Процессы подземной разработки рудных месторождений

Давление на фронте УВВ определяется по номограмме (рис. 6) сиспользованием значений коэффициентов 𝐾 и 𝑖. Полученное значение Δ𝑃 напути движения волны по подземным выработкам, с учетом коэффициентовослабления давления УВВ при прохождении местных сопротивлений не должно превышать допустимое давление Δ𝑃доп = 0,2 кг/см2 или 20 кПа.(23)(24)где 𝑞 – вес заряда с удельной теплотой взрыва 𝑄в=1000 ккал/кг (прииспользовании других ВВ вес заряда умножается на отношение 𝑄в/1000), кг; 𝑛вв– коэффициент перехода энергии ВВ на образование УВВ (принимаем для шпуровых зарядов с забойкой равным 0,5); 𝑅 – путь, пройденный волной по выработкам от заряда до рассчитываемой точки (поста),м; (по условию не задан, примем равным 36 м).𝑆 – суммарная площадь поперечного сечения выработок, примыкающих кзаряду, м2; Р – коэффициент, учитывающий шероховатость стенок выработок (по условию не задан, примем равным 0,1).Тогда по формуле (23) По формуле (24) получаем:Тогда по номограмме (рис. 6) давление на фронте УВВ равно:Рис. 6. Номограмма для определения давления УВВ на фронте волныИз рисунка 6 определяем давление УВВ РУВВ = 18 кПа, что меньше допустимого давления Δ𝑃доп = 20 кПа.2.5 Расчет времени проветривания после массового взрываСогласно Федеральные нормы и правила в области промышленнойбезопасности «Правила безопасности при взрывных работах»проветривание блока после взрыва должно осуществляться восходящейструей.Время на проветривание горных выработок после проведения массовоговзрыва можно определить по следующей зависимости:(25)где 𝑄в – количество воздуха, подаваемого в район взрыва, м3/с; (по условию не задано, примем равным 10 м3/с) 𝑄у – объемгазов, образовавшихся при взрыве ВВ𝑉з – объем загазованных выработок всторону исходящей струи, м3(26)где 𝑖 – коэффициент фактического газовыделения принимается посоотношениюVкам/Qввгде 𝑄вв – количество взрываемых ВВ, кг;𝑉кам – объем выработанного пространства, м3;(по условию не задано, примем равным 200 м3)Тогда: i=0,175 приVкам/Qвв = 200/142,1 = 1,41 <3.(27)где 𝑉р𝐾р – объем отбитой руды вразрыхленном состоянии, м3; (по условию не задано, примем равным 20 м3)𝑉исх – объем выработок в сторону исходящейструи до земной поверхности, м3; (по условию не задано, примем равным 100 м3)𝐵 – газовыделение при взрыве 1 кг ВВ,принимается 𝐵 =0,9 м3/кг.По формуле (26) определяем: Определяем объем загазованных выработок в сторону исходящей струи по формуле (27)Тогда Время на проветривание горных выработок после проведения массовоговзрыва по формуле (25) равно:2.6 Расчёт параметров способа управления горным давлением2.6.1. Штанговая крепьОсновным критерием надежной работы штанговой крепи является её несущая способность, определяемая пределом прочности анкера на разрывили сопротивлением замка его скольжению по шпуру под воздействием усилий,развивающихся в кровле камеры.Произведем расчет параметров крепи в очистной камере с плоской кровлей Часть штанги, находящаяся в шпуре, называется активной, а за егопределами – пассивной, длина которой обычно равна 0,1 – 0,25 м Длинаактивной части определяется из условий:𝑙а = 𝑏 + 𝑙д – замок штанги располагается за пределами свода давления и𝑙а = 𝑙пл + 𝑙д – если штанга закреплена выше несущей породной плиты.Высота свода давления в кровле камеры:(28)где 𝑎 – полупролет камеры, м; (по условию не задано, примем равным 10 м)𝑓 – коэффициент крепости пород по М.М.Протодьяконову; 𝜂 – коэффициент структурного ослабления пород; 𝜂 = 0,9 втрещиноватых породах; 𝜂 = 0,4 – в слоистых; 𝜂 = 0.2 – 0,3 – в трещиноватыхизверженных породах.Магнетит относится к осадочным породам, тогда 𝜂принимаем равным 0,25.Тогда:Толщина несущей породной плиты:(29)где 𝛿 – коэффициент ползучести пород (для песчаников δ=1,0 – 0,7; дляалевролитов 𝛿 = 0,7 – 0,5); (В исходных данных указаний нет, примем условие, что у нас песчаники)𝜎сж – прочность пород при одноосном сжатии, кПа; (для магнетита как для хемогенной осадочной породы изменяется от 5000 до 95000 кПа, примем равной 50000 кПа)𝜎𝑥 – горизонтальные сжимающие напряжения в массиве пород, кПа.(30)𝑚 – коэффициент бокового распора пород, 𝑚 = 0,3 – 0,4; 𝛾ср –средневзвешенный объемный вес пород, кН/м3; 𝐻 – глубина разработки, м; 𝑃 –давление пород в своде обрушения, кПа; принимаем равным 25 кПа𝐾з – коэффициент запаса прочности; принимаем равным 0,9𝑓0 – допускаемый прогиб кровли камеры, укрепленной штанговой крепью, м (𝑓0 =0,02 м).