Структура и формирование исходных данных, необходимых для расчета параметров технологических схем (стр. 2 из 2)
Таблица 5
Значение коэффициента R3 , (т/м2) в зависимости от степени трещиноватости угольного массива
| Коэффициент крепости угля, fy | Расстояние между трещинами, м | |||
| менее 0,01 | 0,03 | 0,1 | 0,2 и более | |
| 0,5 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,7 |
| 0,7 | 1,4 | 1,5 | 1,7 | 1,85 |
| 1 | 1,5 | 1,7 | 1,85 | 2 |
| 1,5 | 1,7 | 1,85 | 2 | 2,1 |
По отдельным угольным пластам, на которых выполнялись исследования, модули упругости приведены в табл. 2.
11.2. Средневзвешенный модуль упругости пород непосредственной кровли рассчитывают по формуле (36) табл. 1 при наличии упругих характеристик отдельных слоёв непосредственной кровли.
11.3. Средневзвешенный модуль упругости пород основной кровли рассчитывают по формулам (38) или (39) аналогично п. 11.2.
11.4. Средневзвешенный модуль упругости всей налегающей толщи пород рассчитывают по формулам (40) или (41)аналогично п. 11.2.
11.5. Средневзвешенный модуль упругости пород непосредственной почвы рассчитывают по формулам (42) или (43) аналогично п.11.2.
11.6. Средневзвешенный модуль упругости угля и пород почвы рассчитывают по формуле (44) табл. 1 при наличии средневзвешенного предела прочности угля и пород почвы (sсж.уп. ), по формуле (45) - при наличии упругих характеристик пород почвы Eп и угля в пласте Eу.
12. Размеры шагов обрушения непосредственной и основной кровель, определяемые в результате натурных наблюдений и исследований могут быть приведены в отчётной горной графической документации или в каталоге /5/. При отсутствии таких данных шаги обрушения рассчитывают по формулам (46) или (47) табл. 1.
13. Величина, характеризующая совместную податливость угля и пород почвы Ку.п, рассчитывается по формуле (48) табл. 1, является вспомогательным параметром и используется для расчёта интегральной характеристики пород кровли, угольного пласта.
14. Интегральная характеристика жёсткости пород кровли, угольного пласта и пород почвы рассчитывается по формуле (49). Табл. 1, используется для определения углов обрушения горных пород, коэффициентов концентрации напряжений, ширины выемочных столбов /27/.
15. Параметр ползучести a изменяется в пределах от 0.6 до 0.8, определяется по методике /28/. При отсутствии экспериментальных данных для угля рекомендуется принимать a=0.7. Параметр a используется для расчёта изменений деформаций во времени.
16. Параметры ползучести dуи dп ,характеризующие реологические свойства угля и пород кровли, почвы, определяется по методике /28/. При отсутствии экспериментальных данных - по формулам (40) , (51), табл. 1 , в которой Е0 - модуль упругости угля в образце /29/. При использовании в формулах (49), (50), табл. 1 модулей упругости Еу , Еп , полученных в натурных условиях, Е0=Еу (0.6-0.7).
17.Функция jt может быть определена по формуле (52) табл. 1 или по номограммам /30/ , представленным на рис. 3.
18.Угол обрушения горных пород изменяется в пределах от 65 до 85о , определяется по результатам измерений сдвижения горного массива и данной поверхности. При отсутствии экспериментальных данных расчитывают по формуле (52) табл. 1.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ ИНТЕГРАЦИОННОЙ ПАЛЕТКИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ ПО ПЛАНУ ГОРНЫХ РАБОТ
1. Коэффициенты концентрации вертикальных напряжений определяются с помощью интеграционной палетки при отработке пологих угольных пластов и сложной топологии горных выработок, т.е. при взаимном влиянии двух и более забоев, уступной форме контура выработанного пространства и других нестандартных вариантах отработки пластов /31, 27/.
