Пример 2.1. Определить предельно допустимый пролет обнажения проектируемой камеры, сооружаемой на глубине Н = 500 м. Угол падения залежи (и кровли камеры) ɑ° = 30°. Кровля камеры представлена слабонарушенными толстослоистыми известняками. Длина камеры Lкам= 50 м. Отбойка руды мелкошпуровая. Коэффициент Пуассона μ = 0,25.
Решение. Так как сведения о количественных характеристиках нарушенности трещинами и физико-механических свойствах горного массива отсутствуют, то возможно лишь ориентировочное решение на основе статистических данных (см. табл. 2.1).
По табл. 2.1 для пород данного типа l = 12 м. Табл. 2.1 оценивает параметры обнажения при Lкам>31, т.е. при l = 12 м это условие выполняется. Однако эта таблица составлена на основе статистических данных для глубины 200-350 м. При проектировании для глубин до 600-700 м следует пользоваться зависимостью (2.1), приняв в качестве Н среднее значение, при котором были получены данные табл. 2.1, т. е.
Н = (200 + 350) / 2 = 275 м.
Составив пропорция 122*275 = l *500 = const, получим для горизонтального залегания
l = 
= 8,9 м.
Наклон поверхности обнажения можно учесть на основе формулы (2.2). Тогда
l α = 8,9/ 
= 10,3 м.
Возможен другой метод решения. Так как длина камеры сопоставима с ее шириной, по рис. 2.1 для устойчивых пород (см. табл. 2.1) при длине камеры L кам = 50 м получим l = 13 м, а с учетом глубины и угла падения соответственно
l = 
= 9,6; l α = 9,6/ = 11 м.
Таким образом, ориентировочно допустимый по устойчивости обнажения пролет при проектировании камеры в данных условиях 10-11 м. Как любое расчетное значение, это следует считать предварительным, требующим экспериментальной проверки.
Пример 2.2. Установить допустимую наклонную ширину камеры для следующих условий: породы имеют блочное строение; угол падения залежи α = 45; длина камеры L кам = 55 м. На основании опытных данных известно, что обнажения пород блочного строения по простиранию длиной 50 м (длина камеры) и 40 м по падению при угле наклона 30° было устойчивым.
Решение. Чтобы воспользоваться графиком (рис. 2.2) необходимо пролет l α = 40 м для угла α = 30° привести к условию α = 0°. Согласно формуле (2.2) приведенный пролет
l' = l α 
= 40 = 34,6 м.
По номограмме (рис 2.2) для L кам = 50 м и l' 34,6 м получим Z = 20. При L кам= 55 м найдем и l = 31 м. Пересчитываем для α = 45°. Тогда
l α = l / 
= 31/0,71 = 43,8 м.
Пример 2.3. Найти допустимую ширину камеры для условий вновь вскрываемого участка месторождения с блочным строением пород. По данным предварительной разведки породы умеренно трещиноваты. Средний размер блоков не менее 0,5м, вторичные изменения 15-20%, прочность пород при сжатии 70 МПа. Залегание рудного тела пологое. Отработку планируется осуществить камерно-столбовой системой разработки с длиной камер 70 м. возможно пребывание людей в камере.
Решение. Сведения о максимальных фактических параметрах устойчивых обнажений отсутствуют. Поэтому воспользуемся табл. 2.2. Заданным свойствам пород соответствует Z = 15 ÷ 19. По графику (рис. 2.2) длине камеры 70 м соответствует пролет l = 19 ÷ 24 м, или если принять среднее значение параметра (Z = 17), то l = 24 м. Так как предусмотрено пребывание в камере людей, то ширина камеры должна быть уменьшена вдвое, т.е. l = 12 м.
