Вторичные механизмы концентрации гравитационных напряжений

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

— Коротко об авторок ------------------------------------------
Асаиов В. А., Паньков И. Л., Гурко И В. — Горный институт УрО РАН (г. Пермь)
--------------------------------------- © А. С. Кузьменко, 2005
УДК 622. 83 А. С. Кузьменко
ВТОРИЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ КОНЦЕНТРАЦИИ ГРАВИТАЦИОННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ
Семинар № 3
Современное представление о природе формирования зон высокой концентрации напряжений при разработке месторождений на больших глубинах исходит из того, что основными факторами нагрузки являются гравитационная и тектоническая составляющие.
Однако, не все явления, сопровождающие процесс разработки недр, находят удовлетворительное объяснение с позиций этих представлений. Так, не вполне объяснимо возникновение в недрах и на поверхности '-'-волн Вебера'-'-, возвратнопоступательные перемещения толщи, отмечаемые в примыкающих к зоне подработки покрывающих породах, развязка горных ударов на верхнем горизонте при отсутствии признаков действия высокого горного давления на расположенном ниже, незначительные разрушения выработок в шахтах при катастрофических разрушениях на поверхности при землетрясениях и т. д.
Ранее нами рассмотрены, применительно к условиям ведения горных работ на Кировском и Юкспорском апатитовых рудниках, ситуации развязки горных ударов и описаны механизмы, приведшие к концентрации гравитационной нагрузки на участках развязки горных ударов, а, также, доказана непричастность сил тектоники к развязке горных ударов для этих и других случаев [1].
Возникающие в процессе ведения очистных работ, простейшие механизмы, известные из курса физики разного рода рычаги и системы с малой площадью опоры и большим сосредоточенным на этой опоре весом (типа иглы), способны продуцировать на отдельных участках разрабатываемого массива весьма высокие напряжения. Подработка пород покрывающей толщи приводит к образованию консолей и балок, прогибающихся под действием собственного веса в очистное пространство и вызывающих, из-за не утраченной сплошности, поднятие определенной части еще не подработанных участков покрывающей толщи, вовлекая и их вес в нагрузку. Опорой такого рычага является весьма ограниченный по протяженности участок рудного тела, где концентрация напряжений может на порядок превышать гравитационный фон, что приводит к разрушению отдельных элементов в пределах этого участка. Последующее перемещение фронта очистных работ, при условии сохранения сплошности нагружающей конструкции, может привести к развязке горных ударов в соседних секциях, как это имело место в разрезах 13/15 гор. +252 м Кировского рудника (1982 г.), где на одном участке в течение квартала произошло пять горных ударов.
Система с постепенно уменьшающейся площадью опоры из-за стадийной отработки части опоры складывалась на Ки-
ровском руднике дважды. В первом случае клиновидное тело, возникшее из-за наличия в покрывающей толще протяженной мощной выполненной перемятыми глиноподобными породами трещины,
опиралось на отрабатываемый участок при разработке руд на гор. +322 м в разрезах 12/13 (1966 г.), где под висячим боком из-за непрерывного разрушения скреперных и буровых выработок руду практически не отработали. Аналогичная система на этом же руднике привела к разрушению буровых и выработок горизонта выпуска и срезу со смещением частей обуренного рудного массива в районе разрезов 8−11 на гор. +252 м (1981 г.).
Кроме описанных выше простейших механизмов-концентраторов гравитационной составляющей, работу по разрушению выработок производят различные вертикальные консоли, отклоняющиеся в сторону очистного провала [1], когда препятствием дальнейшего их отклонения являются подпирающие вмещающую толщу рудные уступы. Подобный механизм привел к разрушению ходовой сбойки между 106 и 11 ортами, расположенной в угловой части рудного уступа по лежачему боку рудной залежи в разрезах 11/12 гор. +252 м Кировского рудника (1984 г.). Разрушение
соседних выработок в дальнейшем не произошло, так как в результате разрушения части уступа зона концентрации напряжений переместилась в не ослабленную проведением выработок вмещающую толщу.
В условиях разработки рудных тел сложной конфигурации и подработки пород покрывающей толщи, нарушенных трещинами и разломами, возможно действие на отдельные участки рудного тела сразу нескольких механизмов-
концентраторов. Их совместное действие может приводить к возникновению многократной концентрации гравитационной нагрузки. Отличительная особенность действия механизмов-концентраторов -локальность зон разрушения, когда на соседних участках разрушений нет. Действие тектоники должно быть более масштабным, охватывающим все выработки в пределах блока данного ранга и не может привести к разрушению выработок только на отдельных ограниченных участках.
Данное представление о явлении концентрации напряжений открывает новые возможности по управлению горным давлением.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кузьменко A.C. Механика горных пород. — М. МГГУ, 2003, 242 с.
— Коротко об авторок -----------------------------------------------
Кузьменко Александр Сергеевич — кандидат технических наук, ОАО НПО & quot-Физика"-.
----------------------------------------- РУКОПИСИ
ДЕПОНИРОВАННЫЕ В ИЗДАТЕЛЬСТВЕ
МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА
1. Шаймярдянов И. К. Алгоритм расчета рамных крепей подготовительн-нарезных выработок для сложных горно-геологических условий (№ 399/07−05 — 31. 03. 05) 6 с.
2. Воробьев А Н., Шаймярдянов И. К. Общий алгоритм расчета конструкций крепей горных выработок на основе метода конечных элементов (№ 400/07−05 — 31. 03. 05) 5 с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой