Метод оценки устойчивости целиков Д.Ф. Коутса
Метод предназначается для оценки устойчивости ленточных целиков принятых размеров при известных размерах камер и ширине разрабатываемого участка месторождения (рис.57).
Рис.57. Схема к расчету целиков по методуД.Ф. Коутса
Рис.58. График зависимости прочности образцов от их размеров
Напряжение в междукамерных целиках рассматривается как результат напряженного состояния массива до начала очистных работ и влияния очистной выемки. Прочность целиков (вследствие микро нарушений) снижается с увеличением их размеров (рис.58 ). Зависимость строится на основе испытания на простое сжатие образцов разных размеров, но с постоянным отношением ширины к высоте, равным этому отношению для целиков. Процедура расчета сводится к следующему;
1. Производятся лабораторные испытания на сжатие образцов из материала целика разных размеров, но с отношением ширины к высоте таким же, как у целиков. Результаты заносятся в табл. 4.
2. По данным табл. 4 строится график рис.71. Из графика находится предел прочности на сжатие Q0 для образца объемом в одну единицу и угол ψ.
3. На основе лабораторных исследований определяется число микронарушений в единице объема образца n0. Принимается, что число микронарушений пропорционально объему образца (и целика). Предел прочности на сжатие целика рассчитывается по формуле
4. Определяется стандартное отклонение предела прочности целика по формуле
.
Величина K принимается как среднее из испытаний образцов по табл. 5.
,
где m – число строк в табл.6.
,
где
n1 – число микронарушений в образце наименьшего объема V1, n1 = n0V1;
nu – число микронарушений в образце с объемом Vu, nu = n0Vu;
nB – то же в целике с объемом VB, nB = n0VB
– стандартное отклонение прочности для образца наименьшего объема V1.
– то же для образца с объемом Vu.
Таблица 5
Число испытаний | Высота образца, H | Объем образца, Vu | Предел прочности на сжатие, Qu | Стандартное отклонение предела прочности, SDu |
Таблица 6
Объем образца | Число микронарушений, nu = n0Vu | SDu | Кu |
5. Определяется коэффициент вариации прочности целика
6. Задаемся допустимым процентом целиков недостаточной прочности η. По рис.58 при известном СV находим допустимое напряжение в целике α в процентах от средней прочности целика.
Тогда допустимое напряжение в целике составит
7. Определяем расчетное напряжение в целике по формуле
S0 – напряжение в переднем массиве по нормали к плоскости развития очистных работ (при горизонтальном залегании рудного тела S0 = γz)
Для случая постоянной ширины камер и междукамерных целиков :
,
где
– дополнительное напряжение, возникающее в целике в результате очистных работ;
R – коэффициент извлечения руды камерами;
– отношение напряжений (см. рис.57 );
St – напряжение в породном массиве в плоскости, перпендикулярной плоскости развития очистных работ;
;
H – высота целиков;
L – ширина отрабатываемого участка (см. рис. 57);
μ – коэффициент Пуассона для вмещающих пород;
μр – коэффициент Пуассона для материала целиков;
; ; ;
Е – модуль упругости вмещающих пород
Ер – то же целика;
N – число целиков, размещаемых на ширине отрабатываемого участка L; B = B/L;
В – ширина междукамерных целиков; π = 3,14.
8. Определяем коэффициент запаса прочности
.
9. Коэффициент запаса по средней прочности целика
10. Отношение среднего расчетного напряжения в целике к его средней прочности
11. По графику рис.58 для заданных значений α = αа и Сv уточняем вероятный процент целиков с недостаточной прочностью nf.
12. Принимается решение о допустимых размерах целиков.
Дата добавления: 2014-12-21; просмотров: 1221;