Ковалевская И.А., Гусев А.С., Снигур В.Г., Малова О.К. Экспериментальные исследования устойчивости выемочных выработок в весьма слабых породах
- Деталі
- Батьківська категорія: Геотехнічна механіка, 2019
- Категорія: Геотехнічна механіка, 2019, № 144
Geoteh. meh. 2019, 144, 218-228
https://doi.org/10.15407/geotm2019.144.218
Экспериментальные исследования устойчивости выемочных выработок в весьма слабых породах
1Ковалевская И.А., 2Гусев А.С., 3Снигур В.Г., 1Малова О.К.
1НТУ «Днепровская политехника» МОН Украины, 2ШУ «Днепровское» ЧАО «ДТЭК Павлоградуголь», 3ШУ «им. Героев Космоса» ЧАО «ДТЭК Павлоградуголь»
УДК 622.023.42
Язык: Русский
Аннотация.
Обоснована актуальная проблема необходимости ресурсосберегающего поддержания сборных штреков для повторного использования в сложных горно-геологических условиях с применением комбинированных анкерных (канатных и сталеполимерных) систем. Это позволит сформировать в весьма слабых породах кровли армопородную плиту высокой несущей способности, которая снизит вертикальные и косонаправленные нагрузки на крепёжную систему и уменьшит напряжённость пород почвы и, как следствие, приведёт к ограничению деформирования крепи и интенсивности пучения почвы. Приведена методика вычислительного эксперимента с последовательным моделированием состояния массива и крепёжной системы (рамное и опорно-анкерное крепление, комбинированная анкерная система, центральные и боковые стойки крепи усиления). Учтены прочностные и деформационные характеристики литотипов с ослабляющими факторами (трещиноватость, обводненность, слоистость и слабое сцепление между слоями). Изложен анализ результатов вычислительных экспериментов по исследованию методом конечных элементов напряженно-деформированного состояния разных (базовой и рекомендуемой) крепёжных и охранных систем повторно используемых подготовительных выработок и установлено, что в весьма сложных горно-геологических условиях их поддержания нагрузка на все без исключения грузонесущие элементы крепёжной и охранной конструкции в составе: крепи КШПУ, опорно-анкерного крепления, комбинированной анкерной системы в кровле, центральных податливых гидростоек и боковых стоек крепи усиления, а также приближенной к охраняемой выработке органной крепи – снижается и составляет 45‑86 % от величины базового варианта. Определение размеров областей разупрочнения вокруг штреков выполнено в два этапа (на участке вне и в зоне влияния очистных работ). Обоснована и построена геомеханическая модель поддержания штрека позади лавы, проведён расчёт и анализ её напряженно-деформированного состояния. Исследована эффективность применения канатных анкеров для ограничения процесса расслоения массива в сложных горно-геологических условиях.
Ключевые слова:
подготовительная выработка, элементы крепи и охраны, напряжения, расчет, поддержание, повторное использование
Список литературы:
1. К обоснованию повышения устойчивости выемочных выработок в весьма слабых породах / И.А. Ковалевская и др. Уголь Украины. 2018. №8. С. 3-8.
2. Комбинированные анкерные системы для повторного использования горных выработок / В.И. Бондаренко и др. Дніпро: ЛізуновПрес, 2017. 188 с.
3. Булат А.Ф., Виноградов В.В. Опорно-анкерное крепление горных выработок угольных шахт. Дніпропетровськ, 2002. 372 с.
4. Круковський О.П. Наукові основи технології опорно-анкерного кріплення гірничих виробок вугільних шахт: автореф. дис. … д-ра техн. наук: 05.15.02. Дніпропетровськ, 2012. 38 с.
5. Виноградов В.В. Геомеханика управления состоянием массива вблизи горных выработок. Київ: Наук. думка, 1989. 192 с.
6. Усаченко Б.М. Свойства пород и устойчивость горных выработок. Київ: Наук. думка, 1979. 136 с.
7. Усаченко Б.М., Чередниченко В.Н., Головчанский И.Е. Геомеханика охраны выработок в слабометаморфизированных породах. Київ: Наук. думка, 1990. 144 с.
8. Зборщик М.П., Назимко В.В. Охрана выработок глубоких шахт в зонах разгрузки. Київ: Техніка, 1991. 248 с.
9. Сопротивление материалов / под ред. Г.С. Писаренко. Київ: Вища школа, 1979. 696 с.
10. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механические процессы в породных массивах. М.: Недра, 1986. 415 с.
11. Взаимодействие грузонесущих элементов крепежной системы выемочных выработок «массив – рама – анкер» / В.И. Бондаренко и др. Дніпропетровськ: Літограф, 2015. 214 с.
12. Методы расчета перемещений и упрочнения приконтурных пород горных выработок шахт Западного Донбасса / В.И. Бондаренко и др. Дніпропетровськ: Дріант, 2010. 328 с.
Об авторах:
Ковалевская Ирина Анатольевна, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры подземной разработки месторождений, Национальный технический университет «Днепровская политехника» МОН Украины (НТУ «ДП» МОН Украины), Днепр, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Гусев Александр Станиславович, кандидат технических наук, директор ШУ «Днепровское» ЧАО «ДТЭК Павлоградуголь», Павлоград, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Снигур Василий Григорьевич, кандидат технических наук, директор ШУ «им. Героев Космоса» ЧАО «ДТЭК Павлоградуголь», Павлоград, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Малова Ольга Кузьминична, научный сотрудник кафедры подземной разработки месторождений, Национальный технический университет «Днепровская политехника» МОН Украины (НТУ «ДП» МОН Украины), Днепр, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.