ЛЕКЦИЯ №7 План лекции : 1. УСМ при системах с закладкой при разработке угольных

разработке угольных месторождений: 1.1. Полная и частичная закладка выработанного пространства. Технология

работ. 1.2. Виды закладки, требования к закладочным материалам, транспортирование в очистное пространство. Достоинства и недостатки, условия применения.

2.1. Распределение опорного давления при камерных системах разработки с закладкой.
2.2.

Расчет прочности твердеющей закладки при разработке пологопадающих месторождений.
2.3. Расчет прочности твердеющей закладки при разработке крутопадающих месторождений.

разработке угольных месторождений данный способ управления горным давлением применяется в

исключительных случаях и имеет два варианта: полная и частичная закладка.

Удельный вес добычи угля с закладкойвыработанного пространства.

СНГ – 0,8%Польша – 37,5%Франция – 28,7%Германия – 9,4%Бельгия – 8,6%

Частичная закладка применяется крайне редко.

весьма трудно обрушающиеся породы h

≤ 0,15mR, где h - величина опускания кровли в призабойном пространстве; m – мощность пласта, м; R – ширина призабойного пространства, м.

помощи бутовых полос, возводимых по простиранию (или по падению) на

пологих и наклонных пластах при выемке по простиранию (или по падению).

2 – 4 м) высота подрывки (0,8 – 1,5 м)
hп

= m∙Lб /(bkр),
где m — вынимаемая мощность пласта, м; Lб — ширина бутовой полосы, м; kр = 2÷2,2— коэффициент разрыхления породы при закладке.

Подрывка в бутовом штреке может быть нижней (почвы) или верхней (кровли). В шахтах, опасных по газу, следует подрывать почву.

Технология наращивания бутовой полосы
1 – бутовая полоса;
2 – бутовый штрек;
3 – ходовой шпур;
4 – оконтуривающая органка (для предохранения призабойного пространства от взрывных работ)

он недолжен выделять вредных газов в выработанное пространство;
- небольшая усадка

(не > 15 – 20%);
- минимальная стоимость. Необходимо ориентироваться на местные материалы;

закладочного массива различают:
- ручную (при небольших объемах);
- самотечную;
- механическую (применяется

редко, отсутствуют надежные средства закладки);
- пневматическую;
- гидравлическую.

минимальная абразивность для уменьшения износа металлических труб и резиновой ленты;
-

при пневматическом и механическом:
- минимальное количество пылевых фракций;

не размокать а ней, содержание глинистых фракций не > 10%.

Небольшое количество глины (до 10%) способствует повышению качества закладки (повышает плотность закладки и воздухонепроницаемость).

ограждения):
1 – призабойные стойки; 2 – якорное устройство; 3 –

органка; 4 – ограждение; 5 – рештаки для угля

1 – ДЗМ-2; 2 – закладочный трубопровод; 3 – труба

для подачи воды; 4 – трубопровод сжатого воздуха; 5 – компрессор;
б – возведение закладочной полосы: 1 – трубопровод; 2 – перегородка (из дерева, мешковины, или металлической сетки); 3 – монтируемый (из снятых труб) трубопровод (для новой полосы)

выносом закладочного материала:
а – при индивидуальной крепи; б – при

механизированной крепи и различных способах крепления трубопровода: 1 - трубопровод; 2 – отклоняющие колена; 3 – домкрат пере­движки;. 4 – салазки; 5 – ограждение; 6 – домкраты крепления трубопровода

плотность (усадка до 25%);
- возможность возведения закладочного массива почти под

кровлю выработанного пространства;
- благоприятные условия для комплексной механизации и автоматизации работ;

расход сжатого воздуха (100 – 110 м3 на 1м3 закладочного

материала)
- повышенные требования к закладочному материалу;
- быстрый износ трубопроводов.

по простиранию; б – при отработке по восстанию;
1 — комбайн;

2 —забойный конвейер; 3 — ограждение; 4 — конвейер подготовительной выработки; 5 — пульпопровод; 6 — закладочный массив

по простиранию; б – при отработке по восстанию;
1 — комбайн;

2 —забойный конвейер; 3 — ограждение; 4 — конвейер подготовительной выработки; 5 — пульпопровод; 6 — закладочный массив

закладочного материала);
- высокая степень механизации;
- малая трудоемкость работ;
- простота оборудования

и ведения работ;
- высокая плотность закладочного массива (усадка 7 ÷ 15%).

