Содержание к диссертации
Введение
1. Изученность вопроса и постановка задач исследований
1.1. Горно-геологические условия и физико-механические свойства пород месторождения Жаман-Айбат 5
1.2. Мировой опыт разработки пологих залежей на больших глубинах
1.3. Рекомендуемая система разработки месторождения Жаман-Айбат 23
1.4. Методы расчета параметров камер и целиков 30
1.5. Постановка задач 61
2. Оценка природного напряженного состояния массива и определение допустимых пролетов камер
2.1. Оценка природного поля напряжений по дискованию керна контрольных скважин 63
2.2. Оценка горизонтальных тектонических напряжений по проявлениям горного давления в выработках 72
2.3. Промышленный эксперимент по определению допустимых пролетов камер 78
2.4. Расчет предельных и допустимых обнажений кровли камер 83
Выводы 89
3. Исследование нагруженности мкцприкамерно-столбовой системе разработке с последующей выемкой целиков
3.1. Методика математического моделирования 90
3.2. Нагруженность МКЦ в выработанном пространстве без учета влияния зоны обрушения 95
3.3. Влияние высоты зоны обрушения на нагруженность целиков 103
3.4. Установление закономерностей распределения нагрузок на МКЦ при обрушении налегающей толщи 111
3.5. Промышленный эксперимент по отработке панели камерно-столбовой системой с последующей выемкой целиков и обрушением налегающих пород 119
Выводы 135
4. Методика определения размеров междукамерных целиков на месторождении жаман-айбат
4.1. Определение прочности массива руды на сжатие методом обратного расчета по факту разрушения МКЦ 137
4.2. Расчет параметров междукамерных и барьерных целиков. Определение сетки расположения междукамерных целиков 145
4.3. Установление пролета поддерживаемой призабойной зоны. Технология извлечения междукамерных целиков 153
4.4. Параметры крепления очистных выработок 162
Выводы 168
Заключение 170
- Мировой опыт разработки пологих залежей на больших глубинах
- Оценка горизонтальных тектонических напряжений по проявлениям горного давления в выработках
- Нагруженность МКЦ в выработанном пространстве без учета влияния зоны обрушения
- Расчет параметров междукамерных и барьерных целиков. Определение сетки расположения междукамерных целиков
Введение к работе
Актуальность темы. Камерно-столбовая система является эффективной технологией разработки пологих рудных залежей, обеспечивающей высокую производительность труда и интенсивность выемки Наряду с этим она имеет существенные недостатки - потери руды в целиках, поддерживающих выработанное пространство, и накопление объема пустот Особенно сильно данные недостатки проявляются в массивах с высоким уровнем тектонических напряжений, на больших глубинах Характерным примером может служить месторождение Жаман-Айбат, расположенное в 200 км от г Жезказган Его эксплуатацию рудником Жомарт ведет Корпорация Казахмыс Пологопадающие залежи медистых песчаников мощностью 2-12 м залегают в тонкоплитчатых осадочных породах с высоким уровнем тектонических напряжений на глубинах 500-800 м Прочность руды на сжатие в образцах составляет в среднем 160 МПа Применение в данных условиях камерно-столбовой системы разработки приводит к потере почти 40% руды в междукамерных целиках (МКЦ) Р Б Юном и В И Борщ-Компонийцем для рудника Жомарт предложена камерно-столбовая система разработки с последующей выемкой целиков Ее суть заключается в совмещений в одной выемочной единице (панели) первичной разработки камерных запасов и повторной разработки МКЦ с обрушением налегающей толщи Выработанное пространство поддерживается только в призабойной части панели несколькими рядами целиков По мере подвиганая горных работ после оформления еще одного ряда МКЦ ближний к зоне обрушения ряд целиков извлекается, и выработанное пространство погашается обрушением При такой технологии добычи руды исключаются недостатки, присущие камерно-столбовой системе разработки Для безопасности горных работ необходимо обеспечить устойчивость кровли очистных камер и МКЦ в поддерживаемой (призабойной) части выработанного пространства Поэтому обоснование параметров камерно-столбовой системы разработки с последующей выемкой целиков является актуальной задачей
Цель работы: обоснование параметров камерно-столбовой системы разработки с последующей выемкой целиков, обеспечивающих безопасность горных работ и высокую полноту выемки руды
Основная идея работы: на большой глубине устойчивость кровли камер и МКЦ в призабойной зоне обеспечивается снижением концентрации нагрузок на них за счет погашения выработанного пространства обрушением и поддержания целиками только части выработанного пространства
Задачи исследований:
-