По формуле (30) получаем:Тогда толщина несущей породной плиты по формуле 29 равна:Нагрузка на штангу определяется весом отслаивающейся толщи породкровли:(31)где 𝑃н – несущая способность штанги, кН; 𝑎1 – расстояние между анкерами, м.(по условию не задано, примем равным 0,5 м)Получаем: 2.6.2 Закладка выработанного пространстваПо значению нормативной прочности закладки,технологически необходимому сроку твердения и имеющимися материаламинаходится прочность закладки в 28 дней.(32)где 𝜎н - нормативная прочность закладки, МПа(33)где l - пролет обнажения закладочного массива, l = 20 м; kn - коэффициент пригрузки несущего слоя закладочного массива вышележащей породной толщей, kn = 1,0-1,5; γ - объемный вес закладочного массива, МН/м3 , врасчетах принимается равным γ = 0,02 МН/м3 ; hн - высота несущего слоя закладки, hн = 10 мКоличество заполнителя на 1 м3 смеси получают решением равенства:(34)где 𝑄з – количество заполнителя, кг; 𝛾ц, 𝛾з – плотность соответственно цементаи заполнителя, кг/дм3.В – количество воды (в расчетах принимается В= 400 л);В качестве заполнителя примем отвальныйдоменный шлак, плотность которого составляет 2,6 кг/дм3.Плотность цемента равна 3,1 кг/дм3Количество цемента принимаем равным 400 кг на 1 м3, тогда из формулы (34) получаем:Т.е. количество заполнителя равно 1225 кг.Активность смешанного вяжущего 𝑅см зависит от активности егосоставляющих, доли минеральной добавки в общей смеси вяжущего(коэффициент наполнения общего вяжущего – 4).(35)где , доли ед.(36)(37)где 𝐷 и Ц – масса минеральной добавки и цемента в общей массе смешанноговяжущего; 𝑅ц и 𝑅д – активность цемента и его заменителя (минеральнойдобавки).Принимаем 𝑅цравной 40 МПа, а𝑅д = 1,5 МПаПри φ = 0,750 значение Определим коэффициенты К1 и К2Тогда активность смешанного вяжущего 𝑅см равна (формула 35): Произведём расчетобъѐмов вяжущей минеральной добавки, цемента,заполнителя:В качестве заполнителя используем песок.(38)(39)(40)Произведём расчеты:Объем заполнителя определим, подставляя в формулу (40) известные величины.По результатам расчѐтов определяем объёмную плотность 1 м3искусственного массива суммированием масс по составляющим.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ курсовом проекте рассмотрены системы с обрушением руды и смещающих пород.Системами разработки с обрушением руды и вмещающих пород называются системы, при которых при отработке всего блока или основной его части выпускают руду самотеком под налегающими на нее обрушенными вмещающими породами.Системы с массовым обрушением применяют в залежах мощных и средней мощности. Очистное пространство не поддерживается (за исключением стадии образования камер или щелей для обрушения остальной части блока в некоторых системах). Отбойка преимущественно скважинная, иногда самообрушением.Произведены необходимые расчеты, обеспечивающие проведение работ при заданных условиях.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫМаркшейдерское дело: учебник: В 2-х ч. : Ч.2 / Белоликов А. Н. , Земисев В. Н. , Кротов Г. А. , и др. ; Под ред. И. Н. Ушакова.- 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 2015. - 437 с.Маркшейдерское дело: учебник: В 2-х ч. : Ч.1 / под ред. И.Н.Ушакова; 3-е изд., пер. и доп. - М.: Недра, 2016. - 311 с.Посыльный Ю.В. Типовые параметры процесса сдвижения земной поверхности при горных разработках: учеб. пособие/ Ю.В. Посыльный; ЮРГТУ(НПИ).,-Новочеркасск : Изд-во ЮРГТУ(НПИ). 2013. -156 с.Справочник маркшейдера: Охрана недр. кн. 1 : в 3-х ч.: ч. 1. Т. 7/ Г.П. Жуков, др. и. – М. : Горное дело, 2015. - 440с.Справочник маркшейдера: Охрана недр. кн. 1 : в 3-х ч.: ч. 2. Т. 7/ Г.П. Жуков, др. и. – М. : Горное дело, 2015. - 440с.Справочник маркшейдера: Охрана недр. кн. 1 : в 3-х ч.: ч. 3. Т. 7 / Г.П. Жуков, др. и. – М. : Горное дело, 2015. - 432с.Попов В.Н. Геодезия и маркшейдерия: Учебник для вузов/ В.Н. Попов, В.А. Букринский, П.Н. Бруевич.– 416 с.М.: Горная книга 2017. – 364 с.Посыльный Ю.В. Сдвижение горных пород и земной поверхности при разработке полезных ископаемых : учебно-методическое пособие к практическим занятиям по курсу «Маркшейдерия» / Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова.– Новочеркасск: ЮРГПУ (НПИ), 2016. – 72 с.