системы разработки с закладкой находят применение при разработке высокоценных рудных

месторождений и при необходимости сохранения земной поверхности от обрушения или опасных деформаций. Основные задачи и условия управления состоянием массива при системах с закладкой представлены в таблице

сложных горнотехнических условиях


3. Интенсификация разработки месторождений


4. Улучшение условий труда



5. Охрана

окружающей среды

- отработка охранных целиков; селективная выемка, разработка сложноструктурных месторождений; разработка месторождений ценных руд
- сильнообводненные месторождения; неустойчивые руды и породы; пожароопасные месторождения; разработка глубоких горизонтов
- совместная разработка открытым и подземным способом; опережающая выемка богатых руд; восходящая выемка
- разработка пожароопасных месторождений; меньшие утечки воздуха; разработка удароопасных месторождений
- охрана недр, земли, лесных массивов, водных бассейнов и т.п.; утилизация отходов производства

Принципиальная схема отработки
а) без закладки очистного пространства целиков

Поддержание очистного пространства

искусственными опорами (СУБР).
1, 2 - порядок отработки.
б) с полной закладкой очистного пространства

СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ С ЗАКЛАДКОЙ. КАМЕРНЫЕ СИСТЕМЫ

устойчивости пород кровли и висячего бока. Целики ленточные.
Нормативная прочность закладки
где

σсж - напряжение в искусственном целике;
Кз - коэффициент запаса прочности;
Ксл - коэффициент, учитывающий влияние слоистости в искусственном целике;
Кп - коэффициент, учитывающий полноту подбучивания закладкой пород кровли или висячего бока;
Кф - коэффициент формы, учитывающий соотношение поперечных размеров целика;
Ку - коэффициент, учитывающий увеличение несущей способности целика при заложенных соседних камерах;
Кд - коэффициент, учитывающий время стояния целика при открытых соседних камерах (коэффициент длительной прочности), Кд = 0,5 ÷ 0,7.
Коэффициент запаса прочности (Кз = 1,5 ÷ 2) учитывает сейсмическое воздействие взрыва, изменение прочности закладки на различных участках, отклонение фактических размеров целика от проектных и т.п.

прослоев;
hс - суммарная мощность слабых прослоев;
hп - суммарная мощность пластичных

прослоев;
h - высота целика;
σ1 - предел прочности крепких слоев;
σ2 - предел прочности слабых слоев.

жесткости целиков наибольшие напряжения от воздействия вышележащих пород приходятся на

целики в центральной части выработанного пространства, наименьшие - у краевых зон рудного массива. Давление на средние целики равно (или приближается) полному весу столба пород в своде.

- относительная продольная деформация.

на искусственные целики

при ε1 = const
1,2 - кривые деформации

рудных и искусственных целиков.

σ

σр

σи

ε1

распределяется на опоры I-ой очереди.
Опоры II-ой и III-й очередей рассчитывают,

исходя из условия их работы под действием собственного веса при обнажении.
Напряжение на опорах I-ой очереди

Напряжение на опорах II и III очереди

где

- вес целика;

φз - угол внутреннего трения закладочного материала;
К - коэффициент, учитывающий влияние угла падения рудного тела.

α - угол падения рудного тела; m - коэффициент бокового распора,

где μ - коэффициент Пуассона, для пород кровли или висячего бока, μ = 0,2…0,4

S - площадь пород кровли, приходящаяся на целик;
Sц - площадь целика;
γЗ - плотность закладки.

напряжений в искусственных целиках при разработке крутопадающих месторождений:
где hэ -

высота этажа; β - угол сдвижения пород висячего бока; β1 - угол сдвижения пород лежачего бока; φ1 - угол наклона образующей зоны сдвижения (сползания) пород в нижней части этажа; φ2 - угол наклона образующей зоны сдвижения (сползания) пород в верхней части этажа; hC - высота криволинейного свода (зависит от положения целика в очистном пространстве).

β

φ1

φ2

α

β1

Условия применения, технология работ?
2. Какие способы закладки вы знаете?
3. Какие

требования предъявляются к закладочному материалу при различных способах ее возведения?
4. Поясните технологию работ при различных способах возведения закладочного массива.

при разработке рудных месторождений.
6. Поясните как распределяются напряжения в искусственных

целиках различных очередей отработки.
7. Изложите методику определения нормативной прочности закладки применяемую при разработке пологопадающих месторождений.
8. Изложите методику определения нормативной прочности закладки применяемую при разработке крутопадающих месторождений