2. Интеграционная палетка представляет собой систему расположенных по определённой закономерности точек. Путём подсчёта точек, попавших в выработанное пространство, осуществляется интегрирование веса подработанных пород и вычисление коэффициента концентрации напряжений /27/.
3. Для построения интеграционной палетки и определения коэффициента напряжений необходимы следующие данные:
интеграционная характеристика жёсткости пород кровли, почвы и угольного пласта Lинт = (5-150)м, которая определяется по формуле (49) приложения 2 или приближенно по формуле (3.5) п.3.1 основного текста "Методики ...";
план горных работ или проектируемая топология горных выработок, вычерченные в масштабе.
4. При построении интеграционной палетки на листе прозрачной бумаги или другого прозрачного материала (например, синтетическая калька) намечается центр сетки, относительно которого через 15о проводятся прямые линии (лучи) по формуле:
ri = Lинт×xi
Вычисляются расстояния ri и откладываются от центра палетки на одном из лучей или лучах в масштабе плана горных работ (рис. 1); безразмерные координаты xiопределяются по таблице 1.
Таблица 1
Безразмерные координатыxi , соответствующие положениям точек на палетке
| Параметр | Номер точки на луче палетки | ||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||||||
| Координаты xi | 0,311 | 0,579 | 0,771 | 0,94 | 1,1 | 1,255 | 1,41 | 1,568 | |||||
| точек на луче | |||||||||||||
| Продолжение табл. 1: | |||||||||||||
| Параметр | Номер точки на луче палетки | ||||||||||||
| 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | ||||||
| Координаты xi | 1,735 | 1,913 | 2,109 | 2,333 | 2,606 | 2,996 | 4 | 5,408 | |||||
| точек на луче | |||||||||||||
Далее проводятся концентрические окружности через точки на луче палетки и на пересечении окружностей и лучей получают точки интеграционной палетки (рис. 2).
5. Для определения коэффициента концентрации напряжений центр интеграционной палетки совмещается с точкой на плане горных работ, в которой требуется определить коэффициент концентрации напряжений, подсчитываются точки палетки, попавшие в контур выработанного пространства.
Коэффициент концентрации напряжений вычисляется по формуле
(2)Расположение лучей и точек при построении интеграционной палетки
Рис. 1
Интеграционная палетка на плане горных работ
Рис. 2
где n - число точек палетки, попавших в контур выработанного пространства ;
N - число всех точек на палетке, N= 384.
6. В качестве примера рассмотрено определение коэффициента концентрации для одного из угольных пластов. Допустим, по исходной горно-геологической информации согласно приложению 2 или формуле (3.5) п.3.1 основного текста "Методики ... " была вычислена интегральная характеристика Lинт =28 м. По формуле (1) вычисляются расстояния от центра палетки до i-той точки на луче палетки. Результаты вычисления полярных координат riприведены в табл. 2.
Таблица 2
Результаты вычисления координат ri-ых для Lинт = 28 м и М 1:2000
| Параметры | Номер точки на луче палетки | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||||
| Безразмерные | 0,311 | 0,579 | 0,771 | 0,94 | 1,1 | 1,255 | 1,41 | 1,568 | |||
| координаты | |||||||||||
| xi - тые | |||||||||||
| на луче палетки | |||||||||||
| Координаты | 8,7 | 14,8 | 21,6 | 26,3 | 30,8 | 35,1 | 39,5 | 43,9 | |||
| ri - ой | |||||||||||
| точки, м, на | |||||||||||
| луче палетки | |||||||||||
Продолжение табл. 2
| 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| 1,735 | 1,913 | 2,109 | 2,333 | 2,606 | 2,996 | 4 | 5,408 |
| 48,6 | 53,6 | 59,1 | 65,3 | 73 | 83,9 | 112 | 151,4 |
На листе прозрачной бумаги (кальки) намечается центр палетки и через него проводятся прямые линии через 15о (см. рис. 1). На лучах палетки от её центра откладываются в масштабе плана горных работ (1:2000) расстояния Рi (см. табл. 2), т.е. 8.7.м, 14.8 м, 21.6 м и т.д., что соответствует в масштабе плана 4.3 мм, 7.4 мм, 10.8 мм и т.д. Через отмеченные точки проводятся концентрические окружности (см. рис. 2).
