Введение к работе
Актуальность работы. Разработка мощных рудных тел наклонного и крутого падения производится, в основном, системами разработки с открытым очистным пространством, с обрушением руды и вмещающих пород при торцевом и площадном выпуске руды и с искусственным поддержанием очистного пространства. Камерная система разработки относится к числу эффективных, производительных систем и характерна простотой конструкции, а также высокой механизацией производственных процессов. С понижениерл уровня очистных работ происходит рост горного давления, что негативно сказывается на устойчивости камер и поддерживающих целиков. Целики при этом зачастую испытывают предельные нагрузки, приводящие к их самообрушениям. Для исключения таких проявлений горного давления приходится или увеличивать размеры целиков или снижать напряжения в горных породах с помощью специальных мероприятий. Увеличение размеров целиков уменьшает камерные запасы в очистном блоке и снижает эффективность системы. Для снижения напряжений до необходимого уровня на Уральских рудниках широкое распространение получили податливые целики. Однако они были рассчитаны для рудных тел небольшой и средней мощности. В мощных рудных телах, особенно при крутом падении, с увеличением глубины разработки даже при применении податливых целиков в силу особенности их конструкции камерные запасы руды будут меньше 45-55% от всех запасов в очистном блоке, что приведет к неэффективности применения камерной системы для отработки таких рудных тел.
Цель работы - увеличение камерных запасов руды при разработке мощных крутопадающих рудных тел.
Идея работы - использование двухстадийной выемки
камерных запасов на основе установления закономерностей распределения напряжений в податливых целиках для повышения эффективности системы разработки.
Научные положения защищаемые в работе:
использование податливых целиков позволяет применять вторичные камеры, что обеспечивает эффективность камерных систем разработки мощных рудных тел за счет увеличения камерных запасов;
величина коэффициента концентрации напряжений по контуру податливого целика обратно зависит от его угла наклона;
величина напряжений по контуру первичной камеры обратно пропорциональна углу падения рудного тела;
-толщина потолочины прямо пропорциональна увеличению пролетов вторичных камер и обратно пропорциональна уменьшению ширины междукамерных целиков между ними.
Достоверность научных положений подтверждена сходимостью теоретических, лабораторных и натурных данных, полученных с помощью современных методов исследований, внедрением результатов исследований в практику.
Научная новизна работы заключается s следующем:
теоретически обоснована конструкция податливого целика со вторичными камерами и предложен метод расчета предельных пролетов этих камер;
установлена зависимость толщины потолочины от параметров вторичных камер и целиков между ними;
установлены оптимальные углы наклона контура податливого целика со вторичными камерами;
- исследовано влияние мощности и угла падения рудного тела
на напряженно-деформируемое состояние податливого целика.
Практическая значимость работы заключается в том, что:
позволяет определять параметры потолочин и вторичных камер;
обеспечивает увеличение камерных запасов в очистном блоке на 10-15% за счет применения податливых целиков со вторичными камерами.
Реализация результатов работы. Внедрение предложенного варианта камерной системы разработки осуществлялось на шахте Естюнинская Высокогорского ГОКа и на шахте Западный Каражал Атасуйского ГОКа, на которых были улучшены технико-экономические показатели.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на 111 Всесоюзном семинаре по горной геофизике (Батуми, 1985 г.), на 1Х Всесоюзном семинаре по измерению напряжений в массиве горных пород (Новосибирск, 1985 г.), на Всероссийской конференции по управлению напряженно-деформированным состоянием массива горных пород при открытой и подземной разработке месторождений полезных ископаемых (Екатеринбург, 1994 г), на Международной конференции "Геомеханика в горном деле - 96" (Екатеринбург, 1998 г.), на Международной конференции «Проблемы геотехнологии и недроведения» (Екатеринбург, 1998 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.
Объем и структура работы. Диссертация со
стоит из введения, 5 разделов и заключения, изложена на 104