3. Типовые задачи управления сдвижением горных пород при подземной разработке калийных месторождений

Методически типовые задачи о сдвижении горных пород, в общих чертах, могут быть классифицированы следующим образом.

Определение параметров, характеризующих изменение НДС подрабатываемой толщи пород:

- задачи по определению конечных величин оседаний (сдвижения) земной поверхности в зоне полной (неполной) подработки (на ВГКЧ мульды сдвижения);

- задачи по определению величины сдвижения земной поверхности на ВГКЧ мульды во времени;

- задачи по определению величины сдвижения (в том числе и во времени) в пределах постоянных краевых частей мульд сдвижения;

- задачи по определению деформаций земной поверхности (наклоны, кривизна, горизонтальные деформации) в пределах постоянных краевых частей мульды сдвижения (в том числе и во времени).

Выбор параметров горнотехнических мероприятий по управлению региональным состоянием массива:

- задачи по корректировке параметров камер и МКЦ для ограничения оседаний и деформации поверхности;

- задачи по корректировке технологий ведения горных работ (например, переход к технологии выемки пластов системами с закладкой выработанного пространства);

- задачи по региональной оценке предпрогнозного состояния пород комплекса водозащитной толщи;

- задачи по оценке целесообразных сроков применения защитных мероприятий применительно к подрабатываемой поверхности, как экологическому объекту.

Круг задач, требующих практического решения, как очевидно, значительно шире перечисленного выше. Но такие задачи обычно требуют существенной конкретизации исходных данных, отвечающих им специфическим положениям методик расчета и т.д. и т.п. Однако рассмотренные задачи, характеризуемые некоторой предельной постановкой, позволяют студенту в общем виде освоить принципиальные методические положения и подходы в решении вопросов регионального управления состоянием подрабатываемого массива горных пород.

4. Определение параметров, характеризующих изменение напряженно – деформированного состояния подрабатываемого массива горных пород.

4.1. Расчет величины конечных оседаний земной поверхности

Задача. Определить величину конечных оседаний для «точки А» поверхности, находящейся на расстоянии l = 330 м от границы выработанного пространства в сторону отработанных участков шахтного поля, на которых комбайновая выемка велась по одному сильвинитовому пласту «АБ». Глубина разработки Н_п = 360 м. Выемочная мощность плата м. Пласт отрабатывается камерной системой разработки с параметрами: ширина камер (с учетом двух межходовых целиков, шириной по 1,5 м каждый) а = 12,6 м; ширина МКЦ b = 8,4 м. Коэффициент технологических потерь составляет k = 1,05. Камеры закладываются с использованием самоходных вагонов пустой породы с коэффициентом уплотнения К_уп = 0,2. Степень заполнения камеры закладкой определяется зависимостью:

,

где - зазор между кровлей и закладкой. Ортогонально ориентированные размеры выработанного пространства составили: D_max = 1000 м и D_min = 800 м.

Решение.

1. Определяю расстояние от границы выработанного пространства по пласту «АБ» до зоны полной подработки.

Рис.2. Схема к решению задачи определения полных оседаний в «точке А».

Сопоставляя величины l и , убеждаюсь, что рассматриваемая «точка А» находится в зоне полной подработки, т.к. (330 м > 252 м).

2. Определяю , , , .

,

где (здесь ширина двух межходовых целиков в очистной камере составляет (1,5 + 1,5) = 3 м).

.

Степень заполнения камеры закладкой определяется при м (для закладки самоходными вагонами).

.

Для заданных D_max = 1000 м и D_min = 800 м коэффициенты степени подработанности поверхности следует принять равными 1.

.

3. Рассчитываю величину конечных оседаний (сдвижения) земной поверхности в зоне полной подработки

.

Ответ. Оседание (сдвижение) земной поверхности в «точке А» при принятых условиях составит .