Определить предельные пролеты камер при тонкоплитчатой структуре кровли и действии в массиве высоких тектонических напряжений
-
Установить закономерности распределения нагрузок на МКЦ в призабойной зоне
-
Разработать методику расчета параметров камерно-столбовой системы разработки с последующей выемкой целиков
Методы исследований: численное моделирование, анализ фактических геомеханических ситуаций, промышленные эксперименты, статистическая обработка расчетных и натурных данных
Научные положения, выносимые на защиту:
-
При наличии высоких тектонических напряжений в массивах тонкоплитчатой структуры предельные пролеты очистных выработок определяются из условия потери устойчивости слоистой кровли продольным изгибом с учетом распределения окружных напряжений по контуру выработанного пространства.
-
При камерно-столбовой системе разработки с последующей выемкой целиков концентрация нагрузок на МКЦ в призабойной зоне изменяется по логарифмическому закону от площади поддерживаемой части панели, жесткости целиков и снижается при увеличении высоты зоны обрушения над погашенной частью выработанного пространства
-
При камерно столбовой системе разработки с последующей выемкой целиков суммарная нагрузка на МКЦ в поддерживаемой части выработанного
пространства распределяется по параболическому закону в поперечном сечении панели и имеет линейное распределение вдоль фронта отработки залежи
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций достигнута обоснованием расчетных схем, учетом основных влияющих факторов в широком диапазоне их изменения, положительными результатами опытно-промышленных работ, статистической обработкой и сходимостью расчетных и натурных данных
Научная новизна работы:
-
Установлено, что потеря устойчивости кровли камер происходит из-за продольного изгиба слоистых тонкоплитчатых пород от действия в них высоких горизонтальных напряжений При этом величина действующих горизонтальных напряжений определяется из аналитического решения задачи о распределении окружных напряжений по контуру выработанного пространства
-
Установлены зависимости нагруженности МКЦ при камерно-столбовой системе с последующей выемкой целиков от геометрических параметров выработанного пространства, соотношения жесткостей налегающей толщи и рудного массива, параметров целиков и высоты зоны обрушения
-
Установлены закономерности распределения нагрузок на МКЦ в призабойной зоне, учитывающие геометрические параметры выработанного пространства и места расположения целиков
Практическое значение работы заключается в разработке новой методики расчета параметров камерно-столбовой системы разработки с последующей выемкой целиков
Реализация работы. Результаты исследований использованы для проектирования опытно-промышленных, работ при разработке месторождения Жаман-Айбат камерно-столбовой системой с последующей выемкой целиков
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и получини одобрение на конференциях «Новые идеи в науках о земле» (г Москва, 2003 - 2006 гг )
Публикации. По результатам исследований опубликованы 5 работ, в которых изложены основные положения диссертационной работы
Структура и объем работы Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав и заключения, изложена на 171 странице машинописного текста, содержит 69 рисунков, 31 таблицу, список использованной литературы из 49 наименований
Автор выражает глубокую благодарность Д В Мосякину и А А
Терешину за помощь в работе, А Б Юну за всестороннюю поддержку на всех этапах работы, К И Чарковскому, ДВ Величко принимавших участие в проведении исследований, составлении программ и алгоритмов
Мировой опыт разработки пологих залежей на больших глубинах
Камерно-столбовая система является эффективной технологией разработки пологих рудных залежей, обеспечивающей высокую производительность труда и интенсивность выемки. Условиями применения данной системы разработки являются высокая прочность руд и вмещающих пород. Технико-экономические показатели камерно-столбовой системы разработки с применением самоходного оборудования довольно высокие. Наряду с этим она имеет существенные недостатки - постоянное пребывание людей в открытом очистном пространстве, потери руды в целиках и увеличение объема пустот, поддерживаемого все возрастающим числом междукамерных целиков (МКЦ). Особенно ярко данные недостатки проявляются на больших глубинах при небольшой прочности руды. Характерным примером тому может служить месторождение Жаман-Айбат в центральном Казахстане, эксплуатацию которого ведет Корпорация "Казахмыс". Пологопадающие залежи медистых песчаников мощностью 2-12 м залегают на глубинах 500-800 м. Прочность руды на сжатие в образцах составляет 80-140 МПа.
