- •Министерство образования и науки
- •Предисловие
- •Изучение характера сдвижения земной поверхности и массива горных пород при очистной выемке
- •Теоретические положения
- •Порядок выполнения работы
- •1. Определение высоты зоны обрушения
- •2. Определение параметров зоны полных сдвижений
- •3. Определение параметров мульды сдвижения
- •4. Определение параметров зоны разгрузки
- •5. Определение параметров зоны опорного давления
- •6. Расчет расстояния до точки максимума опорного давления
- •7.Расчет максимальных напряжений в зоне опорного давления
- •3. Определение параметров мульды сдвижения
- •4. Определение параметров зоны разгрузки
- •5. Определение параметров зоны опорного давления
- •6. Расчет расстояния до точки максимума опорного давления
- •7.Расчет максимальных напряжений в зоне опорного давления
- •8. Определение коэффициента концентрации напряжений
- •9. Построение схемы главного сечения мульды сдвижения вкрест простирания и расположения зон обрушения, полных сдвижений, разгрузки и опорного давления
- •Вопросы для самоконтроля
- •Ргр № 2. Оценка удароопасности угольных пластов и определение зон влияния разрывных и пликативных нарушений на формирование очагов горных ударов
- •Теоретические положения
- •Выполнение работы
- •Определение коэффициента удароопасности угольного пласта
- •2. Определение ширины зоны тектонического влияния разрывного нарушения
- •3.Определение ширины зоны тектонического влияния синклинальной и антиклинальной складок
- •4.Определение размеров зоны повышенных напряжений разрывного нарушения
- •5.Определение размеров зоны повышенных напряжений синклинальной и антиклинальной складок
- •Определение заданных условий для варианта № 25.
- •Расчет коэффициента удароопасности угольного пласта
- •Определение ширины зоны тектонического влияния синклинальной и антиклинальной складок
- •Определение размеров зоны повышенных напряжений разрывного нарушения
- •5. Определение размеров зоны повышенных напряжений синклинальной и антиклинальной складок
- •6. Изображение схемы расположения зон тектонического влияния и зон повышенных напряжений для разрыва и складок.
- •Варианты заданий
- •Вопросы для самоконтроля
- •Построение границ защищенных зон и повышенного горного давления
- •Теоретические положения
- •Методика построения границ защищенных зон (по вними)
- •Пример выполнения работы
- •1. Определение минимально допустимой мощности междупластья
- •2. Определение эффективной мощности mэф
- •6. Определение размеров области восстановления опасных нагрузок (зона 5)
- •7. Определение величин допустимых опережений
- •Пример выполнения работы
- •1. Определение минимально допустимой
- •Вопросы для самоконтроля
- •Варианты заданий
- •Ргр № 4 прогноз критической глубины выбросоопасности угольных пластов на стадии геологической разведки в условиях кузбасса
- •Теоретические положения
- •Методика определения критической глубины выбросоопасности угольных пластов
- •Пример выполнения работы
- •Пример определения градиента нарастания метаноносности угольных пластов с увеличением глубины на первые 100 м от поверхности метановой зоны
- •Определение критической глубины выбросоопасности угольных пластов Пример определения критической глубины выбросоопасности угольных пластов на стадии геологической разведки
- •Вопросы для самоконтроля
- •Варианты заданий
- •Ргр № 5 расчет устойчивости борта карьера
- •Теоретические положения
- •Выполнение работы
- •2. Расчет параметров откоса и порядок построения основной поверхности скольжения
- •Пример выполнения работы
- •2. Расчет параметров откоса и порядок построения основной поверхности скольжения
- •3. Проверочный расчет
- •Список рекомендуемой литературы
Пример выполнения работы
Определение заданных условий для варианта №25.
1. Из таблицы 5.2 выбираем значение коэффициента запаса устойчивости для рабочего борта при сроке службы до 5-ти лет:
nф = 1,2.
2. Физико–механические характеристики пород борта карьера для своего варианта определяем из таблицы 5.6 и записываем их в виде таблицы 5.3.