Вычерченная палетка накладывается на план горных работ и её центр совмещается с точкой горных работ, где требуется определить коэффициент концентрации напряжений (на рис. 2 центр палетки совмещён с центром очистной заходки). Путём непосредственного счёта определяется число точек палетки (пересечений лучей и концентрических окружностей), попавших в отработанную площадь пласта (учитываются все точки в очистных и подготовительных выработках). На рис. 2 число таких точек n= 168 (число всех точек на палетке N= 384). Тогда коэффициент концентрации вертикальных напряжений над заходкой согласно формуле (2) равняется:
Исходные данные для определения параметров технологической схемы
Таблица 1
| № № | Наименование | Символ | Ед. | Способы определения исходных данных | |||||
| П П | измер. | экспериментальные | расчётные | Прим. | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |||
| 1. | Глубина горных | Н | м | Горная графическая | |||||
| работ (мощность | документация | ||||||||
| налегающей толщи | |||||||||
| пород) | |||||||||
| 2. | Плотность угля | gу | т/м3 | По результатам | п.2 | ||||
| в массиве | лабораторных | ||||||||
| исследований. Горная | |||||||||
| графическая документация | |||||||||
| 3. | Плотность горных | gп | т/м3 | -""- | п.2 | ||||
| пород | |||||||||
| 4. | Мощность угольного | м | м | По результатам натурных | рис. 1 | ||||
| пласта | наблюдений и исследований | ||||||||
| Горная графическая | |||||||||
| документация | |||||||||
| 5. | Мощность пачки | мi | м | -""- | рис. 2 | ||||
| угольного пласта | |||||||||
| 6. | Высота выработки | hв | м | Горная графическая | |||||
| документация | |||||||||
| 7. | Мощность | hнк | м | По результатам натурных | рис. 1 | ||||
| непосредственной | наблюдений и исследований | п.3 | |||||||
| кровли | Горная графическая | ||||||||
| документация | |||||||||
| 8. | Мощность основной | hoк | м | -""- | рис. 1 | ||||
| кровли | п.4 | ||||||||
| 9. | Мощность пород | hп | м | -""- | рис. 1 | ||||
| непосредственной | п.5 | ||||||||
| почвы | |||||||||
| 10. | Мощность слоя | hнкi | м | -""- | рис. 1 | ||||
| непосредственной | п.3 | ||||||||
| кровли | |||||||||
| 11. | Мощность слоя | hki | м | -""- | рис. 1 | ||||
| основной кровли | пп.4, 3 | ||||||||
| или всей толщи | |||||||||
| налегающих пород | |||||||||
| 12. | Мощность слоя в | hпj | м | -""- | рис. 1 | ||||
| почве пласта | |||||||||
| 13. | Расстояние от кровли | lki | м | -""- | рис. 1 | ||||
| пласта до середины | |||||||||
| i -го слоя кровли | |||||||||
| пласта | |||||||||
| 14. | Расстояние от почвы | lпj | м | -""- | рис. 1 | ||||
| пласта до середины | |||||||||
| i -го слоя почвы | |||||||||
| пласта | |||||||||
| 15. | Количество угольных | Ny | шт. | рис. 2 | |||||
| пачек в пласте | |||||||||
| 16. | Количество слоёв | Nнк | шт. | -""- | рис. 1 | ||||
| непосредственной | п.3 | ||||||||
| кровли пласта | |||||||||
| 17. | Количество слоёв | Nок | шт. | -""- | рис. 1 | ||||