Обширные пологие залежи урановых руд мощностью 2 - 10 м с углом падения около 20 на рудниках Денисон и Нью-Кварк в Канаде отрабатывают камерно-столбовой системой на глубине 700 - 900 м. Однако значительный рост горного давления, опасность возникновения горных ударов, большие потери руды, а также сложность поддержания больших объемов очистного пространства вынуждают искать новые схемы выемки.
На руднике Уайт-Пайн в США камерно-столбовую систему с последующим обрушением кровли применяли при разработке пластообразной залежи медистых песчаников мощностью 2 - 4 м на глубине 700 м. На руднике Никшич (бывшая СФРЮ) выемку бокситов мощностью до 7 м производят камерами по простиранию. Камеры разделяют рудными целиками шириной 5 м и длиной 7 м. После выемки руды в двух соседних камерах приступают к подработке целиков, размеры которых уменьшают до 3,5x2,5 м. Затем в крайней камере разрушают целики и обрушают кровлю взрыванием шпуровых зарядов. Параметры камер и порядок их отработки обеспечивают достаточную безопасность ведения горных работ. Потери руды в целиках составляют 10%. На бокситовых рудниках Бом-Суд, Мазог-Аваль, Рукетт, Реку (Франция) панели нарезаются проведением серии выработок по простиранию, а очистная выемка заключается в прорезке и подработке целиков с доведением их до минимальных размеров. Погашение выработанного пространства осуществляют в отступающем порядке подрывом целиков. При задержке обрушения кровли в отработанных камерах после разрушения целиков налегающую толщу обрушают, взрывая скважины, пробуренные в кровлю.
Одним из решений, соединяющим достоинства камерно-столбовой системы с возможностью уменьшения потерь руды в целиках, является идея временного поддержания очистного пространства опорными целиками с последующим обрушением налегающей толщи в отступающем порядке. Этот вариант камерно-столбовой системы разработки получил распространение на рудниках Любин, Польковице, Серошовице, Рудна в Легницко-Глогувском меднорудном бассейне в Польше (рис. 1.1.). Горно-геологические условия этих рудников близки к горно-геологическим условиям месторождения Жаман-Айбат. Примерно 30% руды находится в пластах мощностью 2 - 5 м и 44% - в пластах мощностью 5 - 10 м. Угол падения залежи составляет 6 - 8. Рудные тела прослеживаются на глубину от 800 до 1800 м. На первом этапе работ пласт разрезается выработками на крупногабаритные целики размерами 45-59 м. На втором этапе крупногабаритные целики разрезаются камерами на технологические целики. В выработанном пространстве оформляются обычно два ряда технологических целиков. В последней фазе эксплуатации выработанное пространство погашается обрушением, путем извлечения целиков сплошным забоем, или заполнением гидравлической закладкой (при ведении горных работ под охраняемыми объектами на поверхности). Опасность возникновения горных ударов из-за высокой концентрации напряжений в жестких массивных целиках на подготовительной стадии разработки заставила отказаться от применения двухэтапной камерно-столбовой системы, разработки. Более эффективными, и менее опасными оказались одноэтапные системы разработки.
