Податливый поддерживающий целик Советский патент 1985 года по МПК E21C41/06 

t1 Изобретение относится к горной промышленности, к технологии подзем ной разработки полого- И наклоннопадающих рудных залежей, преимущест венно средней мощности. Известна конструк1Ц1я податливого потолочинного делика в камерах с траншсями-в днище, расположенного по простиранию залежи, включающего нижнее наклонное к вмещающим породам плоское основание и верхнее основание с углублениями от траншей где нижнее основание целика сопряже но с поверхностью висячего бока по линии сопряжения плоскости, каса-ттельной к нижней части траншеи, бли жайшей к висячему боку, и перпендикулярной поверхности висячего бока ij . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является податливый поддерживающий делик, включающий рудное тело между висячим и лежачим боками рудной залежи, ограниченное со стороны верхней и нижней выработанных камер вертикальными стенка ми, сопряженными с кровлей указанны камер, зону ослабления, выполненную в виде пересекающей плоской наклонной трещины с верхней кромкой, расположенной по стенке нижней камеры и нижней кромкой, расположенной по стенке верхней камеры, имеющей паде ние , противоположное падению рудного тела 2J . Цель изобретения - сокращение потерь руды в целике при сохранении его несущей способности и податливости. Поставленная цель достигается тем, что в податливом поддержива-, ющем целике, включающем рудное тел между висячим и лежачим боками руд ной залежи, ограниченное со стороны верхней и нижней выработанных камер вертикальными стенками, сопряженными с кровлей указанных камер, зону ослабления, выполнен ную в виде пересекающей плоской наклонной трещины с верхней кромко расположенной по стенке нижней кам ры, и нижней кромкой, расположенно по стенке верхней камеры, имеющей падение противоположное падению рудного тела, верхняя кромка трещи выполнена в месте сопряжения вертикальной стенки целика и кровли нижней камеры, при этом стенка целика со стороны верхней камеры ниже зоны ослабления расположена под углом 130-138° к плоскости трещины, а плоскость трещины выполнена под углом к горизонтальной плоскости, определяемым из соотношения (.f- (90°-) я , при Ц- ( 90°- Л 1 ci А , при q и где ос - угол наклона плоскости трещины к горизонтальной плоскости, град; - угол трения целика по трещине, град; Л - угол между направлением результирующей деформации висячего-лежачего боков рудного тела и горизонтом, град. На чертеже изображен вертикальный разрез податливого междукамерного целика по направлению результирующей деформации схождения .лежачего и висячего боков рудного тела соответственно до его разгрузки и после. Податливый целик представляет собой рудный массив 1 с пересекающей его трещиной 2, имеющей падение в сторону, противоположную падению рудного тела. Целик расположен между висячим боком 3 и лежачим боком 4. По бокам целика находятся камеры 5 и 6. При отработке полого - и наклон попадающих рудных тел под действием горизонтальных и вертикальных d напряжений высячий и лежачий бока рудного тела деформируются на величину Up и, следовательно, на целиках действует нагрузка Рр. Результаты измерения напряжений свидетельствуют, что горизонтальные напряжения массива в абсолютном большинстве случаев вьщхе, чем вертикальные, поэтому вектор результирующей деформации неизбежно будет направлен в сторону, противоположную падению залежи под углом Д - 15° - 60 к горизонту. Значение угла Я тем меньше, чем больше угол падения рудного тела ft и больше неравенств о d (j . Под действием результирующей нагрузки Рр , совпадающей по направлению с вектором деформации U., произойдет подвижка верхней части целика по трещине. В этом случае горизонтальная составляющая деформации U реализуется полностью, а вертикальное 3 перемещение висячего бока к лежачем fiU составит .uUj УГ tg ос. В результате этого вместо резуль тирующей деформации висячего и лежа чего боков: Up -Ы р - на целик передается лишь част, вертикальной составляющей деформации: ., Uj, - ли , за счет Которой осуществляется подпор висячего бока с усилием Р . Для того, чтобы во время подвижки по трещине в целике ие возникали растягивающие напряжения, способные привести к сколу его краевых частей плоскость трещины 2 выполняют так, что со стороны нижней камеры 5 она выходит в верхний угол этой камеры а стенку целика 7, расположенную ниже трещины со стороны верхней камеры 6, выполняют с падением в сторону, противоположную падению рудного тела под углом к плоскости трещины у г 130 - 138. В этом случае возникновению растягивающих напряжений препятствуют превышающие их.