| основной кровли | п.4 | ||||||||
| пласта | |||||||||
| 18. | Количество слоёв | Nк | шт. | -""- | рис. 1 | ||||
| всей толщи | п. 8 | ||||||||
| налегающих пород | |||||||||
| 19. | Количество слоёв | Nп | шт. | -""- | рис. 1 | ||||
| непосредственной | п. 5 | ||||||||
| почвы пласта | |||||||||
| 20. | Коэффициент | fyi | - | По результатам натурных | рис. 2 | ||||
| крепости угля i-ой | и лабораторных исследований | п. 7 | |||||||
| пачке | |||||||||
| 21. | Коэффициент | fнкi | - | -""- | рис. 1 | ||||
| крепости i-го слоя | п. 6 | ||||||||
| непосредственной | |||||||||
| кровли пласта | |||||||||
| 22. | Коэффициент | foki | - | -""- | рис. 1 | ||||
| крепости i-го слоя | п. 6 | ||||||||
| основной кровли | |||||||||
| или всей толщи | |||||||||
| налегающих пород | |||||||||
| 23. | Коэффициент | fnj | - | -""- | рис. 1 | ||||
| крепости j- го слоя | п. 6 | ||||||||
| почвы пласта | |||||||||
| 24. | Средневзвешенныйкоэффициенткрепости угля впласте | fy | - | -""- |  (1) | рис. 2п. 7 | |||
 (2)  | |||||||||
| 25. | Средневзвешенныйкоэффициенткрепости породнепосредственной | fнк | -""- |  (3) | рис. 1пп. 3, 6,7.4 | ||||
| кровли | |||||||||
| 26. | Средневзвешенныйкоэффициенткрепости породосновной кровли | fok | -""- |  (4) | рис. 1пп. 4, 67.4 | ||||
| 27. | Средневзвешенныйкоэффициенткрепости всей толщиналегающих пород | fk | -""- |  (5) | рис. 1пп.6,7.48 | ||||
| 28. | Средневзвешенныйкоэффициенткрепости породнепосредственнойпочвы | fп | -""- |  (6) | рис. 1пп.5,7.4 | ||||
| 29. | Средневзвешенныйкоэффициенткрепости угля ипород почвы | fуп | -""- |  (7) | рис. 1пп.7,7.4 | ||||
| 30. | Предел прочности на | sсж.yi | т/м3 | -""- |  (8) | п. 9 | |||
| одноосное сжатие | |||||||||
| i- ой угольной пачки | |||||||||
| 31. | Предел прочности | -""- | |||||||
| слоёв кровли, пачки: | |||||||||
| i- го слоя основной | sсж.ki | т/м3 |  (9) | п. 9 | |||||
| кровли или всей | |||||||||
| толщи пород; | |||||||||
| i- го слоя | sсж.нki | т/м3 |  (10) | п. 9 | |||||
| непосредственной | |||||||||
| кровли | |||||||||
| слоя | sсж.пj | т/м3 |  (11) | п. 9 | |||||
| непосредственной | |||||||||
| почвы | |||||||||
| 32. | Средневзвешенный | sсж.y | т/м2 | -""- |  (12) | п. 9.1 | |||
| предел прочностина одноосное сжатиеугля в пласте |  (13) | п. 9.1 | |||||||
 | п. 9.1(14) | ||||||||
| 33. | Средневзвешенный | sсж.н.к | т/м2 | -""- |  (15) | п. 9.2 | |||
| предел прочностина одноосное сжатиепородкровли |  (16) | п. 9.2 | |||||||
| 34. | Средневзвешенный | sсж.о.к | т/м2 | -""- |  (17) | п. 9.3 | |||
| предел прочностина одноосное сжатиепород основнойкровли |  (18) | п. 9.3 | |||||||
| 35. | Средневзвешенный | sсж. к | т/м2 | -""- |  (19) | п. 9.4 | |||
| предел прочностина одноосное сжатиевсей толщиналегающих пород |  (20) | п. 9.4 | |||||||
| 36. | Средневзвешенный | sсж.п | т/м2 | -""- |  (21) | п. 9.5 | |||
| предел прочностина одноосное сжатиенепосредственнойпочвы |  (22) | п. 9.5 | |||||||