Оценка горизонтальных тектонических напряжений по проявлениям горного давления в выработках
Совокупность всех проявлений горного давления в пройденных выработках также весьма противоречива. А именно: разрушения кровли наблюдаются при проходке выработок как вдоль простирания флексур, так и вкрест. Выработки, сохраняющие свою форму без видимых разрушений, также имеют направления как вдоль простирания флексур, так и вкрест. Это может быть связано как с неоднородностью поля напряжений по площади месторождения (об этом упоминалось выше; при этом надо учесть, что расстояние в плане между пройденными выработками составляет 3,0-3,5 км), так и с различной прочностью пород в кровле выработок.
А кроме того, следует также учесть опыт проходки выработок на глубоких горизонтах Жезказганского месторождения (шх. 67, 73-75). Он показывает, что повышенная частота динамических проявлений горного давления наблюдается в выработках, ориентированных не только вкрест максимальных напряжений, но и вдоль них. На рис. 2.7 представлены данные о частоте динамических проявлений горного давления в выработках с различными углами встречи с направлением действия максимальных горизонтальных напряжений.
Приведенную статистику можно объяснить следующим образом (рис. 2.8). Разрушение выработок при их проходке вкрест направления действия максимальных напряжений (угол встречи а близок к 90) вызвано высоким уровнем окружных напряжений а&. Однако при малых углах встречи высокими становятся осевые напряжения az (см. рис. 2.3).
Таким образом, неблагоприятными (запрещенными) являются направления вкрест (в первую очередь) и вдоль действия максимальных главных напряжений. При проходке выработок в данных направлениях кровля разрушается окружными или осевыми напряжениями, если они достигают прочности пород на сжатие. Причем, меняться могут и величины природных горизонтальных напряжений, и прочность пород кровли. Весьма характерным признаком целесообразности данных направлений проходки является ситуация с квершлагом 2, который проходится от вент, ствола 2 на гор. -100 м. Первоначально он проходился с азимутом 186. Данное направление находится за пределами рекомендуемых секторов. При проходке в данном направлении в квершлаге 2 наблюдались разрушения кровли на высоту до 7 м. После поворота квершлага на азимут 211 состояние кровли заметно улучшилось. В отличие от подготовительных выработок, у которых пролетом является ширина выработки, а длину можно считать бесконечно большой, очистные камеры имеют сопоставимые (близкие или равные) пролеты обнажения кровли в двух направлениях. В подготовительных выработках устойчивость кровли определяется только ее шириной. В камерах на устойчивость кровли влияют оба ее размера. Чтобы оценивать устойчивость кровли камер различной конфигурации в плане, используют эквивалентные пролеты, которые находят по формуле: где а, Ь - пролеты камер в двух направлениях, м. Если длина камеры а во много раз превышает ширину Ь, тогда эквивалентный пролет камеры будет равен ширине камеры Ь. В этом заключается принцип эквивалентных пролетов.
Наиболее надежным способом определения параметров устойчивых обнажений служат производственные эксперименты. Их сущность заключается в постепенном увеличении пролетов камер до предельного состояния, то есть до обрушения или до заданной величины прогиба кровли. При этом, размеры обнажения кровли в двух направлениях могут быть различными. Задача подобных производственных экспериментов заключается в определении пролетов, при которых происходит обрушение кровли камер. Эти пролеты будут являться предельными. Допустимые пролеты меньше предельных. Общая устойчивость непосредственной кровли очистных камер выражается в способности сохранять обнажение в течение длительного времени. Соотношение предельных и допустимых пролетов является коэффициентом запаса устойчивости кровли.
