 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ
| Определение величины опускания кровли.
Практическая работа №4 Прогноз условий отработки лав пологих пластов Донбасса и выбор рациональных параметров их крепления Исходные данные (7 вариант): Геологические факторы Степень метаморфизма пород, соответствующая маркам угля – Ж. Частота трещин пород непосредственной кровли, 1/м – 0,1. Предел прочности пород непосредственной кровли на одноосное сжатие Литологическая принадлежность пород непосредственной кровли – алевролит – песчаник. Мощность пород непосредственной кровли, Мощность пород основной кровли, Крепость пород основной кровли − Мощность пород непосредственной почвы – 0,8 м. Крепость пород непосредственной почвы − Вынимаемая мощность пласта – 0,8 м. Колеблемость мощности пласта (максимальное и минимальное значение, м) – пласт по мощности выдержан. Глубина разработки – 250 м. Положение лавы в складчатой структуре – верхнее. Шаг обрушения пород основной кровли – 17 м. Водоприток в лаве, м3/ч – лава сухая. Наличие агрессивных вод – нет. Угол падения пласта – 10°. Характеристика геологического нарушения – в пределах выемочного поля геологических нарушений нет. Сопротивление пород непосредственной почвы вдавливанию – 60 кгс/см2 Технологические факторы: Длина лавы – Скорость подвигания очистного забоя Угол встречи основной системы трещин массива пород с линией очистного забоя – Ширина захвата исполнительного органа выемочной машины – 0,8 м. Длина выемочного поля – 1000 м. Литература: «Рекомендации по прогнозированию условий отработки лав пологих пластов Донбасса и выбору рациональных параметров их крепления». Коммунарск, 1980. Область применения «Рекомендаций…» − пологие пласты Донецкого бассейна как на стадии действующей шахты, так и на стадии геолого-разведочных работ. В основу классификаций, предложенных в рекомендациях, положено 3 показателя: специальный параметр «а», характеризующий удельную величину опускания кровли в лаве, устойчивость и обрушаемость пород кровли. Первый показатель является основным, так как позволяет автоматически разделить все многообразие условий отработки лав пологих пластов Донбасса на 3 однородных класса. Вторым классификационным показателем является устойчивость нижних слоев непосредственной кровли, категории которой оцениваются качественно: устойчивые, средней устойчивости и неустойчивые. Третьим классификационным показателем является степень обрушаемости пород основной и непосредственной кровель. Прогнозной оценке поведения пород в очистном забое и выбору параметров его крепления предшествует составление геолого-технологического паспорта лавы по приведенной в таблице 3.1 форме. 1. Прогноз условий отработки лав 1.1. Определение класса условий отработки лавы Определение класса условий отработки лавы производится по таблице 4.1, позволяющей решить два актуальных вопроса (альтернативы): относится ли заданное сочетание условий отработки забоя к I классу или к оставшимся 2-м (II или III). Если оно относится к оставшимся двум классам, то к какому из них – ко II или к III. Практическое применение таблицы 4.1 сводится к следующему. Определение класса условий альтернативы 1. При этом суммируются прогностические коэффициенты ПК, соответствующие признакам условий ее отработки. Суммирование производится в порядке расположения факторов в таблице. Необходимо помнить, что суммирование коэффициентов по каждой альтернативе необходимо начинать с прогностического коэффициента априорной вероятности ПКАВ, указанного над полем таблицы. Суммирование продолжается до тех пор, пока не будет достигнут или превышен теоретический порог, равный ± 83. Если åПК³+83, то принимается решение: условия отработки лавы относятся к I классу. Если åПК³−83, то принимается решение: условия отработки лавы относятся ко II или III классу, и тогда необходимо перейти к суммированию прогностических коэффициентов по альтернативе 2. При достижении åПК³+83 принимается решение в пользу II класса, а при åПК³−83 − в пользу III класса. В случае, если просуммированы все прогностические коэффициенты, а теоретический порог ± 83 не был достигнут, сумму сравнивают с эмпирическим порогом, равным +77 для альтернативы 1 и + 10 для альтернативы 2. При этом решение выносится в пользу I класса, если åПК³+77 и в пользу II и III классов, если åПК<+77. В последнем случае (åПК<+77) также необходимо перейти к суммированию коэффициентов по альтернативе 2, а полученную сумму сравнить с порогом +10. Если åПК>+10 − II класс условий, åПК³+10 − III класс условий. Пример использования таблицы приведен на стр. 18-19 рекомендаций. 