Распределение напряжений на искусственный и рудный массивы при применении твердеющей закладки.

#

Когда месторождения отрабатываются камерными системами без закладки вся нагрузка от веса подработанных пород воспринимается междукамерными целиками и прилегающим к выработанному пространству рудным (или породным) массивам. Последующее заполнение камер твердеющим закладочным материалом существенно изменяет первоначальное распределение напряжений. Многолетней практикой установлено, что твердеющие смеси существенно упрочняют целики и повышают их несущую способность, предотвращают опасные деформации окружающих пород.

Степень упрочнения рудного целика после закладки смежных камер можно характеризовать коэффициентом упрочнении, учитывающим соотношение упругих характеристик руды и закладочного материала.

Монолитный закладочный материал не только упрочняет рудные целики, но и воспринимает на себя давление вышележащих пород, если он плотно подпирает кровлю камеры. И все-таки вследствие значительной разницы в прочности руды и искусственных опор, основную роль поддержания выполняют междукамерные и панельные целики.

Когда отрабатываются рудные целики давление перераспределяется. Максимальные нагрузки приходятся на жесткие междукамерные и панельные целики и уплотненный закладочный массив, работающий в условиях всестороннего сжатия.

На стадии последовательной отработки рудных целиков в зависимости от порядка их выемки могут возникать различные комбинации целиков с искусственными опорами. На практике наиболее часто встречаются комбинированные опоры бетон-руда-бетон, руда-бетон-руда, бетон руда. Испытания на моделях показали что общие предельные деформации комбинированной опоры больше предельных деформаций отдельных составляющих ее элементов. Рудный целик, располагаемый между бетонными опорами обладает более высокой несущей способностью, так как он работает в условиях всестороннего сжатия. Общая несущая способность опоры возрастает с увеличением отношения комбинированной опоры и повышением прочности закладочного материала.

Для предотвращения деформирования и разрушения рудных и бетонных опор все образующиеся в процессе отработки пустоты должны своевременно заполняться закладочным материалом. После полной отработки и закладки выработанного пространства давление будет распределяться на закладочный массив и панельные целики, которые в дальнейшем могут быть извлечены.

Величина опорного давления на искусственный массив и панельные целики зависит от пролета подработки, прочности пород, слагающих целик, и компрессионных свойств закладочного массива. При жестких закладочных смесях, когда коэффициент копрессии невелик и материал надежно подпирает кровлю, давление на краевые зоны рудного массива нарастает медленнее , чем при податливых смесях. На практике коэффициенты компрессии бетонной закладки изменяются в пределах от 2 до 10%, как правило, не превышают 15%.