Для определения допустимых пролетов кровли камер обрабатывают данные, полученные в ходе экспериментов по определению предельных пролетов. Устанавливают вероятность обрушения кровли при различных коэффициентах запаса устойчивости, выбирают проектный коэффициент запаса и определяют допустимый пролет обнажения кровли. Исследованиями ИГД им. Д.А. Кунаева установлено, что в условиях Жезказганского месторождения при коэффициенте запаса устойчивости 3,5 вероятность обрушения кровли составляет 0,6%. Воспользовавшись тем фактом, что месторождение Жаман-Айбат является аналогом Жезказганского месторождения, для определения допустимых пролетов будем принимать коэффициент запаса устойчивости кровли равный 3,5.
При оформлении первых камер на месторождении Жаман-Айбат, маркшейдерско-геомеханической службой был проведен промышленный эксперимент по установлению предельных пролетов.
Основной особенностью геологического строения месторождения Жаман-Айбат является частая переслаиваемость серых песчаников (наиболее крепких пород) и алевролитов (наиболее слабых пород). Толщина слоев и пропластков изменяется от первых сантиметров до 1 метра (рис. 2.12). В октябре 2005 г первую опытную камеру № 3 начали оформлять раскоской штрека с 5 м до 6,8 - 7,2 м. Уходка забоя с начала эксперимента после двух циклов составила 6 м. Кровля оформлялась по контакту серого песчаника с контурным взрыванием шпуров. Крепление кровли производилось сталеполимерными анкерами с шагом от 0,6 до 0,8 м на глубину 1,8 м. Кровля камеры представлена переслаиванием тонкослоистого серого мелкозернистого песчаника с алевролитом и конгломератом. Мощность пластов серого песчаника составляет от 0,2 до 0,4 м. Песчаник в пределах слоя предрасположен к расслаиванию на отдельные пластины различной площади и толщины.
Нагруженность МКЦ в выработанном пространстве без учета влияния зоны обрушения
Задачи, связанные с расчетом нагрузок на МКЦ при камерно-столбовой системе разработки с последующей выемкой целиков и обрушением налегающей толщи пород, отличаются от расчета нагрузок при повторной разработке месторождений и коренным образом отличаются от расчета нагрузок при классической камерно-столбовой системе разработки. Оба фронта горных работ движутся параллельно друг другу с постоянным (одинаковым) шагом, который выбирается из соображений безопасности ведения горных работ. Поскольку при такой системе разработки осуществляется извлечение целиков из открытого выработанного пространства на первый план выдвигается задача определения параметров процесса перераспределения нагрузок между ними при подвиганий обоих фронтов горных работ. Параметры данного процесса зависят от нагрузок на МКЦ в такой же панели после первичной разработки запасов камерно-столбовой системой. Как показали ранее проведенные исследования [33], нагруженность МКЦ при обычной камерно-столбовой системе разработки определяется большим количеством факторов, основными из которых являются.
Для определения нагруженное выработанного пространства, поддерживаемого последовательностью междукамерных целиков, Мосякиным Д.В. [33] по методике Руппенейта К.В. [20] проведено моделирование первичной разработки запасов камерно-столбовой системой (4,5 тыс. панелей, более 560 тыс. целиков со случайными значениями высот и сечений). Для примера на рис. 3.4. показано рассчитанное по методике [20] распределение нагрузок на МКЦ оставленных по сетке 20x20 м на глубине 450 м.
Зависимость (3.11) была получена численным моделированием в программе Pillars для широкого разброса основных влияющих факторов. Выемочная мощность варьировалась от 5 м до 20 м, при этом для каждой выемочной мощности соотношение d/h изменялось от 0,4 до 2,0. Обрушение вышележащей толщи пород над погашенной частью панели не моделировалось. То есть при моделировании считалось, что кровля при извлечении любого количества целиков сохраняет устойчивость и не обрушается (расчетная схема для данного случая представлена на рис. 3.2). Так как полученные суммарные нагрузки на оставшиеся после извлечения МКЦ нормированы по сумме нагрузок на целики до начала их извлечения, изменять глубину горных работ не требуется (это связано с тем, что нагрузки на целики изменяются пропорционально глубине горных работ). Снижение суммы нагрузок на оставшиеся целики связано с уменьшением их количества, однако повышение коэффициента концентрации свидетельствует о том, что по сравнению с предыдущими стадиями горных работ, целики нагружены больше.
