Поддержание выработанного пространства целиками

В общем случае основным назначением любых целиков является предотвращение развития недопустимых деформаций в массиве окружающих пород и предотвращение увеличения размеров зон разрушения. В зависимости от того, для охраны каких объектов они предназначены и каковы сроки их существования, целики подразделяют на несколько видов.

Целики, предназначенные для охраны сооружений поверхностного комплекса шахт и рудников от вредного влияния очистных работ, называют предохранительными, срок их службы составляет обычно несколько десятилетий и часто совпадает с общим сроком эксплуатации горнорудного предприятия.

Для охраны капитальных вскрывающих выработок (стволов, штолен, штреков или квершлагов) оставляют соответствующие охранные целики (околоствольные, околоштольневые и т. д.). Срок их службы также весьма длителен и, как и в первом случае, может достигать нескольких десятков лет.

Для поддержания очистных пространств, предохранения подготовительных выработок, а также для исключения влияния очистных работ на соседних участках оставляют опорные целики. Это наиболее массовый вид целиков, срок их существования обычно составляет несколько лет, т. е. соизмерим с периодом отработки отдельных участков, блоков или камер.

В отличие от предохранительных и охранных целиков, опорные целики фактически являются несущими конструкциями, они должны оставляться для поддержания от обрушения части или всего массива, подработанного очистными выработками в случае, если обнажение горных пород в кровле превышает предельно допустимую величину.

Все многообразие пространственных схем расположения целиков, встречающихся при разработке пластовых и рудных месторождений, может быть сведено к следующим основным случаям:

а) неограниченная периодическая последовательность одинаковых по своим размерам и формам междукамерных, околоштрековых и других целиков;

б) неограниченная периодическая последовательность целиков различных размеров и формы;

в) бессистемное расположение целиков различных размеров и конфигурации;

г) одиночные целики различных параметров.

По конфигурации горизонтальных сечений различают целики ленточные и столбчатые (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Схемы поддержания очистных пространств с помощью ленточных (а) и столбчатых (б) целиков.

Конфигурация поперечных сечений определяет условия работы целиков. В частности, ленточные целики работают в условиях плоской деформации, в то время как столбчатые целики – в условиях одноосного сжатия. Эти особенности должны учитываться при определении устойчивых размеров целиков.

Условия работы целиков определяются рядом факторов, основные из них:

· глубина разработки;

· мощность и угол падения отрабатываемого месторождения;

· напряжённо-деформированное состояние массива вышележащей толщи и окружающих пород;

· общие размеры и конфигурация выработанного пространства;

· размеры и форма целиков;

· деформационно-прочностные характеристики массива пород, слагающих целик;

· характер контактов массива пород целика с вмещающим массивом;

· наличие или отсутствие дополнительных динамических воздействий и др.

При этом первые пять из упомянутых факторов определяют величины основных нагрузок, которые действуют на целики, а следующие два – характер реакции целиков на прилагаемые нагрузки.