Влияние конфигурации очистных камер на формирование напряжений в разномодульном массиве

Abstract

Цель. Установление неустойчивых областей закладочного массива при влиянии отработки запасов руд в смежной камере посредством компьютерного моделирования для разработки путей повышения его устойчивости. Методика. Исследования напряженного состояния разномодульного массива, состоящего из руды, пород и закладки выполнены при помощи программного обеспечения SolidWorks 2011 с полным соответствием их физико-механических свойств. Результаты. Посредством компьютерного моделирования выявлены неустойчивые области в закладочном массиве камеры первой очереди под влиянием отработки камеры второй очереди. Установлено, что вертикальная компонента напряжений формирует область сжимающих напряжений в массиве закладки камеры первой очереди отработки на сопряжении ее обнажения с кровлей отрабатываемой камеры со следующими размерами: вглубь массива – до 50 м, по вертикали обнажения – 9.8 м, а максимальная величина напряжений достигает 89 МПа. В этой же области горизонтальная компонента формирует также область сжимающих напряжений, но с меньшим значением в 65 МПа. Горизонтальная компонента напряжений формирует в закладочном массиве камер первой очереди область растягивающих напряжений на уровне подэтажа 775 – 810 м при размерах: вглубь массива – до 7 м, по вертикали обнажения – 10 м, а максимальная величина напряжения достигает 4 МПа.

Мета. Встановлення нестійких областей закладного масиву при впливі відпрацювання запасів руд у суміжній камері за допомогою комп’ютерного моделювання для розробки шляхів підвищення його стійкості. Методика. Дослідження напруженого стану різномодульного масиву, що складається з руди, порід та закладки виконані за допомогою програмного забезпечення SolidWorks 2011 з повною відповідністю їх фізико- механічних властивостей. Результати. За допомогою комп’ютерного моделювання виявлено нестійкі області у закладному масиві камери першої черги під впливом відпрацювання камери другої черги. Встановлено, що вертикальна компонента напружень формує область стискаючих напружень у масиві закладки камери першої черги відпрацювання на сполученні її відслонення з покрівлею камери, що відпрацьовується, з наступними розмірами: вглиб масиву – до 50 м, по вертикалі відслонення – 9.8 м, а максимальна величина напружень сягає 89 МПа. У цій же області горизонтальна компонента формує також область стискаючих напружень, , але з меншим значенням у 65 МПа. Горизонтальна компонента напружень формує у закладному масиві камер першої черги область розтягуючих напружень, на рівні підповерху 775 – 810 м при розмірах: вглиб масиву – до 7 м, по вертикалі відслонення – 10 м, а максимальна величина напруження сягає 4 МПа.

Purpose. Detecting unstable areas in the filling mass taking into account configuration of the adjacent mineable chambers to improve its formation. Methods. The research into stress state of multi-modulus mass consisting of ore, rocks and filling was conducted using SolidWorks 2011 software with the full compliance of their physical and mechanical properties. Findings. Computer simulation allowed to reveal unstable areas in the filling mass of the first stage chamber under the influence of the development of the second stage chamber. It was found that the vertical stress component forms an area of compressive stresses in the filling mass of the first stage chamber at the junction of its exposure to the roof of filling chamber with dimensions: depth of the mass – up to 50 m, vertical outcrop – 9.8 m, the maximum value of stress reaching 89 MPa. The horizontal stress component also forms an area of tensile stress, but with a lower value of 65 MPa. The horizontal stress component generates in the filling mass of the first stage chambers the area of tensile stresses on the substage level 775 – 810 m with dimensions: depth of the mass – up to 7 m, vertical exposure – 10 m, and the maximum stress value – up to 4 MPa.