При камерно-столбовой системе с последующей выемкой целиков фронт отработки МКЦ барьерных целиков (БЦ) движется параллельно фронту отработки камерных запасов. Площадь панели и площадь погашенного участка постоянно увеличиваются, при этом площадь непогашенного (поддерживаемого) участка в ходе горных работ остается постоянной, например, призабойное пространство поддерживается 3-4 рядами МКЦ. .
Схема подвигания забоя 1 и фронта отработки МКЦ 2 при камерно-столбовой системе разработки с последующей выемкой целиков. Численным моделированием установлено, что при подвиганий обоих фронтов горных работ отношение нагрузки на оставшиеся в панели целики к сумме нагрузок на целики до их извлечения изменяется по логарифмическому закону .
В данном случае сумма нагрузок на оставшиеся целики сопоставляется с суммой нагрузок на целики в такой же панели (эквивалентной), в которой не извлечено ни одного целика. Например, для панели 4x10 рядов (извлечено 7 рядов МКЦ) сумма нагрузок на оставшиеся 3 ряда целиков сопоставляется с суммой нагрузок на целики в панели 4x10 рядов (до извлечения). А для панели 4x5 рядов (извлечено 2 ряда МКЦ) сумма нагрузок на оставшиеся 3 ряда целиков сопоставляется с суммой нагрузок на целики в панели 4x5 рядов (до извлечения).
В предыдущем параграфе была установлена зависимость возрастания нагрузки при подвиганий забоя и фронта выемки междукамерных целиков, при этом считалось, что кровля над погашенной частью панели сохраняет свою устойчивость и не обрушается. Однако, как известно из практики, при достижении предельного значения пролета обнажения кровли происходит обрушение пород с образованием свода обрушения (свода естественного равновесия). Поскольку исследовать форму свода обрушения не представляется возможным из-за опасности или трудоемкости и большой стоимости, объема и сложности исследований, во всех точках погашенной части панели его высота считалась константой. Для учета влияния зоны обрушения на нагруженность МКЦ расчетная схема остается такой же, как на рис. 3.2, только во всех точках кровли с координатами Xt и Yh соответствующими координатам центров извлеченных целиков, к кровле прикладываются силы направленные вертикально вверх (обратные по направлению силам Np) и равные yh0 (рис. 3.3).
Расчет параметров междукамерных и барьерных целиков. Определение сетки расположения междукамерных целиков
В соответствии с конструктивными особенностями вариантов камерно-столбовой системы разработки, подрабатываемая толща пород поддерживается междукамерными целиками, расположенными в периодической последовательности, и барьерными целиками [4, 5], расположенными по границам очистных панелей.
Междукамерные и барьерные целики являются важными горнотехническими сооружениями, которые служат для обеспечения устойчивости выработанного пространства в период выемки камерных запасов в пределах очистной панели и, следовательно, обеспечения безопасности труда.
При оформлении МКЦ необходимо соблюдать следующие условия: Форма МКЦ должна быть столбчатой с сечением в виде круга, квадрата со скошенными углами, прямоугольника или ленточная; Оконтуривание МКЦ с целью снижения влияния БВР должно выполняться с контурным взрыванием [49]; Не допускать отклонение размеров МКЦ от проектных параметров; При наличии в МКЦ слабых прослоев для предупреждения выветривания покрывать торкретбетоном, толщину которого принимать не менее 20 мм (в соответствии с результатами исследований проведенных на месторождениях-аналогах); При очистной выемке и оформлении целиков не допускать их подработки и перекосов. Для барьерных целиков: Принимать ленточную форму; Допускать проведение только поперечных выработок минимальным сечением для пропуска технологического оборудования.
