Слащев И.Н., Слащева Е.А. Исследование процесса формирования зон разрушения в породном массиве при отработке смежных выемочных участков шахт

Деталі

Батьківська категорія: Геотехнічна механіка, 2016

Категорія: Збірник наукових праць "Геотехнічна механіка" Випуск-128

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ЗОН РАЗРУШЕНИЯ В ПОРОДНОМ МАССИВЕ ПРИ ОТРАБОТКЕ СМЕЖНЫХ ВЫЕМОЧНЫХ УЧАСТКОВ ШАХТ

Слащёв И.Н., Слащёва Е.А.

Слащев И.Н., канд. техн. наук, ст. науч. сотр.,

Слащева Е.А., канд. техн. наук, ст. науч. сотр.

 (ИГТМ НАН Украины)

УДК 622.831.312

 Анотація. У статті наведено дослідження процесу формування зон руйнування в породному масиві як чинника, що впливає на стан геотехнологічної системи «масив порід суміжних виїмкових дільниць – підтримання виробок». Встановлено геомеханічні закономірності формування зон руйнування при відпрацюванні суміжних виїмкових дільниць: обсяги порушених порід навколо виробки і необхідна несуча здатність засобів кріплення зростають прямо пропорційно з глибиною, при цьому необхідна стійкість системи «кріплення-масив» обернено пропорційна вазі зруйнованих порід покрівлі; в процесі відпрацювання суміжних лав зі збільшенням відстані від покрівлі пласта з 7 м до 60 м максимуми напружень знижуються до двох разів при відпрацюванні першої лави і до чотирьох разів – для суміжних лав; як при відпрацюванні однієї лави, так і при відпрацюванні суміжних лав обсяги руйнувань порід від деформацій розтягування переважають над обсягами руйнувань від деформацій зсуву оскільки над гірничими виробками відбувається зависання верхніх порід, на які спочатку діють розтягують сили, але сумарні обсяги зруйнованих порід при відпрацюванні першої лави в 2-6 разів менше, ніж при відпрацюванні суміжних лав; відпрацювання суміжній лави викликає різке в 3-4 рази збільшення зон руйнувань порід, інтенсивність росту яких в подальшому знижується, при цьому зберігається більша швидкість руйнування порід при експлуатації суміжних лав, ніж при експлуатації однієї лави. Отримані наукові результати використовуються для визначення раціональних параметрів систем розробки і підвищення інтенсивності роботи гірничодобувних підприємств.

Ключові слова: геомеханіка породного масиву, зони руйнування, суміжні ділянки шахт, моделювання масиву порід

 Abstract. The article presents the study of caving zone formation considered as a factor affecting the state of geotechnological system "rocks of adjacent panels – roof supports". The following geomechanical regularities of caving zone formation while mining the adjacent panels are established: volumes of disturbed rocks around the mine workings and the needed load-bearing capacity of the roof supports increase in direct proportion to depth, though the needed stability of the system "roof support-rock massif" is inversely proportional to the weight of broken roof rocks; in the process of adjacent longwall mining, when distance from the coal seam roof increases from 7 m to 60 m, the stress maxima reduce twice when the first longwall is mined and reduce by four times when the adjacent longwalls are mined;  in case of mining the first longwall as well as in case of mining  adjacent longwalls, volumes of rocks broken by stretching strains predominate over the volumes of rocks broken by shear deformations because overlying rocks which are initially under the action of tensile forces, hang over the mine workings, though total volume of broken rocks in case of mining the first longwall is 2-6 times less than in case of mining the adjacent longwalls; mining of adjacent longwall causes a sharp, by 3-4 times, increase of zones with broken rocks, intensive growth of which is further decrease, and speed of the rock failure is higher when the adjacent longwalls are used than when one longwall is used. The obtained scientific results are used for determining rational parameters for mining methods and increasing intensity of mining enterprise work.