1.2. Прогноз устойчивости нижних слоев непосредственной кровли Выполняется в соответствии с §4.2 по прогностической таблице 4.2. Использование данной таблицы аналогично использованию таблицы 4.1. Различия заключаются лишь в значениях теоретических и эмпирических порогов. Теоретический порог для таблицы 4.2 равен ±95, эмпирические пороги для альтернативы 1 и 2 равны соответственно +8 и − 35. Пример приведен на стр. 23 рекомендаций. 1.3. Оценка обрушаемости пород основной и непосредственной кровли В соответствии с §4.3 для оценки обрушаемости пород непосредственной кровли применяется формула 4.6, для основной кровли – формула 4.7. При величине критерия Необходимо отметить, что при При величине критерия 1.4. Определение величины опускания кровли 1) В случае, когда нет труднообрушаемой кровли, величины опусканий кровли определяются в соответствии с классом условий отработки по одной из формул: 4.1, 4.2 или 4.3. 2) В лавах с труднообрушаемыми кровлями определяются максимальные величины опусканий кровли по формулам: − для мехкрепей – 4.8; − для индивидуальной крепи – 4.9. 2. выбор параметров крепления очистного забоя 2.1. Исходя из основных положений, предложенных в рекомендациях, и области применения принимаем средства крепления лав. 2.2. В масштабе изображаем участок лавы в плане и сечения с указанием параметров. 2.3. Для индивидуальной крепи по формуле 5.1 рассчитываем плотность установки призабойной крепи. 2.4. Выбор типоразмера крепи осуществляется по формулам 5.2-5.5. 2.5. Проверка по сопротивлению крепи осуществляется по формулам 5.19-5.28, причем результат по формуле 5.21 должен быть меньше или равен паспортному удельному рабочему сопротивлению крепи и соответствовать требованиям пункта 5.4.6 данных рекомендаций. Выполнение практической работы 1. Определяем к какому классу принадлежат условия отработки лавы По альтернативе 1 суммируем прогностические коэффициенты, соответствующие признакам заданных условий:
Т. к. теоретический порог ±83 не был достигнут, сумму сравниваем с эмпирическим порогом +77. -66<+77, отсюда следует, что условия отработки лавы относятся ко II или к III классу. Для принятия окончательного решения переходим к суммированию прогностических коэффициентов по второй альтернативе:
Т. к. теоретический порог ±83 не был достигнут, сумму сравниваем с эмпирическим порогом +10. -23<+10, принимаем решение в пользу III класса. 2. Прогноз устойчивости нижних слоев непосредственной кровли. Суммируя по первой альтернативе значения прогностических коэффициентов, соответствующие признакам условий отработки лавы, получим:
Теоретический порог достигается уже при суммировании первых трех факторов. Т. к. +130>+95, принимаем решение о том, что нижние слои непосредственной кровли относятся к категории устойчивых. 3. Оценка обрушаемости пород основной и непосредственной кровли.
следовательно, породы непосредственной кровли относятся к нетруднообрушаемым.
следовательно, основная кровля относится к нетруднообрушаемым. Определение величины опускания кровли. Абсолютные величины максимальных опусканий определим по формуле для III класса условий:
где
|
, кгс/см2 – 800 ( 
=8,0).
=0,9 м.
=9,0 м.
=190 м.
=0,8 м/сут.
=14°.
(формула 4.6) породы непосредственной кровли относятся к труднообрушаемым, а при 
– к нетрудно обрушаемым.
кгс/см2 никогда не будет наблюдаться труднообрушаемых кровель.
(формула 4.7) основная кровля относится к труднообрушаемым, а при величине 
– к нетрудно обрушаемым.
, м,
− расстояние от линии очистного забоя до места установки стойки, м;
− удельное рабочее сопротивление механизированной крепи;
м