Степень изрезанности барьерных целиков не должна превышать 15 20% от общей площади его сечения. Для обеспечения полноты выемки руды и максимального КПД горнодобывающего оборудования применяемого на руднике Жомарт пролет камер в свету должен составлять не менее 10-12 м. Исходя из этого в программе Pillars, разработанной в РГГРУ совместно со специалистами корпорации Казахмыс был произведен предварительный расчет параметров предлагаемой системы разработки. Моделирование показало, что разработка рудника Жомарт камерно-столбовой системой с обрушением сплошной лавой без оставления барьерных целиков недопустима, т.к. возникающие при этом нагрузки на МКЦ оказываются очень большими. Максимально возможная ширина панели, при которой обеспечивается безопасность на всех этапах горных работ, составляет 100-120 м. При этом сетка расположения МКЦ должна быть 18x18 м - 20x20 м. Об этом также свидетельствуют результаты проведенного натурного эксперимента по отработке панелей 1, 2, 3. Разработку панелей начали камерно-столбовой системой. Ширина панелей сначала составила 140-150 м. После оформления 3-х рядов МКЦ круглого сечения площадью 80-200 м2 (d = 10-20 м) расположенных по сетке 18x18 м они начали разрушаться. Маркшейдерско-геомеханической службой было принято решение сократить ширину панелей до 100-120 м и оставлять сдвоенные ленточные целики, расположенные по треугольной сетке. Разрушение ленточных целиков не происходит.
На месторождении Жаман-Айбат прочность массива руды в среднем составляет ом = 31,5 МПа. При этом диаметры междукамерных целиков рассчитанные с проектным запасом прочности п = 1,5 и оставляемых по сетке 20x20 м не обеспечивают нормальную работу применяемого горнодобывающего оборудования. Поэтому, на руднике Жомарт необходимо принять ленточную форму междукамерных целиков и перейти от расчета диаметров целиков круглого сечения к определению площади целиков ленточной формы с коэффициентом запаса прочности п = 4,5, так как такие целики отрабатывают путем прорезки средней части и последующей отработки получившихся целиков меньшей площади с меньшим запасом устойчивости. Ширину целика необходимо определять таким образом, чтобы обеспечить максимально возможный пролет камеры (10-12 м). Зная площадь целиков и их ширину, рассчитывается длина ленточных целиков.
Как показали исследования, при камерно-столбовой системе разработки с последующей выемкой целиков и обрушением налегающей толщи пород нагрузка на панель увеличивается по мере развития горных работ до определенного уровня, после чего нагрузка уменьшается.
В начальный период развития горных работ, когда эквивалентный пролет погашенного выработанного пространства еще мал, процесс обрушения налегающей толщи завершится образованием свода естественного равновесия. Вышележащие породы зависнут, и будут формировать зону опорного давления на целики и массив. В таких условиях высота свода естественного равновесия оценивается величиной
Как показали результаты промышленного эксперимента по отработке панели 1 опытная на Жезказганском месторождении отставание фронта отработки целиков от фронта очистных работ (пролет поддерживаемой призабойной зоны) должно составлять 70-90 м. Это означает, что при целиках круглого или квадратного поперечного сечения, расположенных по сетке 20x20 м призабойная зона поддерживается тремя рядами МКЦ, а целики четвертого ряда извлекаются. Тогда при ленточных целиках длиной 30 м расположенных по сетке 22x40 м призабойное пространство поддерживается двумя рядами МКЦ, а третий ряд извлекается.
Перераспределение нагрузки на целики в оставшейся части панели описывается коэффициентом концентрации опорного давления. На рис. 4.5. представлена зависимость максимального коэффициента концентрации опорного давления в панели, рассчитанного по зависимости (1.10, п. 1.4), полученной Мосякиным Д.В., от пролета погашенной части панели при пролете поддерживаемо участка панели 90 м (2 ряда МКЦ поддерживают призабойную зону, а третий ряд извлекается) и 130 м (три ряда МКЦ поддерживают призабойную зону, четвертый ряд извлекается). Максимальный коэффициент концентрации в данном случае рассчитывается с учетом влияния высоты свода обрушения.
