Описание состояния массива горных пород

Понятие о массиве горных пород

ЛЕКЦИЯ №18

Средства бурения шпуров

1. f< 6 – ручные электро-, пневмо и гидросверла (ЭР-14, ЭР-18Д-2М, СЭР-19, ГНОМ).

2. f = 6 – 16 – бурильные машины с электро, гидро и пневмоприводом.

Персонал и документация при ведении взрывных работ

Все БВР ведутся по проектам, паспортам или схемам, составленным в соответствии с ЕПБ и утвержденными главным инженером шахты.

ВР ведутся специально обученными взрывниками, а в шахтах, опасных по газу и пыли – мастером-взрывником.

ВВ хранятся на специально оборудованных складах. Для перевозки ВВ используются специально оборудованные транспортные средства.

Физические процессы, происходящие в недрах при ведении горных работ распространяются далеко в породы подстилающей и покрывающей толщи, часто достигая земной поверхности. При проектировании и эксплуатации шахт приходится иметь дело с большим участком литосферы, включающими месторождения.

Массив горных пород – геологическое тело, состоящее из совокупности горных пород, сформировавшееся в определенной геолого-структурной обстановке и характеризующееся присущими ему физическими и геологическими особенностями. Горная порода, находящаяся в массиве в естественном состоянии, называется горной породой в массиве. По строению массивы пород характеризуются мощностью и углом падения слоев, наличием геологических нарушений, зон трещиноватости, секущих жил, и т.д.

С известным приближением можно выделить следующие виды массивов:

· однородные · крупноблочные · слоистые · мелкоблочные (трещиноватые)

· сложной структуры · комбинированные

Большое значение имеют величины характеристик пород, слагающих ту или иную часть горного массива а также структура массива и их изменения в пространстве.

Состояние горной породы является функцией соотношения внутренних свойств (плотности, влажности, внутренней энергии, теплопроводности) и внешних условий (величины нагрузок, температуры, времени и характера приложения нагрузки).

Напряжения в массиве пород определяются как отношения нагрузки к площади опоры

d = F/S где F – нагрузка, Н; S – площадь опоры, м².

Различают напряжения в нетронутом массиве и напряжения, формирующиеся (перераспределяющиеся) в результате ведения горных работ.

В настоящее время по вопросу о напряженном состоянии нетронутого массива существует три гипотезы.

Гипотеза 1 Горные породы в нетронутом массиве находятся в гидростатическом напряженном состоянии, т.е. все составляющие тензора напряжения равны между собой.

,

где - удельный вес горных пород, т/м³;

Н – глубина ведения горных работ, м.

Гипотеза 2 Согласно гипотезе 2 напряжение в любой точке массива определяются весом пород до поверхности, т.е. имеют гравитационную природу.

При этом вертикальная составляющая d_z = γ H, а горизонтальные составляющие

δ_x = δ_y = λγΗ, где λ – коэффициент бокового распора λ = /(1- )

где – коэффициент Пуассона (коэффициент поперечной деформации).

Образец испытывает напряжение растяжения. Относительные деформации по осям определяются следующим образом:

_Z = (a₁ – a)/a; _X = (b₁ – b)/b; _Y = (c₁ – c)/c;

Для изотропного тела = 0,1 ÷ 0,5

т.е. коэффициент Пуассона является отношением поперечных относительных деформаций образца к продольным. – модуль Юнга

и – основные показатели, характеризующие свойства горных пород с точки зрения геомеханики.

Гипотеза 3

Согласно этой гипотезе напряжения в нетронутом массиве формируются под действием неотектонических процессов. В этом случае основное значение придается горизонтальными силами, возникающими в результате перемещения в горизонтальном направлении отдельных участков (плит). Каждая из упомянутых гипотез имеет право на жизнь и определенную область применения.

Дата добавления: 2014-01-07