Ви є тут

Обґрунтування технологічних параметрів колош-трекових бутових смуг, що зводяться вібропневмотра-нспортними машинами

Автор: 
Рябцев Олег Вікторович
Тип роботи: 
Дис. канд. наук
Рік: 
2005
Артикул:
0405U004052
129 грн
Додати в кошик

Вміст

РАЗДЕЛ 2
ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
ОКОЛОШТРЕКОВЫХ БУТОВЫХ ПОЛОС
2.1. Основные закономерности процесса усадки породных полос
Учитывая изложенное в подразделе 1.3, установление закономерностей поведения реальных закладочных массивов при их взаимодействии с боковыми породами в настоящее время возможно лишь на основе использования статистико-вероятностных моделей, приближающихся с определенной степенью к реальным.
Такие модели могут рассматриваться как инструмент для инженерной оценки величины усадки закладочного массива и, соответственно, максимальных смещений кровли в конкретных геологических и горнотехнических условиях ведения горных работ с закладкой выработанного пространства. Поэтому основными требованиями к моделям являются следующие:
- структура модели должна быть максимально простой, обеспечивающей возможность проведения расчетов экспресс-методом; в то же время она должна отражать физическую сущность процесса взаимодействия закладочного массива с боковыми породами;
- в качестве независимых переменных в модели должны использоваться стандартные горнотехнологические показатели физико-механических свойств пород и условий их нагружения, не требующие проведения специальных экспериментов для их определения.
Модель, удовлетворяющая этим требованиям будет инвариантной относительно горно-геологических условий ее применения и диапазона величины, входящих в нее независимых параметров.
Этим условиям, соответствует эмпирическая зависимость, приведенная в работе [29] для закладочных материалов кускового вида из шахтных пород при их пневмозакладке:

(2.1)
где ?отн - относительная (в долях от вынимаемой мощности пласта) усадка закладочного массива;
?отн - относительная плотность закладочного массива;
? - показатель формы частиц закладочного материала (их сферичность);
а - коэффициент, учитывающий изменение закладочного материала в процессе его пневмотранспортирования;
Р - нагрузка на закладочный массив от пород надугольной толщи, МПа;
?сж - предел прочности породы закладочного материала на сжатие, МПа.
Модель такого вида учитывает основные, определяющие механизм процесса взаимодействия закладочного массива с породами надугольной толщи показатели (прочность пород, форму частиц, плотность закладочного массива) и силовые параметры взаимодействия массива с окружающими породами.
Входящие в зависимость параметры являются или справочными данными (?, а) или следуют из геологического прогноза для конкретного участка работ (?сж). Значение ?отн может задаваться через значение ку, характеризующее способ возведения закладочного массива в соответствии с данными, приведенными в подразделе 1.3. Таким образом, по входящим в зависимость (2.1) независимым переменным, она может быть достаточно просто адаптирована к любым конкретным условиям работ.
Сложнее обстоит вопрос с определением величины Р, поскольку, как показано в [19], она зависит от очень многих факторов. Поэтому, подробнее на этом вопросе остановимся дальше, а на стадии установления основных закономерностей процесса взаимодействия закладочного массива с подработанными породами надугольной толщи будем задавать значения Р в виде дискретного ряда значений, перекрывающего практически значимый диапазон.
Исходя из вышеизложенного, для установления закономерностей процесса взаимодействия опорных породных полос, как охранных сооружений, с породами надугольной толщи, нами принята модель в виде зависимости (2.1) приведенная к виду:

где Р(К) - величина нагрузки на бутовую полосу от пород надугольной толщи, как функция геологических, горнотехнических и производственных факторов.
Поскольку процесс транспортирования горной массы к месту закладки как при скреперном способе так и при использовании пневмотранспортных установок осуществляется призабойными устройствами (на короткие расстояния), то значение ? принимаем равным 0,61 [22], а величина а по той же причине равна 1, т.е., в конечном итоге:

(2.2)
Для проведения расчетов использованы данные о физико-механических свойствах закладочных материалов (песчаник, аргиллит, алевролит) из подготовительных выработок шахт Донбасса (им. А.Ф. Засядько и др.) [29]. Для этих условий ?сж находится в диапазоне от 13 МПа до 70 МПа. Величина ку задавалась значениями, равными 0,65; 0,7; 0,75, 0,8; 0,85.
Зависимости расчетных величин относительной усадки закладочного массива от его ку , прочности закладочного материала ?сж в заданном диапазоне величин нагрузки на массив со стороны подработанных пород надугольной толщи Р приведены на рис. 2.1 и 2.2.
Для всего исследованного диапазона независимых факторов зависимости величины относительной усадки закладочного массива от Р, ?сж и ку описываются степенной функцией типа у = ах0,5 (соответствующие линии тренда на графиках не приведены т.к. R2 = 1).
На рис. 2.1 при ?сж = 13,0 МПа у = 0,1949 х 0,5;
?сж = 25,0 МПа у = 0,1405 х 0,5;
?сж = 48,0 МПа у = 0,1014 х 0,5;
?сж = 70,0 МПа у = 0,084 х 0,5.
На рис. 2.2 при ку = 0,65 у = 0,1481 х 0,5;
ку = 0,7 у = 0,1014 х 0,5;
ку = 0,75 у = 0,0789 х 0,5;
ку = 0,8 у = 0,0631 х 0,5;
ку = 0,85 у = 0,0418 х 0,5.
Общей закономерностью приведенных зависимостей является следующая: величина коэффициентов при аргументе уменьшается как при увеличении прочности породы (?сж) при ку = const, так и при увеличении относительной плотности закладочного масси