3. Расчет устойчивых пролетов обнажений.

1. Допустимые пролёты обнажения.

Допустимые пролёты обнажения устанавливают, как правило, на основе горных экспериментов, проводимых по специальной методике, например, по методике ВНИМ для камерно-столбовых систем разработки.. Расчетные методы применимы в ограниченных условиях (например, при однородных породах кровли), однако и в этих случаях результаты следует рассматривать как предварительные, требующие дальнейшего экспериментального уточнения.

Наиболее разработаны расчетные методы для кровель, представленных ненарушенными или слабо нарушенными слоистыми породами.

По известной формуле В.Д. Слесарева предельный пролёт, при котором пролеты кровли испытывают максимальные деформации без нарушения их целостности, для протяженных выработок (длина во много раз больше ширины), м.

_(3.1)

_{где σр – предел прочности пород кровли при растяжении, МПа; h0 – мощность нижнего несущего слоя кровли, м; γ – средний удельный вес пород кровли, кН/м}³_{; α – угол падения залежи, градус.}

Согласно методики ВНИМИ допустимый пролёт обнажения рассчитывается по формуле:

_(3.2)

_{где σизг – предел прочности нижнего несущего слоя кровли при изгибе (σизг=(2-5) σр), МПа; kп – коэффициент пригрузки нижнего несущего слоя весом налегающих слоев; n – коэффициент запаса прочности (по данным ВНИМИ равен 2-3).}

_{На основе рассчитанной допустимой длине пролета обнажения принимаем ширину слоя 45м. А так же на основе исходных данных}

_{принимаем высоту слоя 4м и длину 100м.}

2. Прочность закладки по условию допустимых деформаций.

При работе под охраняемыми объектами требуется обосновать прочность закладки по фактору сохранности объекта. Для этого находятся допускаемые деформации и по этим данным подбирается закладка с необходимыми характеристиками.

_(3.3)

где К_ш – коэффициент, учитывающий шахтные условия (0,81,0)

_у – напряжения, возникающие в искусственном массиве при кратковременном нагружении в условиях всестороннего сжатия лил .то требуемая прочность в тех же условиях нагружения.

_(3.4)

где - К_ - коэффициент, учитывающий характер нагружения и условий работы массива закладки, принимать:

для целиков из твердеющей закладки

К_ = 0,65 – целики окружены такой же закладкой;

К_ = 0,75 – целики окружены гидравлической закладкой;

К_ = 0,8 – целики окружены сыпучей закладкой

К_= 1 – целики ничем не окружены.

_з – напряжение, создаваемое нагрузкой от налегающих пород;

_(3.5)

- коэффициент влияния угла наклона залежи

; (3.6)

- коэффициент бокового давления

- коэффициент влияния геометрических размеров выработанного пространства на перегрузку от веса налегающих пород.

L min/H	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1.0
KH	0.61	0.73	0.75	0.85	0.88	0.91	0.93	0.95	0.97	1.0

L_min – минимальный размер залежи по короткой стороне

_{Кн принимаем равной 0,97}

- допустимые относительные деформации налегающих пород

_(3.7)

- полное расчетное сцепление пород кровли

_(3.8)

Н_min – минимальная глубина расположения массива закладки

К_без – коэффициент безопасности

Категория объекта К_без

I 300

II 200

III 100

I категория – все ответственные сооружения: ж/д пути, русла рек, водоемы. Многоэтажные дома (более 4-х этажей), сооружения подъемного комплекса.

II категория – дома с этажностью 3 и менее, вспомогательные стволы, ж/д линии местного назначения, газопроводы, нефтепроводы.

III категория – борта карьеров, поземные выработки, шоссейные дороги, сети.

Т.к. над выработкой проходит шоссе объект относится к III категории поэтому коэффициент безопасности принимаем равным 100.

- упругие смещения пород кровли

(3.9)

- коэффициент, учитывающий соотношение размеров подработки

 - отношение короткой стороны к длинной

- безразмерная координата точки

- коэффициент Пуассона пород

Е_п – модуль деформации налегающих пород;

- смещения деформации, вызванные недозакладкой этажного пространства . Следует принимать:

на пологих месторождениях -

м при камерных системах

м при слоевых системах

на крутых месторождениях

м.