектонической нарушенности места

Таблица 1.

Коэффициент тектонической нарушенности места расположения выработки

Тектоническая нарушенность места расположения выработки кс

Пликативные нарушения с радиусом более 300 м или дизъюнктивные — на расстоянии свыше 4N ^ — нормальная амплитуда нарушений до 10 м), т. е. вне зоны влияния нарушений 0,9

Пликативные нарушения с радиусом от 300 до 100 м или в зоне влияния дизъюнктивного нарушения на расстояниях от него 4N ... Ш 0,6

Непосредственно в дизъюнктивных нарушениях на расстояниях от них менее Ж, в том числе в замках тектонических нарушений и на участках их пересечений 0,3

Расчетная прочность пород:

дс = = 28,6 • 0,6 = 17,16 МПа

Расчетное сопротивление пород кровли составит:

25,56 • 5,16 Дс.кр =--= 17,16 МПа

Расчетное сопротивление пород почвы составит: 25,56 • 3,44

^скр 3,44

= 17,16 МПа

Согласно пункту 5.12 «Указаний.» [2] величину смещений пород в протяженных выработках на их сопряжениях и в камерах, расположенных вне зоны влияния очистных работ, определяется:

и = • ^ • • • ^ •

где - коэффициент влияния угла залегания пород и направления проходки выработки относительно простирания пород, = 1;

- коэффициент направления смещения пород: при определении смещений со стороны кровли или почвы = 1;

- коэффициент влияния размера выработки, определяемый по формуле:

= 0,2 (Я - 1), fc« = 0,2(3,44- 1) = 0,48;

№ 8 (101)

AunI

ТЕ)

UNIVERSUM:

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

август, 2022 г.

кв - коэффициент воздействия других выработок, принимаемый для одиночных выработок равным кв =1;

кь - коэффициент влияния времени на смещения пород, = 1;

ит - смещение пород, принятое за типовое по графикам (см. рисунок 2)

«Указаний.» [2]) в зависимости от расчетного сопротивления пород сжатию и расчетной глубины расположения выработки, ит = 585 мм;

\] = 0,48 • 1^1^585 = 280,8 мм

Рисунок 2. Графики для определения типового смещения пород UT

Расчетную нагрузку Р на 1 м выработки со стороны кровли и почвы определяют в соответствии с пунктом 13 «Инструкции.» [1]:

кпр = 1 - коэффициент влияния способа проведения выработок, при буровзрывном способе принимается 1.

Р = РнкпкПрВ

где Рн = 75 кПа - нормативная удельная нагрузка, определяемая по таблице 4 «Инструкции...» [1] в зависимости от смещений пород = 52,8 мм и ширины выработки В = 3,44 м (промежуточные величины определяются интерполяцией ближайших значений);

кп - коэффициент, характеризующий перегрузку и степень надежности, принимается для вскрывающих выработок согласно таблице 5 пункта 13 «Инструкции.» [1], кп = 1,15;

Р = 75^ 1,15 • 1 • 3,44 = 296,4 кН/м

Плотность основной крепи, определяется в соответствии с пунктом 15 «Инструкции.» [1]:

n = P/N

где N =260 кН - сопротивление одной рамы крепи КМП-А3 (СВП-22 с замком ЗПК).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

п = 296,4/260 = 1,14 рамы/м

Принимаем п = 0,38 рамы/м, т. е. с шагом установки 087 м.

№ 8 (101)

UNIVERSUM:

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

август, 2022 г.

3340

3340

Рисунок 4. Расположения схема арочной металлической крепи

Список литературы:

1. Инструкция по выбору рамных податливых крепей горных выработок (издание 2 -е, переработанное и доп.). НИИ горной геомеханики и маркшейдерского дела, Санкт-Петербург - 1991 г.

2. Указания по рациональному расположению, охране и подержанию горных выработок на угольных шахтах СССР. Издание 2-е, доп. Министерство угольной промышленности СССР, 1977 г.

3. Методика расчета и выбора крепи на сопряжениях горных выработок при одинарной и парной подготовке выемочных столбов, (Мин. промышленности и энергетики РФ. РАН. ФГУП «ВНИМИ» - Межотраслевой научный центр ВНИМИ) СПб., 2004.

4. Абдурахманов Х.Х. Меликулов А.Дж., Салямова К.Дж., Гасанова.Н.Ю., Бакиров Г.Х. "Геомеханические фактори повышения эффективности геотехнологий с учетом их ресуровоспроизводства и ресурсобережения в современных рыночных условиях" // проблемы энерго и ресурсосбережения-№1-2 (66)-2020. Огр 193-199.

5. Меликулов А.Дж., Акбаров Т.Г., Имаилов А.С., Бакиров Г.Х., Мухитдинов Ш.Р. Факторы обеспечения длительной устойчивости и безопасности подземных горных выработок шахт и рудников в условиях проявления тектонических процессов//Вопросы науки и образования-19 (66)-2019.Отр-7-18. https://scholar.google.ru/cita-tions?Yiew_op=Yiew_citation&hl=ru&user=ucО-m0UAAAAJ&citation_for_Yiew=ucО-m0UAAAAJ :ЩО8 РЪ-ООе4О

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.