DOI: https://doi.org/10.20998/2413-4295.2019.02.03

Закономірності впливу закладних масивів на напружений стан бічних порід у відкотних штреках

Aleksander Kipko, Vladimir Gogo, Daria Chepiga, Yuliia Simonova, Yevgen Podkopayev, Hennadii Boichenko

Анотація


Метою досліджень є визначення на оптичних моделях, що імітують вуглепородний масив з виробками, закономірності розподілу напружень в бічних породах при охороні відкотних штреків закладних масивом. У роботі використовується комплексний метод, що включає аналіз та узагальнення умов охорони й підтримки дільничних підготовчих виробок при розробці крутонахилених і крутих вугільних пластів, фізичне моделювання з оптичними матеріалами і обробку експериментальних даних. В результаті виконаних досліджень стійкості дільничних підготовчих виробок, при їх охорони податливими спорудами, встановлено вплив закладного масиву на напружений стан бічних порід. Працівниками Державтоінспекції зафіксовано, що зі збільшенням жорсткості надштрекової охоронної смуги з роздробленої породи обмежених розмірів, найбільші дотичні напруження концентруються в області контуру виробки і біля верхньої межі бутової смуги. Розміщення закладного масиву в відпрацьованої частини лави, на висоту поверху, забезпечує плавний прогин бічних порід всією площею виробленого простору і рівномірний розподіл напружень у бічних породах. Напружено-деформований стан бічних порід у вуглепородному масиві, що вміщає вироблення, залежить від жорсткості охоронних споруд, фізико-механічних властивостей бічних порід і довжини ділянки в породах покрівлі, який підтримується охоронним спорудами. Вплив закладного масиву на напружений стан бічних порід, оцінюється за допомогою коефіцієнта, що враховує рівень концентрації напружень в породах покрівлі й ґрунту пласта, величина якого залежить від жорсткості охоронних споруд, розташованих над штреком, згинальної жорсткості бічних порід і довжини ділянки в породах покрівлі, який підтримується охоронним спорудами. В умовах глибоких шахт, при розробці крутонахилених і крутих вугільних пластів, експлуатаційний стан дільничних підготовчих виробок, коли для їх охорони використовуються надштрекові бутові смуги або закладка виробленого простору при веденні очисних робіт, забезпечується з урахуванням оптимального гранулометричного складу роздробленої породи, що впливає на величину жорсткості охоронної споруди.


Ключові слова


гірничий тиск; обвалення; згинальні коливання; динамічні навантаження; податлива опора; закладка виробленого простору

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Zhukov, V. Ob odnoy strategicheskoy oshibke v razreshenii problemy razrabotki krutykh plastov [About one strategic mistake in resolving the problem of developing steep seams] Coal of Ukraine, 2001, 7, 6-10.

Nikolin, V. I., Podkopaev, S. V., Agafonov, A. V., Maleev, N. V. Snizhenie travmatizma ot projavlenij gornogo davlenija [Injury Reduction of manifestations of rock pressure], Donetsk, Ukraine, 2005, 332.

Shashenko. A. N., Pustovoitenko V. P., Sdvizhikova E. A. Geomekhanika [Geomechanics]. K.: New druk, 2016, 528.

Viktorov. S., Iofis. M., Goncharov. S. Sdvizheniye i razrusheniye gornykh porod [Sliding and rock destruction]. Moscow: Nauka, 2005, 277.

Selezen, A., Tomasov, A., Andrushko, V. Podderzhaniye podgotovitel'nykh vyrabotok pri razrabotke krutykh plastov [Maintenance of preparatory workings in the development of steep formations]. Moscow: Nedra, 1977, 205.

Zborshchik, M., Podkopaev, S. Mekhanizm povysheniya ustoychivosti krovli v lavakh pri primenenii zakladki vyrabotannogo [The mechanism of increasing the stability of the roof in the pits when using the laying of a goaf]. Coal of Ukraine, 1992, 5, 20-23.

Metodicheskie ukazanija po izgotovleniju modelej iz opticheski chuvstvitel'nyh materialov dlja issledovanija projavlenij gornogo davlenija [Guidelines for the manufacture of models of optically sensitive materials for the study of manifestations of rock pressure]. Lviv: VNIMI, 1970, 180.

