Главная Коллекция "Revolution" Геология, гидрология и геодезия Лабораторные исследования влияния глины на прочность соляных пород

Лабораторные исследования влияния глины на прочность соляных пород

Анализ способов обеспечения сохранности водозащитной толщи на Верхнекамском месторождении при отработке запасов. Особенности камерной системы разработки с поддержанием кровли на "жестких "целиках. Рассмотрение методов защиты рудников от затопления.

Рубрика Геология, гидрология и геодезия
Вид автореферат
Язык русский
Дата добавления 24.04.2019
Размер файла 42,8 K
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лабораторные исследования влияния глины на прочность соляных пород

месторождение затопление кровля

Для обеспечения сохранности водозащитной толщи на Верхнекамском месторождении при отработке запасов применяется камерная система разработки с поддержанием кровли на «жестких» целиках. Содержащиеся в продуктивной толще слои глины уменьшают сцепление между зернами, вызывая снижение несущей способности междукамерных целиков. Таким образом, исследование роли глинистого материала в устойчивости целиков играет важное значение в обеспечении безопасных условий ведения горных работ и охране рудников от затопления.

В настоящее время влияние глинистых прослоек учитывается согласно «Указаниями по защите рудников от затопления…» [1] введением поправочного коэффициента kc. При этом основным параметром, определяющим снижение несущей способности целиков, является относительная суммарная мощность глинистых прослоек. Вместе с тем, экспериментальные исследования показали [2], что несущая способность целиков зависит не только от относительного содержания глинистых прослоев, но и от их пространственного расположения по высоте целика. Маточные рассолы, конденсат, образующийся в горных выработках в теплое время года, а так же рассолы гидрозакладочных работ могут приводить к увеличению влажности глинистого материала, что так же не учитывается в действующих нормативных документах.

В ходе анализа геологической информации установлено, что наибольшее количество глинистого материала сосредоточено в кровле продуктивных пластов. Мощность слоя глины может достигать 15-20 см. Следует отметить, что в кровле пластов залегают не только одиночные мощные слои глины, но и множество тонких глинисто-соляных слоёв, имеющих низкую прочность. Мощность слабой пачки может достигать 0,5-0,7 м.

Лабораторные исследования влияния глины на прочность соляных пород выполнялись на составных образцах кубической формы с размерами 60х60х60 мм, в торцевой части которых находился слой глинистого материала. Мощность глинистого материала выбиралась таким образом, чтобы составная модель была геометрически подобна междукамерному целику при наличии в верхней его части глинистого прослоя. При мощности пласта 3м и отработке одного коржа, толщина глинистого материала в кровле может составлять 20 см. Это - 0,7% вынимаемой мощности. Учитывая, что породы кровли имеют слабую устойчивость и способны к обрушению после проходки очистных камер, обнажаемый «слабый» слой может достигать 20% вынимаемой мощности. Исходя из вышесказанного, толщина глинистого прослоя в физической модели изменялась от 1 до 17мм. В ходе эксперимента влажность глинистого прослоя варьировалась от 6% до 12%.

Испытание образцов с глинистым прослойком на одноосное сжатие выполнялось на жестком электромеханическом прессе Zwick-250 с предельной нагрузкой 25т.

Для обеспечения контактных условий подобных натурным между стальными плитами пресса и испытываемым образцом помещались соляные пластины. Для исключения их разрушения они закреплялись в металлических оправках.

В ходе исследования установлено, что при наличии в составном образце глинистого материала, разрушение сильвинитовой части составного образца начинается в месте контакта глина-сильвинит с образованием системы вертикальных трещин. В местах контакта глинистого прослойка с сильвинитовой частью образца происходило образование локальных выколов и выдавливание глинистого материала. С увеличением мощности глинистой прослойки все процессы выдавливания пластичного материала проявлялись более выражено.

Анализ диаграмм деформирования составных образцов показывает, что влажность и мощность глинистого прослоя оказывают существенное влияние, как на предел прочности составных образцов, так и на их деформационные свойства.

С увеличением мощности пластичного прослойка и его влажности повышается величина продольных деформаций образца при одновременном снижении прочности.

Рис.

Результаты исследования влияния мощности глинистого прослойка и его влажности на предел прочности на одноосное сжатие составных образцов приведен на Рис.

Зависимость предела прочности образцов от мощности глинистого слоя при естественной влажности и содержании глины в образце до 15% носит характер близкий к линейному. При этом интенсивное снижение прочности модели отмечается при толщине глинистого прослоя более 3 мм (0,05; - толщина глинистого прослоя, h - высота составного образца). При толщине глинистого прослоя 13 мм (0,18) предел прочности модели уменьшается почти в 2 раза.

Как уже отмечалось, увеличение влажности глинистого прослоя обуславливает дополнительное снижение прочности модельных образцов. В этом случае уменьшение предела прочности проявляется уже при толщине глинистого прослоя более 1мм (0,016), а при =13мм (0,17) снижение достигает 3 раз.

Анализ результатов исследований показал, что при большой мощности и значительном увлажнении глинистых прослоев снижение несущей способности междукамерных целиков может быть в 1,5 2,0 раза выше, чем рассчитанное по существующим нормативным документам [1]. Таким образом, в работе показано, что используемая в настоящее время методика расчета несущей способности целиков требует корректировки в части учета мощности, влажности и местоположения глинистого материала. Полученные количественные оценки использованы в качестве параметрического обеспечения при математическом моделировании напряженно-деформированного состояния слоистых соляных междукамерных целиков в расчетах степени их нагружения.

Список литературы

месторождение затопление кровля

1.Указания по защите рудников от затопления и охране подрабатываемых объектов в условиях Верхнекамского месторождения калийных солей : технолог. регламент / ВНИИГ. - СПб., 2008. - 88 c.

2.Барях А.А. Физико-механические свойства соляных пород Верхнекамского калийного месторождения: учеб. пособие / А.А. Барях, В.А. Асанов,

И.Л. Паньков. ? Пермь: Изд-во ПГТУ, 2008. ? 198 с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены