УПРАВЛЕНИЕ СОСТОЯНИЕМ МАССИВА,

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, СПОСОБЫ УСМ

 

УСМ - управление состоянием массива горных пород.

Горное давление определяется совокупностью воздействий гравитационных, тектонических, сейсмических и других напряжений, имеющихся в нетронутом массиве и возникающих при производстве горных работ, вызывающих деформации пород в элементах выработок и в окружающем их массиве.

Возникающие напряжения являются внутренними реактивными силами, которые противодействуют внешним силам, равны им по величине, но противоположны по направлению и отнесены к единице площади. В результате этих напряжений возникают деформации, которые представляют изменение линейных размеров и формы горнотехнической конструкции.

Горнотехническая конструкция - обобщенное понятие расчетной модели (шахтное поле, выемочный участок, панель, блок, подготовительная или очистная выработка или какой - то ее элемент).

Устойчивым является такое ее состояние, при котором сохраняется целостность элементов горнотехнической конструкции под воздействием горного давления в течение требуемого времени с определенным уровнем надежности в реальном массиве горных пород.

В качестве универсального критерия устойчивости проф. Ерофеев Н.П. предлагает принять запас прочности горнотехнической конструкции, который являющейся важнейшей функцией множества горно-геологических и физико-механических факторов. Запас прочности обычно выражается в инженерных расчетах простым отношением несущей способности конструкции к величине действующих напряжений.

Несущей способностью горнотехнической конструкции считают ее максимально возможное сопротивление действующим напряжением, устанавливаемое на основе теории предельного равновесия, лабораторных и шахтных испытаний или вероятно-статического анализа данных практики.

Когда значение несущей способности и действующих напряжений примерно одинаковы и запас прочности горнотехнической конструкции приближается к единице, то наступает предельное состояние с потенциальной опасностью внезапных нарушений устойчивости, которые и называют динамическими проявлениями горного давления, представленными обрушениями пород кровли, разрушением целиков, деформациями крепи или горными ударами.

Разрушения целиков и потолочин происходят, как правило, в сравнительно медленном темпе (в течение часов, суток, месяцев) и поэтому их рассматривают как предсказуемый и относительно управляемый процесс. Горный удар представляют как мгновенное разрушение предельно напряженных пород, прилегающих к выработке, связанное с накоплением и концентрацией упругой энергии в массиве и ее внезапным и неконтролируемым высвобождением.

Геомеханическая модель горнотехнической конструкции является физико-механической системой с математическим аппаратом, описывающим в координатах пространства и времени напряженно - деформируемое состояние массива пород на определенной стадии горного производства.

Управление состоянием массива горных пород (управление горным давлением при вскрытии, подготовке и разработке рудных тел) включает комплекс научно-обоснованных рекомендаций и инженерно-технических мероприятий, обеспечивающих устойчивость породного массива в пределах шахтного поля, выемочного участок, панели, блока, подготовительной или очистной выработки, необходимых для безопасности и рациональной эксплуатации месторождения полезного ископаемого.

Цель УСМ - снижение или предотвращение опасных проявлений горного давления на различных стадиях освоения месторождения, особенно в призабойном (очистном) пространстве, где непосредственно производятся работы.

 

На рудных месторождениях применяют следующие способы УСМ горных пород: поддержание подработанных пород целиками; поддержание выработанного пространства временно оставляемой (магазинированной) рудой; закладка выработанного пространства; крепление очистного пространства; управление горным давлением посредством обрушения пород.

 

УСМ горных пород поддержанием подработанных пород целиками применяется при системах разработки с открытым очистным пространством (выработанное пространство остается в процессе очистной выемки открытым) при устойчивых и весьма устойчивых рудах и породах, при относительно невысокой ценности полезного ископаемого, при необходимости сохранения земной поверхности.

Камерно-столбовая система разработки


 УСМ горных пород поддержанием выработанного пространства временно оставляемой (магазинированной) рудой

 Назначение замагазинированной руды: для создания рабочей площадки и частичного поддержания пород от обрушений висячего и лежачего боков залежи.


Пример: Система с магазинированием руды блоками

 

 


УСМ горных пород закладкой выработанного пространства

Назначение закладки: поддержание выработанного пространства от обрушения и может служить рабочей площадкой. Системы с закладкой могут применяться при разработке ценных или пожароопасных руд, необходимости сохранения земной поверхности, а так же при высоком горном давлении и опасности возникновения горных ударов.


Пример 1: Система разработки горизонтальными слоями с твердеющей закладкой

 



 Пример 2: Система разработки подэтажно-камерная с твердеющей закладкой и камерно-целиковым порядком выемки


УСМ горных пород креплением очистного пространства

Рабочее очистное пространство и выработанное пространство закрепляются усиленной крепью для поддержания руды и породы от самообрушения.

Управление горным давлением посредством обрушения пород

Системы разработки с обрушением можно применять, если допускается обрушение земной поверхности.

Пример 1: системы разработки слоевого обрушения

Выработанное пространство заполнено обрушенными породами. Рабочее очистное пространство закреплено усиленной крепью. Отработка слоями сверху – вниз.

 

 



Пример 2: Системы разработки подэтажного и этажного обрушения

Наличие непосредственного контакта руды с породой. Рабочее очистное пространство отсутствует, работы выполняются из специальных выработок.

Системы разработки подэтажного обрушения

 


Системы разработки этажного обрушения


Система этажного обрушения применяется в двух основных вариантах с естественным и принудительным обрушением руды. При естественном обрушении руда должна легко обрушаться небольшими кусками при ее подсечке; при принудительном – руда может быть любой крепости и устойчивости.

Порядок отработке этажа может быть одностадийным и двухстадийным.

При одностадийной выемке, а также выемке камер отбойку руды можно осуществлять послойно или секционно (несколькими слоями).

Обрушение целиков и потолочин на компенсационные камеры осуществляется, как правило, в один прим. При самообрушении не допускается чрезмерного отставания обрушения от поверхности выпускаемой руды.












Дата: 2019-02-25, просмотров: 143.