. Таблица 5.3
Таблица исходных данных
Вариант |
Высота рабочего борта карьера, H, м |
Литологическое наименование пород в вертикальном разрезе |
Мощность слоев, m, м |
Объемный вес пород, γ, кН/м3 |
Сцепление пород, К, кПа |
Угол внутреннего трения, ρ, град |
25 |
65 |
Аргиллит |
10 |
22,5 |
40 |
27 |
|
|
Глинистый песчаник |
12 |
22 |
8 |
21 |
|
|
Песчаник |
14 |
23 |
135 |
24 |
|
|
Алевролит углистый |
18 |
21 |
120 |
30 |
|
|
Уголь |
11 |
14,5 |
160 |
28 |
Расчет параметров и порядок построения ориентировочной поверхности скольжения.
Рассчитываем средневзвешенные по мощности значения сцепления в массиве , коэффициента внутреннего трения tgpcp и объемного веса пород γср по формулам (5.17 – 5.19)
,
2. Из таблицы 5.2 принимаем значение коэффициента запаса устойчивости равным nф = 1,2 и по полученным средневзвешенным по мощности характеристикам вычисляем предварительные расчетные характеристики , , ρn и γn по формулам 5.20 – 5.23
,
ρn = arctgρn = 220,
3. Рассчитываем высоту вертикальной площади отрыва Н90 по формуле 5.24
4.Исходя из заданной высоты борта Н =65 м вычисляем приведенное значение высоты по формуле 5.25
По рассчитанным значениям Н′ = 5,63 и ρn = 220 и по графику зависимости между высотой плоского откоса и его углом (рис.5.3) определяем значение соответствующего угла откоса
α = 450.
Рис. 5.3. График зависимости высоты плоского откоса от его
угла:
а и б - схема расположения поверхности скольжения в откосе при ρn < 13º (1) и α < 45о- ρn/2 - в остальных случаях (2)
Рис. 5.4. График зависимости между высотой откоса и
шириной призмы обрушения
График зависимости между высотой откоса и шириной призмы обрушения построен в прямоугольных координатах: по оси абсцисс отложена условная величина ширины призмы обрушения а′ = а/Н90, а по оси ординат условная высота откоса . Графиком пользуются следующим образом. По заданным физико-механическим характеристикам определяют Н90 и условную высоту как отношение , далее определяют точку пересечения ординаты, равной , на графике с кривой, соответствующей заданному ρ, а на оси абсцисс находят условную ширину призмы обрушения а′; действительная ширина призмы обрушения а определяется умножением а’ на величину H90 .
Рис. 5.5. Расчет устойчивости откоса плоского профиля методом круглоцилиндрической поверхности скольжения
6. Определив значение α = 450, рассчитываем значение ширины призмы возможного обрушения а по формуле 5.26
(м).
7. На миллиметровой бумаге в выбранном масштабе 1 : 500 или 1 : 1000 строят предварительный профиль откоса в следующем порядке (рис.5.6).
7.1. По заданной глубине карьера H =65 м строим вертикальный геологический разрез вкрест простирания борта карьера. От верхней границы откладывается мощность наносов (m1 = 10 м, m2 = 12 м, m3 =14 м, m4 = 18 м и m5 =11 м) под расчетным углом падения α = 480.
7.2. От верхней бровки откоса (точка А) откладывают величину а = АВ = 9,21 м – расчетную ширину призмы обрушения. Из точек А и В вертикально откладывают Н90 = 13,87 м, а из точек А′ и В′ проводят линии под углом 450 + 220/2 к горизонту до пересечения в точке С. Из точки С восстанавливают перпендикуляр к линии В′С до пересечения его в точке О с перпендикуляром, восстановленным из точки М (нижняя точка откоса уступа) по направлению МN, составляющему с линией откоса (МА) угол
Е = 450 – 220/2. Радиусом R = ОС = ОМ проводят дугу. Линия ВВ′СМ является ориентировочной поверхностью скольжения.
Рис. 5.6. Построение ориентировочной поверхности скольжения