СТРУКТУРА И ФОРМИРОВАНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ,
НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ
Для определения параметров технологических схем необходимы соответствующие исходные данные, которые могут быть получены при натурных наблюдениях и исследованиях, в лабораторных условиях, из производственного опыта, т.е. с использованием горной графической документации, экспериментальных данных или расчётным путём. В горную графическую документацию включают геологические отчёты по результатам геологоразведочных работ, результаты эксплуатационной разведки, планы горных работ и т.д.
Надёжность расчёта параметров технологической схемы уменьшается в зависимости от способа полученияисходных данных в последовательности, указанной выше.
1. Исходные данные, характеризующие горногеологические условия разрабатываемого пласта и вмещающих пород, способы их получения, физический смысл, условные обозначения и еденицы измерений приведены в табл. 1(помещены в конце настоящего приложения). В графе "Примечания" указаны номера пунктов и рисунков, поясняющих содержание приложения.
Часть исходной информации из табл. 1(строки 2.24 без 6), а именно данные по ближайшей или усреднённой геологоразведочной скважине необходимо представлять аналогично рис. 1 и 2.
2. Плотность угля и вмещающих пород при отсутствии результатов лабораторных исследований и данных отчётной горной графической документации принимать для угля.gy=1.3 т/м3, вмещающих пород g=2.5т/м3.
3.Мощность пород непосредственной кровли при отсутствии натурных наблюдений и исследований принимают по горной графической документации согласно каталогу /5/, при отсутствии таких данных в непосредственную кровлю включают слои пород мощностью не более (8-10)m , т.е. hнк £ (8-10)m.
4.Мощность пород основной кровли при отсутствии натурных наблюдений и исследований по горной графической документации, согласно каталогу /5/ при отсутствии таких данных в основную кровлю включают слои пород на мощность не более 15m , за вычетом мощности слоёв пород непосредственной кровли, т.е.
hок £ 15m - hнк . При разработке угольного пласта под наносами hок принимают равной H.
5. Мощность пород непосредственной почвы при отсутствии натурных наблюдений и исследований принимают по горной графической документации, согласно каталогу /5/ при отсутствии таких данных в непосредственную почву включают слои пород на мощность не более 8m т.е. hнп £ 8m.
6. Коэффициенты крепости отдельных слоёв угля и вмещающих пород по шкале М.М.Протодьяконова, определяемые по методике /3/, принимают ио отчётной геологической и геологоразведочной (горной графической) документации.
7. Средневзвешенные коэффициенты крепости угля в пласте рассчитывают:
7.1. По формуле (1) табл. 1 при наличии в пласте разнопрочных пачек угля с изменчивостью fi- xв пределах до 30 % /6/;
7.2. По формуле(2) табл. 1 при условии что мощность слабой пачки меньше половины высоты выработки, т.е. mсл < 0.5hвыр , в слабую пачку (¦сп) включают слои с i < 0.6 , в крепкую ( кр) с i > 0.6 /25/.
7.3 Расчет ширины целика выполняют по наиболее слабой пачке, если mсп > 0.5 hвыр.
7.4. Средневзвешенные коэффициенты крепости пород непосредственной , основной кровли, всей налегающей толщи пород, непосредственной почвы, угля и пород почвы расчитывают по формулам (3-7) табл.1.
8. При расчёте средневзвешенного коэффициента крепости всей налегающей толщи пород учитываются все слои пород (непосредственной, основной кровли и т.д.) , на мощность не более 30m и не менее 15m (рис.1).
9. Предел прочности на одноосное сжатие отдельных слоёв угля в пласте, пород почвы и кровли, определяемые по методикам / 3, 4, 14 /,можно найти в отчётной горной графической документации / 5 /. По отдельным пластам, на которых выполнялись исследования, пределы прочности преведены в табл. 2. При отсутствии данных экспериментальных исследований пределы прочности отдельных слоёв угля в пласте, кровли, почвы, угля и пород расчитывают по формулам (8 - 11 ) табл. 1.
9.1. Средневзвешенный предел прочности угля в пласте на одноосное сжатие расчитывают по формуле (12) табл. 1 при наличии средневзвешенного коэффициента крепости угольного пласта ( fу ), по формулам ( 13 ) или ( 14 ) - при наличии прочностных характеристик отдельных слоёв ( пачек ) аналогично расчёту средневзвешенных коэффициентов крепости угольного пласта п. 6.
При определении средневзвешенного предела прочности на одноосное сжатие угля в пласте при наличии средневзвешенного коэффицента крепости угля в пласте коэффициент R1, (т/м2) перед fyi, fyв формулах ( 8 ), ( 12 ) принимают в зависимости от трещиноватости угольного массива по табл. 3 согласно /26/.
9.2. Средневзвешенный предел прочности пород непосредственной кровли рассчитывают по формуле (15) табл. 1 при наличии средневзвешенного коэффициента крепости пород непосредственной кровли f нк по формуле (16 ) - при наличии прочностных характеристик отдельных слоёв непосредственной кровли.
9.3. Средневзвешенный предел прочности пород основной кровли расчитывают по формулам (17) или (18) аналогично п. 9.2.
