2.1 Цель анализа
Геомеханический анализ выполняется в соответствии с положениями СП 91.13330.2012 «Подземные горные выработки».
Целью геомеханического анализа квершлага является уяснение геомеханической ситуации, оценка категорий устойчивости вмещающих пород и выбор вида крепи, определение нормативных и расчетных нагрузок на крепь, проверка устойчивости контура незакрепленной выработки.
Геомеханический анализ производится дифференцированно по трем расчетным сечениям на трех участках квершлага, исходя из расчетных значений физико-механических свойств горных пород и условий их залегания.
2.2 Исходные данные
Выработка – одиночный квершлаг, проходится в условиях действия тектонических напряжений.
Срок эксплуатации квершлага – 10 лет.
Направление проходки – под углом к простиранию.
Способ проходки – буровзрывной.
Квершлаг проходится в массиве, сложенном тремя разновидностями горных пород.
Номера участков квершлага, для которых выполняется геомеханический анализ, – № 1, № 2, № 3.
На втором участке к квершлагу примыкает одностороннее сопряжение.
Глубина заложения квершлага – 510 м.
Ширина пролета выработки вчерне – 3,5 м.
Тип горных пород – осадочные.
Коэффициенты крепости пород по трем участкам: f1 ? 3,1, f2 ? 5,1, f3 ? 12.
Средние расстояния между поверхностями ослабления: A1 ?
? 0,7 м, A2 ? 0,3 м, A3 ? 1,1 м.
Угол падения пород: a ? 10°.
2.3 Расчетная глубина заложения квершлага
Расчетная глубина заложения квершлага определяется по формуле (1.1):
Hр ? 510 • 1,5 ? 765 м
2.4 Расчетные сопротивления пород сжатию
Расчетные сопротивления сжатию Rс трех разновидностей горных пород находятся по формулам (1.2), (1.3), исходя из заданных коэффициентов крепости и средних расстояний между трещинами. Результаты расчетов по формуле (1.2) приведены в табл. 2.1.
Таблица 2.1
Участок Ai, м Kс Kд f R, МПа Rс, МПа
1 0,7 0,6 0,8 3,1 31 14,88
2 0,3 0,4 0,9 5,1 51 18,36
3 1,1 0,8 1,0 12 120 96
2.5 Расчетные смещения контура выработки за период ее экс-плуатации
Расчетные смещения контура выработки за период ее эксплуатации оп-ределяются по формуле (2.1):
U ? Uтп Kt Ka Kq Ks Kb , (2.1)
где U – расчетные смещения контура выработки за период эксплуата-ции, мм;
Uтп – типовые смещения в мм, устанавливаемые по номограмме (Рис. 2) в зависимости от расчетной глубины заложения выработки Hр и расчетного сопротивления пород сжатию Rс на пересечении прямой Hр ? 765 и кривых RС1, RС2, RС3.
Результаты определения типовых смещений на трех рассматриваемых участках по номограмме (Рис. 2) указаны в табл. 2.2.