Haimova-Mal'kova, R. I. Metodika issledovanija naprjazhenij poljarizacionno-opticheskim metodom [The method of studying stresses by the polarization-optical method], Nauka, 1970, 194.

Timoshenko, S., Gere, J. Mekhanika materialov [Mechanics of Materials], St. Petersburg: "Doe", 2002, 672.

Baklashov, I. Deformiruyemost' i razrusheniye porodnykh massivov [Deformability and destruction of rock masses] Moscow: Nedra, 1988, 271.

Tirsky, G. Analiz razmernostey [Dimensional Analysis]. Soros Educational Journal, 2001, 7, 6, 82-87.

Bridgman, P. Analiz razmernostey [Dimension Analysis]. Izhevsk: Research Center “Regular and Chaotic Dynamics”, 2001, 148.

Ziegler, F. Mekhanika tverdykh tel i zhidkostey [Mechanics of solids and liquids]. Izhevsk: SIC “Regular and chaotic mechanics”, 2002, 912.

Atanackovic, T. M., Guran, A. Theory of Elasticity for Scientists and Engineers.-Springer Science Business Media New York, 2000, XII, 374.

Boresi, A. P., Chong, K. P., Lee, J. D. Elasticity in Engineering Mechanics. John Willy & Sons, 2010, 654.

Gould, P. L. Introduction to Linear Elasticity. Springer, 2013, 346.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Жуков, В. Е. Об одной стратегической ошибке в разрешении проблемы разработки крутых пластов / В. Е. Жуков // Уголь Украины. – 2001. – №7. – С. 6-10.
  2. Николин, В. И. Снижение травматизма от проявлений горного давления / В. И. Николин, С. В. Подкопаев, А. В. Агафонов, Н. В. Малеев. – Донецк: Норд-Пресс, 2005. – 332 с.
  3. 3.     Шашенко, А. Н. Геомеханика / А. Н. Шашенко, В. П. Пустовойтенко, Е. А. Сдвижикова. – К.: Новый друк, 2016. – 528 с.
  4. Викторов, С. Д. Сдвижение и разрушение горных пород / С. Д. Викторов, М. А. Иофис, С. А. Гончаров. – Москва: Наука, 2005. – 277 с.
  5. Селезень, А. Л. Поддержание подготовительных выработок при разработке крутых пластов / А. Л. Селезень, А. Г. Томасов, В. Ф. Андрушко. – М.: Недра, 1977. – 205 с.
  6. Зборщик, М. П. Механизм повышения устойчивости кровли в лавах при применении закладки выработанного пространства / М. П. Зборщик, С. В. Подкопаев // Уголь Украины. – 1992. – № 5. – С. 20-23.
  7. Методические указания по изготовлению моделей из оптически чувствительных материалов для исследования проявлений горного давления. – Л.: ВНИМИ, 1970. – 180 с.
  8. Хаимова-Малькова, Р. И. Методика исследования напряжений поляризационно-оптическим методом / Р. И. Хаимова-Малькова. – М.: Наука, 1970. – 194 с.
  9. Тимошенко, С. П. Механика материалов / С.П. Тимошенко, Дж. Гере. – СПб.: «Лань», 2002. – 672 с.
  10. Баклашов, И. В. Деформируемость и разрушение породных массивов / И. В. Баклашов. – М.: Недра, 1988. – 271 с.
  11. Тирский, Г. А. Анализ размерностей / Г. А. Тирский // Соросовский образовательный журнал. – 2001. – Т. 7, № 6. – С. 82-87.
  12. Бриджмен, П. В. Анализ размерностей / П. В. Бриджмен. – Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001. – 148 с.
  13. Циглер, Ф. Механика твердых тел и жидкостей / Ф. Циглер. – Ижевск: НИЦ « Регулярная и хаотическая динамика». – 2002. – 912 с.
  14. Atanackovic, T. M. Theory of Elasticity for Scientists and Engineers / T. M. Atanackovic, А. Guran. – Springer Science Business Media New York, 2000. – XII. – 374 p.
  15. Boresi, A. P. Elasticity in Engineering Mechanics / A. P. Boresi, K. P. Chong, J. D. Lee. – John Willy & Sons, 2010. – 654 p.
  16. Gould, P. L. Introduction to Linear Elasticity / P. L. Gould. – Springer, 2013. – 346 p.