Keywords: geomechanics of rock massif, caving zone, adjacent districts in mines, rock massif modeling.

–––––––––––––––––––––––––––––––

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Галагер, Р. Метод конечных элементов. Основы: пер. с англ. / Р. Галагер. – М.: Мир, 1984. – 428 с., ил.

2. Слащева, Е.А. Особенности решения геомеханических задач для условий обводненного газонасыщенного массива горных пород / Е.А. Слащева, И.Н. Слащев, А.А. Яланский // Геотехническая механика. – Днепропетровск : ИГТМ НАНУ, 2014. – Вып. 115. – С. 232-244.

3. Математическое моделирование в задачах оценки эффективности и безопасности горных работ: монография / М.Ю. Иконников, Ю.Р. Иконников, Е.А. Слащева, И.Н. Слащев, А.А. Яланский ; М-во образования и науки Украины, Нац. горн. ун-т. – Днепропетровск: НГУ, 2015. – 215 с.

4. Слащев, И.Н. Применение информационных технологий для повышения эффективности и безопасности горных работ / И.Н. Слащев // Уголь Украины. – 2013. –  № 2. – С. 40-43.

5. Обґрунтування вихідних параметрів для моделювання геомеханічних процесів в задачах оцінки безпеки підтримання гірничих виробок / А.О. Яланський, І.О. Сапунова, А.І. Слащов, Л.А. Новіков // Геотехнічна механіка: Межвед. сб. науч. трудов / ИГТМ НАН Украины. – Днепропетровск, 2014. – Вип. 119. – С. 282-295.

REFERENCES

1. Gallager, R. (1984), Metod konechnykh elementov. Osnovy [Finite Element Analysis. Fundamentals], Translated by Kartvelishvili, V.M., in Banichuk, N.V. (ed.), Nauka, Moscow, SU.

2. Slashchova, O.A., Slashchov, I.N. and Yalanskiy, A.A. (2014), “Features solutions for problems of geomechanical watery gas-saturated rock massif”, Geotekhnicheskaya Mekhanika [GeoTechnical Mechanics], no. 115, pp. 232-244, UA.

3. Ikonnikov, M.YU., Ikonnikov, YU.R., Slashchova, Ye.A., Slashchov, I.N. and Yalanskiy, A.A. (2015), Matematicheskoye modelirovaniye v zadachakh otsenki effektivnosti i bezopasnosti gornykh rabot [Mathematical modeling in solving problems of evaluating the efficacy and safety of mining operations], Natsionalnyy gornyy universitet, Dnipropetrovsk, UA.

4. Slashchov, I.N. (2013), “The use of information technology to increase the efficiency and safety of mining operations”, Coal of Ukraine, no. 2, pp. 40-43.

5. Yalanskiy, A.A., Sapunova, I.O., Slashchov, A.I. and Novikov, L.A. (2014), “Justification of the initial parameters for geomechanical processes modeling in problems of safety assessment of mine workings maintenance”, Geo-Technical Mechanics, no. 119, pp. 282-295.

 

–––––––––––––––––––––––––––––––

Об авторах

Слащев Игорь Николаевич, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, старший научный сотрудник в отделе Проблем разработки месторождений на больших глубинах, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепропетровск, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Слащева Елена Анатольевна, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, старший научный сотрудник в отделе Проблем разработки месторождений на больших глубинах, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепропетровск, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

About the authors

Slashchov Igor Nikolaevich, Candidate of Technical Sciences (Ph.D), Senior Researcher, Senior Researcher in Department of Mineral Mining at Great Depths, M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Science of Ukraine (IGTM, NASU), Dnepropetrovsk, Ukraine, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Slashchovа Yelena Anatolyevna, Candidate of Technical Sciences (Ph.D), Senior Researcher, Senior Researcher in Department of Mineral Mining at Great Depths, M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Science of Ukraine (IGTM, NASU), Dnepropetrovsk, Ukraine, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

• < Попередня
• Наступна >