Варианты для решения практической работы «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ПРОЛЕТОВ ОБНАЖЕНИЯ ПОРОД В ОЧИСТНЫХ КАМЕРАХ»
По примеру задачи 2.1 Таблица 1
| № | Н | α | Lкам | порода кровли | Найти |
| Устойчивые | l α, Z | ||||
| Средней устойчивости | |||||
| Слабоустойчивые | |||||
| Неустойчивые | |||||
| Устойчивые | |||||
| Средней устойчивости | |||||
| Слабоустойчивые | |||||
| Неустойчивые | |||||
| Устойчивые | |||||
| Средней устойчивости |
Таблица 2
По примеру задачи 2.3
| № | Средний размер блоков, м | Вторичные изменения, % | Прочность пород в массиве при сжатии, МПа | Значение параметраZ | порода кровли | Lкам |
| 1,5 | 20-25 | Устойчивые | ||||
| 1,0 | <20 | 15-19 | Средней устойчивости | |||
| 0,3 | 20-30 | 40-60 | 10-14 | Слабоустойчивые | ||
| 0,1 -0,25 | 30-40 | 10-40 | 6-9 | Неустойчивые | ||
| > 1,0 | >80 | >20 | Устойчивые | |||
| 0,5-1,0 | <20 | 60-80 | 15-19 | Средней устойчивости | ||
| 0,25-0,5 | 20-30 | 40-60 | 10-14 | Слабоустойчивые | ||
| 0,1 -0,25 | 30-40 | 10-40 | 6-9 | Неустойчивые | ||
| > 1,0 | >80 | >20 | Устойчивые | |||
| 0,5-1,0 | <20 | 60-80 | 15-19 | Средней устойчивости |
Контрольные вопросы:
1. Как могут устанавливаться размеры обнажений пород висячего бока и руды, которые находятся в стадии проектирования?
2. Как учитывается влияние угла падения?
3. С какой зависимостью производится проектировании систем разработки для глубоких горизонтов (до 600-700 м)?
4. Каким значением обладает допустимый пролет для устойчивых пород?
5. Какие породы кровли относятся к неустойчивым породам?
Глоссарий:
Кровля - горные породы, залегающие непосредственно над пластом (жилой, залежью) полезного ископаемого.
Устойчивость - способность горного объекта функционировать с заданными параметрами в определённых условиях в течение требуемого отрезка времени.
Камера - подземная горная выработка, имеющая при сравнительно больших поперечных размерах небольшую длину; предназначена для размещения функциональных технологические устройств, оборудования, материалов, инвентаря и др., а также ведения очистных работ при камерной системе разработки и камерно-столбовой системе разработки.
Обнажение горных пород - непосредственный выход коренных пород на земную поверхность, обычно встречающийся по берегам рек, крутым склонам горных хребтов и в их гребнях и т. п.
Горизонт- совокупность горных выработок, расположенных на одном уровне; характеризуется абсолютными или относительными отметками.
Темы рефератов:
1. Влияние устойчивости пород при применении шпуровой отбойки.
2. Применение очистных камер при подземном способе выемки полезного ископаемого.
3. Зависимость пролета обнажений от состава и строения пород.
4. Характеристика устойчивых горных пород.
5. Влияние устойчивости пород при применении скважинной отбойки.
6. Сланцы осадочного и метаморфического происхождения.
Блиц-тест:
1. Что зная в соответствии с табл. 2.1 или рис. 2.1, можно установить допустимый пролет для глубин до 600-700 м.
A. l2H
B. Е2H
C. ТH
D. А
E. Н
2.Для какой кровли могут быть использованы методы определения допустимых пролетов ограниченного круга горнотехнических условий?
A. для слаботрещиноватой кровли
B. для трещиноватой кровли
C. для весьматрещиноватой кровли
D. для среднейтрещиноватой кровли
E. для малотрещиноватой кровли
3. По аналогии с чем могут устанавливаться допустимые размеры обнажений пород висячего бока и руды в стадии проектирования?
A. с другими месторождениями, имеющими сходные признаки
B. других предприятий
C. конкурирующих аналогов
D. заводов изготовителей
E. фирм заказчиков
4. С помощью чего можно определять допустимый пролет в камерах при блочном строении пород?
A. номограммы
B. ноосферы
C. кардиограммы
D. полограммы
E. схемы
5. Допустимый пролет слабоустойчивых пород:
A. 5-8
B. 4-6
C. 8-9
D. 1-3
E. 2-7
Литература: