Податливый целик

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для подземной разработки рудных тел пологого и наклонного падения. Цель - снижение напряжений в зонах контакта рудного целика. Для этого зона ослабления целика в виде плоской наклонной трещины выполнена во вмещающих породах. Угол наклона плоскости трещины к вертикали определяется из соотношения ψ=ARCCOS{[4-(1+λ<SB POS="POST">1</SB>)<SP POS="POST">2</SP>]:[4<SP POS="POST">.</SP>(1-λ<SP POS="POST">2</SP>)]}<SP POS="POST">1/2</SP>, а длина равна L=8/φ{K<SB POS="POST">1C</SB>:[Kρ<SB POS="POST">G</SB>H<SP POS="POST">.</SP>(SIN<SP POS="POST">2</SP>ψ + λ<SP POS="POST">2.</SP>COS<SP POS="POST">2</SP>ψ - SIN<SP POS="POST">2</SP>ψ - λ<SB POS="POST">1</SB><SP POS="POST">.</SP>COS<SP POS="POST">2</SP>ψ)<SP POS="POST">1/2</SP>]}, где λ<SB POS="POST">1</SB> - коэффициент бокового распора

K<SB POS="POST">1C</SB> - трещиностойкость горной породы, мН/м<SP POS="POST">3/2</SP>

ρ - средняя плотность вышележащей толщи пород, кг/м<SP POS="POST">3</SP>

G - ускорение свободного падения, м/с<SP POS="POST">2</SP>

K - коэффициент концентрации напряжений

H - глубина разработки, м. Создание этих трещин в зонах концентрации сжимающих напряжений позволяет реализовать накопленную в этих зонах энергию упругих деформаций на статическое управляемое разрушение. Зона ослабления может быть выполнена в кровле и в подошве целика. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19! (1И

11 А1 (5I) 4 Е 2! С 41/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (54) 1!ОДАТЛИВЫЙ ЦЕЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4238517/23-03 (22) 29.04.87 (46) 07.09.89. Бюл. У 33 (71) Карагандинский политехнический институт (72) Х.Халманов, Б.Хамимолданов, У.С.Коянбаев и Б.Б.Жамакаева (53) 622.273(088.8)

{56) Авторское свидетельство СССР

У 924379, кл. Е 21 С 41/06, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 1153065, кл. Е 21 С 41/06, 1983. (57) Изобретение относится к горной промьппленности и предназначено для подземной разработки рудных тел пологого и наклонного падения, Цель снижение напряжений в зонах контакта рудного целика, Для этого зона ослабления целика в виде плоской накИзобретение относится к горной промьппленности и может быть использовано при подземной разработке рудных тел полого и наклонного падения.

Цель изобретения — снижение напряжений в зонах контакта рудного целика с почвой и кровлей и повьппение устойчивости целика.

На чертеже изображен податливый целик, вертикальный разрез, Податливый целик включает вертикальные боковые стенки рудного массива 1 между висячим 2 и лежачим 3 боками залежи, подошву и кровлю, вы2 лонной трещины выполнена во вмещающих породах. Угол наклона плоскости трещины к вертикали определяется иэ соотношения g = агссоз ((4-(! + Л, ) ):

t.4 — (1 — Л 1))3++ а длина равна 1 = 8/Г К „: С kpgH (sin ÷ +

Л, cos q- sin - Л, cos y) ) }, где Я„ — коэффициент бокового распора; К „ — трещиностойкость горной породы, мН/м з ; у — средняя плотность вьпцележащей толщи пород, кг/м, ускорение свободного падения, м/с ; k — коэффициент концентрации напряжений; Н вЂ” глубина разработки, м. Создание этих трещин в зонах концентрации сжимающих напряжений позволяет реализовать накопленную в этих зонах энергию упругих деформаций на статическое управляемое разрушение. Зона ослабления может быть выполнена в кровле и в подошве целика. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. полненные во вмещающих породах, и зону ослабления, выполненную в виде плоской наклонной трещины 4.

Исследование напряженного состояния целика показывает, что область

EFGN находится в условиях одноосного сжатия под напряжением Об1 ласти вблизи сопряжений цикла с кронлей и почной (зоны 5 и 6) находятся в условиях двухосного сжатия с напряжениями $ и 6 . Длина целика I., считается достаточно большой (L,-. 2b;

L » 2h), так что реализуется состояние плоской деформации. Зоны концен3 1506! 12 трации сжимающих напряжений 5 и 6 показаны прямоугольниками ABCD u

АВ С D .

Податливый целик работает следую- 5 щим образом.

В зонах 5 и 6 при высокой прочности крепких пород (b> Я по шкале

М. Протодьяконова) вследствие наличия напряжений с 1и 62 концентрирует- 10 ся потенциальная энергия упругих деформаций, которая при определенных условиях (например, при резкой разгрузке самого целика) может реализо15

Г4 — (1 + Л,12

g = агссоа — -- -- — --

14(1 — Л ) 1

1С

Г

k ° у gH(sin 11 + Л со

° 2 2

1

s y — sin v — Л,cos у ками залежи, подошву и кровлю целика, выполненные во вмещающих породах, и зону ослабления, выполненную в виде плоской наклонной трещины, отличающийся тем, что, с целью снижения напряжений в зонах контакта рудного целика с почвой и кровлей и повышения устойчивости целика, эона ослабления выполнена во вмещающих породах с углом у наклона плоскости трещины к вертикали, определяемым из соотношения где Л, К

1с

30

q = arccos

8 к1с 2

Ф

gH(g sin 11 + il1,сов 4.> 91п м Л1 1cos g

k — коэффициент концентрации напряжений;

Н вЂ” глубина разработки, м, 2. Целик по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что зона ослабления выполнена в кровле целика.

3. Целик по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что зона ослабления выполнена в подошве целика. где Л, коэффициент бокового распора; трещиностойкость горной породы, MH/м /;

3/2. средняя плотность вмещающей толщи пород, кг/м ; ускорение свободного падения, м/с коэффициент концентрации напряжений; глубина разработки, м.

Формула изобретения

1. Податливый целик, включающий вертикальные боковые стенки рудного массива между лежачим и висячим бокоэффициент бокового распора; трещиностойкость горной породы, MH/ì !2; средняя плотность вьппеле/ Ь ° жащей толщи пород, кг/м ускорение свободного падения, м/с2; ваться в динамическое разрушение— горный удар. Чтобы не пропустить удара, накопленную энергию реализуют на статическое управляемое разрушение путем создания искусственных плоских трещин 4 в областях 5 или 6. Угол наклона плоскости трещины к вертикали определяют иэ соотношения а длину трещины из соотношения и длиной 1, определяемой иэ соотношения

1506112

Составитель А. Загородний

Техред М,Дидык Корректор И, Муска

Редактор И. Шмакова

Заказ 5404/34 Тирах 449 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Уигород, ул. Гагарина, 101