по абсолютной величи не и совпадающие по направлению сжи мающие напряжения, В верхней части целика участок возникновения растягивающих напряжений оказьтается в зоне концентрации сжимающих напряжений массива, а в нижней части сжи напряжения создаются наклоном стенки целика. Угол наклона стенки находится в прямой зависимости от yrj:a наклона трещины, который в свою очередь зависит от направления результирующей деформации и угла трения целика по трещине. Чем круче наклон трещины, тем меньше отклонение стен ки целика от а ер ткали, но угол между трещиной и стенкой остается постоянньм, а именно у - 130 - 138 При этом угол наклона плоскости трещины к горизонту должен удовлетворять следующим условиям. Трещина должна составлять с линией, перпендикулярной направлению результирующей деформации Up , угол больщий, чем угол трения (f : 90° -(ft-oi)q или -л Ч-( В противном случае подвижка верхней части целика по трещине не 54 произойдет, так как угол трения это наименьший угол наклона плоскости к линии, перпендикулярной направлению действия силы, при кото- ром находящееся на плоскости тело (верхняя часть целика) начинает перемещаться под действием данной силы. На практике угол трения if обыч но находится в пределах 25 - 35 . Для предотвращения полной деформации висячего и лежачего боков Ц5 необходимо выполнение условия В противном случае окажется реализована не только горизонтальная деформация Up , но и вся вертикальная составляющая и, т.е. висячий, бок обрушится. После того, как произойдет подвижка по трещине. Up полностью реализуется и останется нереализованной часть вертикальной деформации U-2 благодаря чему создается необходимый подпор висячего бока усил и ем Р подвижка целика должна прекратиться (фиг.З). Поэтому тре|щина должна составлять с линией, перпендикулярной направлению Р , угол меньший, чем угол трения с) : . . Следовательно, в целом должно выполняться условие (90° -ЛКл Ч npftq K (90° --Д) oi i -Л приС| Пример. Шахтой отрабатывается рудное тело Мощностью 15 м с углом падения ЗО. Крепость руды в куске: на сжатие 50 МПа, на растяжение 4 МПа. Блок, имеющий разме- . ры 60 м по протиранию и 90 м по падению, разделан на две камеры ленточным целиком, располагаемым по протиранию. Результирующая деформация в центре блока составляет Up 6,3 см и направлена под углом 30° к горизонту, т.е. U 3,0 см и Up 5,7 см. При таких деформациях и прочности руды ширина известного податливого целика должна быть не менее 18 м, так как сжатие зоны ослабления на несколько миллиметров не обеспечит существенной разгрузки. При применении предлагаемого поатливого целика, когда устраняется опасность скола краевых частей и тывается только действие вертикальной составляющей U ширину целик

ПОДАТЛИВЫЙ ПОДЦЕРЖИВАЮЩИЙ ЦЕЛИК, включающий рудное тело между висячим и лежачим боками рудной залежи, ограниченное со стороны верхней и нижней выработанных камер вертикальными стенками, .сопряженными с кровлей указанных камер, зону ослабления, выполненную в виде пересекающей плоской наклонной трещины с верхней кромкой, расположенной по стенке нижней камеры, и нижней кромкой, расположенной по стенке верхней камеры, имеющей падение, противоположное падению рудного тела, о тличающийся тем, что, с целью сокращения потерь руды в .целике при сохранении его несущей способности и податл.ивости, верхняя кромка трещины выполнена месте сопряжения вертикальной стенки целика и кровли нижней камеры, при этом стенка целика со стороны верхней камеры ниже зоны ослабления расположена под углом. 130-138 к плоскости трещины, а плоскость трещины выполнена под углом к горизонг тальной плоскости, определяемым из соотношения (Л Q-