ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской разработки.

При разработке полезных ископаемых в условиях высокой обводненности устойчивость массива зависит от геомеханической сбалансированности системы: нетронутый массив-обводненные нарушенные породы-выработанное пространство.

Геомеханическая устойчивость зависит от взаимодействия полей напряжений.

В исходном состоянии (нетронутый массив) напряжение оценивается как

₁ ± _2,3, гдекоэффициентkпозволяет учитывать фактор сложно-структурности. Условия геомеханической сбалансированности массива описываются математико-аналитической моделью:

₁ ±k_2,3сж =fх (dx₁;dx₂;dx₃; …,dx _n)(1)

гдеs₁- вертикальная составляющая главных напряжений;s₂, ₃ -горизонтальная результирующая составляющая главных напряжений; k -коэффициент, зависящий от степени искажения напряжений структурно-тектоническими условиями;s_сж- напряжение в зоне влияния выработок; физико-механические свойства: х₁ - пород; х₂ - рудного тела; х₃ - влияние обводненности.

При взаимодействии геоматериалов с водой происходит ослабление структурных связей пород и уменьшение устойчивости массивов. В условиях воздействия на породу фильтрационного потокатеряется механическая прочность, сцепления отдельных составляющих массива. Для учета физико-механических свойств вводится коэффициент структурного ослабления массива

, (2)

где- отношение ширины или высоты выработки к размеру структурного элемента пород;- отношение предела прочности на одноосное сжатие породы во влажном и сухом состоянии;- отношение удельных сцеплений в монолите породы и на контактах структурных элементов;- отношение угла наклона поверхности ослабления к направлению наибольшего нормального напряжения и угла трения на контакте элементов; w - влажность пород.

Допустимый по условию сохранения плоской формы пролет обнажений определяется из условия равенства моментов силы пород под сводом влияния выработки и силы распора (рис. 3). Сила, действующая на половину пролета:

, (3)

где l - пролет выработки, м; h₀ - высота свода естественного равновесия, м;g- объемный вес пород в пределах свода, т/м ³.

Высота свода:

, (4)

где а - полупролет выработки, м; v - коэффициент устойчивости пород:

, (5)

где d₂ - вертикальный размер заклинивающихся структурных блоков, м; d₁ -горизонтальный размер заклинивающихся структурных блоков, м;r'_cж- сопротивление пород одноосному сжатию, кг/см ²;r"_cж- сопротивление пород одноосному сжатию в направлении распора, кг/см ².

Момент силы q относительно точки А: . (6)

Сила распора , (7)

где k₂ - коэффициент запаса устойчивости плоского обнажения, 2,5ёЗ,0.

Схема к расчету допустимых пролетов плоских обнажений.

Момент силы Т относительно точки А.

. (8)

Устойчивые породные конструкции обеспечиваются в случае равенства моментов М_qи М_т относительно точки А.

При условиии Ч = ,

Отсюда . (9)

Формула 9 отличается от известных учетом повышенной обводненности.

Технология разработки позволяет отрабатывать запасы руды на месторождении без гидрогеологических осложнений с одновременным снижением затрат на специальные осушительные мероприятия.