| 37. | Средневзвешенный | sсж.у.п | т/м2 | -""- |  (23) | п. 9.6 | |||
| предел прочностина одноосное сжатиеугля и пород почвы |  | (24)п. 9.6 | |||||||
| 38. | Коэффициент | nу | -""- |  (25) | п. 10 | ||||
| Пуассона угля | |||||||||
| 39. | Коэффициент | nуп | - | -""- |  (26) | п. 10 | |||
| Пуассона угля и | |||||||||
| почвы | |||||||||
| 40. | Коэффициент | nк | - | -""- |  (27) | п. 10 | |||
| Пуассона пород | |||||||||
| кровли | |||||||||
| 41. | Модуль упругости | Еуi | т/м2 | -""- |  (28) | пп. 11, | |||
| угля в пачке |  (29) | 11.1 | |||||||
| 42. | Модуль упругости | -""- | |||||||
| слоёв кровли, почвы: | |||||||||
| i- го слоя основной | Еki | т/м2 |  (30) | п. 11 | |||||
| кровли или всей | |||||||||
| толщи пород; | |||||||||
| i- го слоя | Енкi | т/м2 |  (31) | п. 11 | |||||
| непосредственной | |||||||||
| кровли | |||||||||
| j- го слоя пород | Епj | т/м2 |  (32) | п. 11 | |||||
| непосредственной | |||||||||
| почвы | |||||||||
| 43. | Средневзвешенный | Еy | т/м2 | -""- |  (33) | п. 11.1 | |||
| модуль упругости угля в пласте |  (34) | п. 11.1 | |||||||
 (35) | п. 11.1 | ||||||||
| 44. | Средневзвешенныймодуль упругостипороднепосредственной | Енк | т/м2 | -""- |  (36) | п. 11.2 | |||
| кровли |  (37) | п. 11.2 | |||||||
| 45. | Средневзвешенный | Еок | т/м2 | -""- |  (38) | п. 11.3 | |||
| модуль упругости пород основнойкровли |  (39) | п. 11.3 | |||||||
| 46. | Средневзвешенный | Ек | т/м2 | -""- |  (40) | п. 11.4 | |||
| модуль упругости всей толщиналегающих пород |  (41) | п. 11.4 | |||||||
| 47. | Средневзвешенный | ЕП | т/м2 | -""- |  (42) | п. 11.5 | |||
| модуль упругости породнепосредственнойпочвы |  (43) | п. 11.5 | |||||||
| 48. | Средневзвешенный | Еуп | т/м2 | -""- |  (44) | п. 11.6 | |||
| модуль упругости угля и пород почвы |  | (45)п. 11.6 | |||||||
| 49. | Шаг обрушения непосредственнойкровли | Lнк | м | По результатам натурных наблюдений и исследований Горная графическая |  (46) | п. 12 | |||
| документация | |||||||||
| 50. | Шаг обрушения основной кровли | Lок | м | -""- |  | (47)п. 12 | |||
| 51. | Податливость угля ипород почвы | Куп | т/м2 |  | (48)п. 13 | ||||
| 52. | Интегральная характеристикажёсткости пород | Lинт | м |  (49 | п. 14 | ||||
| кровли, угольного | |||||||||
| пласта и пород почвы | |||||||||
| 53. | Параметр ползучести | - | По результатам натурных | ||||||
| угля, пород кровли, | a | и лабораторных исследований | п. 15 | ||||||
| почвы | |||||||||
| 54. | Параметр ползучести, | -""- | |||||||
| характеризующий | |||||||||
| реологические | |||||||||
| свойства: | |||||||||
| угля | dу | c-03 |  | (50)п. 16 | |||||
| пород кровли, почвы | dк.(п) | c-03 |  | (51)п. 16 | |||||
| 55. | Время | t | с | -""- | |||||
| деформирования | |||||||||
| горных пород | |||||||||
| 56. | Функция ползучестигорных пород | j t | -""- |  (52) | п. 17 | ||||
| 57. | Угол обрушения горных пород | b | град. | -""- |  (53) | п. 18 | |||