Дослідження стійкості покрівлі вугільного пласта з податливою опорою різної жорсткості на моделях

Анотація

Метою роботи є вивчення стійкості порід покрівлі вугільного пласта з податливою опорою при дії динамічних навантажень. Для досягнення поставленої мети були виконані лабораторні дослідження на моделях з еквівалентних матеріалів, коли покрівля вугільного пласта була представлена у вигляді балки, яка спиралася на податливу опору різної жорсткості, в залежності від варіантів моделювання. При проведенні досліджень вивчалася поведінка моделюємо деформованої системи після силового впливу падаючої породи на балку і було встановлено, що з урахуванням неоднорідності матеріалу балки, при наявності податливою опори з розпушеної гірської породи, що має різний гранулометричний склад, порожнистість і насипну щільність, деформація балки в часі буде відставати від її переміщення на величину зсуву фази, причому, чим менше жорсткість податливої опори, тим більше відставання в часі. Максимальне переміщення балки в моделюємої системі, визначається величиною статичного стискання податливою опори і можливого відхилення центру мас від положення рівноваги при ударі. При такій взаємодії балки з податливою опорою, кількість енергії, що витрачається на деформування балки, залежить від жорсткості податливою опори, тривалості удару і проміжку часу, між закінченням дії зовнішньої сили і максимальним переміщенням балки, яка має податливі опорні зв'язку. Доведено, що стійкість моделюємо деформованої системи забезпечується в умовах, коли податлива опора з розпушеної гірської породи, на яку спираються породи покрівлі позаду очисного забою, має порожнистість не більше М≤20% і не менше М≥7%, при збільшенні її насипної щільності. При збільшенні або зменшенні пустотности податливою опори, при дії динамічних навантажень, відбувається руйнування моделюється балки. Виконаний комплекс лабораторних досліджень на моделях з еквівалентних матеріалів показує, що наявність податливої опори з розпушеної гірської породи обґрунтованого гранулометричного складу для підтримки покрівлі вугільного пласта позаду очисного вибою при дії динамічних навантажень, забезпечує стійкість бокових порід в околиці підтримуваних гірських виробок.