Яланский А.А., Слащев И.Н., Слащева Е.А., Селезнев А. М., Арестов В.В. Разработка новых способов охраны подготовительных горных выработок литыми полосами

Деталі
Батьківська категорія: Геотехнічна механіка, 2018
Категорія: Збірник наукових праць "Геотехнічна механіка" Випуск-141

Geoteh. meh. 2018, 141, 3-17

https://doi.org/10.15407/geotm2018.141.003

РАЗРАБОТКА НОВЫХ СПОСОБОВ ОХРАНЫ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК ЛИТЫМИ ПОЛОСАМИ

1Яланский А.А., 1Слащев И.Н., 1Слащева Е.А., 1Селезнев А. М., 1Арестов В.В.

1Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України

УДК 622.831.31

Язык: Русский

Аннотация.

В статье представлена разработка новых способов охраны подготовительных горных выработок литыми полосами из быстротвердеющих материалов. Известно, что в зоне влияния очистных работ подготовительные выработки угольных шахт интенсивно деформируются, при этом из-за больших смещений породного контура расходуются значительные объемы материальных ресурсов на их ремонт. Для повторного использования подготовительных горных выработок при относительно прочных породах кровли в качестве крепи часто применяют литые полосы или их комбинации с  рамным и анкерным креплением. Проблемы, которые при этом возникают, связаны с размоканием пород слабой почвы угольных пластов, гипсометрией кровли  и недостаточной прочностью полос на начальном этапе набора прочности. Средства крепления и способы охраны подготовительных горных выработок часто не соответствуют геомеханическим особенностям проявления горного давления, что становится основной причиной неудовлетворительного состояния выработок. Для оценки возможных резервов повышения эффективности применения литых полос совместно с другими средствами крепления обоснована математическая модель сложноструктурного породного массива. Проведено математическое моделирование напряженно-деформированного состояния методом конечных элементов. Смоделированы жесткая и податливая литые полосы, разные технологии возведения литой полосы, а также комбинация литых полос с анкерной и арочной крепью. Определены расположения и размеры зон разрушения пород, напряжения в породном массиве при разных вариантах крепления. Выявлены недостатки существующих технологий возведения литых полос и установлены факторы повышения их технической эффективности. На базе проведенных исследований разработаны новые способы возведения литых полос, которые дают возможность регулировать их отпор и воздействие на напряженно-деформированное состояние прилегающего породного массива. Математическое моделирование для конкретных горно-геологических условий шахты показало удовлетворительную сходимость с натурными данными, поэтому предложенные технические решения можно эффективно применять на производстве.

Ключевые слова:

охрана горных выработок, литые полосы, компьютерное моделирование методом конечных элементов, способы и средства крепления.

Список литературы

1.  Временный технологический регламент по охране подготовительных выработок угольных шахт литыми полосами из твердеющих материалов / А.Ф. Булат [и др.] Днепропетровск:  РИА «Днепр – VAL», 2004. 33 с.

2. Ильяшов М.А., Байсаров Л.В. Новые технологические решения в охране концевых участков высоконагруженных лав / Геотехническая механика. Днепропетровск. ИГТМ НАНУ, 2006. № 61. С.79-92.

3. Ильяшов М.А. Охрана повторно используемых выработок, как один из факторов обеспечения эффективности и безопасности разработки угольных пластов на больших глубинах // Геотехническая механика. Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2006. № 66. С.39-44.

4. Терещук Р.Н., Лозовский C.П. Устойчивость подготовительных выработок с неустойчивой почвой в зоне влияния очистных работ. Днепропетровск: НГУ, 2014. 104 с.

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

6. Gallager R. (1984). Finite Element Analysis. Fundamentals, Moscow: Nauka.

7. Zienkiewicz O.C., Taylor R. L., Zhu J. Z. (2005). The Finite Element Method: Its Basis and Fundamentals, Butterworth-Heinemann.

8. Слащев И.Н. Разработка математической модели и технологии компьютерного анализа тектонически нарушенного структурно-неоднородного породного массива // Геотехническая механика. Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. № 104. С. 94-109.

9. Порядок применения «Технологического регламента поддержания повторно используемых выемочных штреков комбинированными охранными системами» / А.Ф.Булат [и др.] // Геотехническая механика. Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2009. № 83. С.3-13.

10. Математическое моделирование в задачах оценки эффективности и безопасности горных работ / М.Ю. Иконников, Ю.Р. Иконников, Е.А. Слащева, И.Н. Слащев, А.А. Яланский. Днепропетровск: НГУ, 2015. 215 с.

Об авторах

Яланский Анатолий Александрович, доктор технических наук, старший научный сотрудник, ведущий научный сотрудник в отделе механики горных пород, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепр, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

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

Селезнев Анатолий Михайлович, магистр, ведущий специалист в отделе механики горных пород, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепр, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Арестов Вадим Викторович, аспирант, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепр, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.