9.4. Ссредневзвешенный предел прочности на одноосное сжатие всей толщи налегающих пород расчитывают по формулам (19) или (20) табл. 1 аналогично п. 9.2.
9.5. Средневзвешенный предел прочности на одноосное сжатие пород непосредственной почвы рассчитывают по формулам (21) или ( 22 ) табл. 1 аналогично п. 9.2.
9.6. средневзвешенный предел прочности на одноосное сжатие угля и пород почвы рассчитывают по формуле ( 23 ) табл. 1 при наличии средневзвешенного коэффичиента крепости угля пород ( fуп ), по формуле ( 24 ) - при наличии средневзвешенных пределов прочности на одноосное сжатие угля и непосредственной почвы.
10. Коэффициенты Пуассона угля и вмещающих пород, определяемые по методикам / 3, 4 / ,могут быть указаны в отчетной геологической и геологоразведочной документации. При отсутствии данных натурных наблюдений и исследований или горной графической документации коэффициенты Пуассона рассчитывают по формулам ( 25 ), ( 26 ), ( 27 ) табл. 1.
11. Модули упругости отделбных слоёв угля в пласте пород почвы и кровли, определяемые по методикам /14 или 10/, можно найти в отчётной графической документации.
При отсутствии экспериментальных исследований модули упругости отдельных слоёв рассчитывают по формулам (28-32). Когда используют результаты лабораторных исследований по определению модулей упругости /4/, то в этом случае необходимо учитывать коэффицент структурного ослабления, который при отсутствии соответствующих исследований рекомендуется принимать 0,6-0,7, т.е. Еу (Ек) в массиве = (0,6-0,7) Е0 в образце.
Таблица 2
Результаты экспериментальных исследований
| Глубина | Параметры | |||||
| Шахта | Пласт | залегания | sсж.у´102, | Еу´105, | fy | dу |
| пласта, м | Т/м2 | Т/м2 | ||||
| "Юбилейная" | 22 | 160 | 11,7±2,34 | 3,00±0,12 | 1,3-1,5 | 0,0015 |
| 29а | 210 | 9,0±1,80 | 2,47±0,18 | 1,3-1,5 | 0,0021 | |
| 26а | 300 | 10,8±2,16 | 1,40±0,19 | 1,2-1,4 | 0,0032 | |
| "Заречная" | Полысаевский П | 60 | 14,0±2,80 | 1,50±0,18 | 1,4-1,6 | 0,0031 |
| "Инская" | Полысаевский П | |||||
| нижняя пачка | 120 | 8,8±1,76 | 1,40±0,20 | 0,7-0,9 | 0,0032 | |
| верхняя пачка | 120 | 13,3±2,66 | 3,12±0,32 | 1,4-1,6 | 0,0014 | |
| Байкаимский: | ||||||
| нижняя пачка | 180 | - | 2,64±0,35 | 0,7-0,9 | 0,0019 | |
| средняя пачка | 180 | - | 3,36±0,40 | 1,1-1,3 | 0,0011 | |
| верхняя пачка | 180 | - | 3,77±0,21 | 1,2-1,4 | 0,0007 |
Примечание: в графах sсж.уи Еу± указаны среднеквадратичные отклонения от средней величины.
Таблица 3
Значение коэффициента R1в зависимости от трещиноватости угольного массива
| Коэффициент | Расстояние между трещинами, м | |||
| крепости угля, fy | менее 0,01 | 0,03 | 0,1 | 0,20 и более |
| 0,5 | 700 | 750 | 800 | 850 |
| 0,7 | 750 | 800 | 850 | 900 |
| 1 | 800 | 850 | 900 | 950 |
| 1,5 | 850 | 900 | 950 | 1000 |
11.1 Средневзвешенный модуль упругости угольного пласта рассчитывают по формуле (33) табл. 1 при наличии средневзвешенного предела прочности на одноосное сжатие угля в пласте sсж.у , по формулам (34) или (35) - при наличии упругих характеристик Еу i , Ey. kp., Ey. cл отдельных пачек угольного пласта.
При определении средневзвешенного модуля упругости угольного пласта при наличии средневзвешенного предела прочности на одноосное сжатие угля в пласте коэффициент R2 , (т/м2) перед sсж.у в формуле (28) принимать в зависимости от трещиноватости угольного массива согласно /26/ по табл. 4.
Таблица 4
Значение коэффициента R2 , (т/м2) в зависимости от степени трещиноватости угольного массива
| Предел прочности на | Расстояние между трещинами, м | |||
| одноосное сжатие угля, sсж.у, т/м2 | менее 0,01 | 0,03 | 0,1 | 0,2 и более |
| 400 | 165 | 170 | 180 | 190 |
| 600 | 170 | 180 | 190 | 200 |
| 900 | 180 | 190 | 200 | 205 |
| 1500 | 190 | 200 | 205 | 210 |
Средневзвешенный модуль упругости угольного пласта при наличии средневзвешенного коэффициента крепости угля в пласте определяется по формуле (29), коэффициент R3, (т/м2´105) перед (fy) принимать в зависимости от трещиноватости угольного массива согласно /26/ по табл. 5.