Сборник научных трудов ДонГТУ

Статья

Наименование О формировании нагрузки на крепь выработок в условиях глубоких антрацитовых шахт
Авторы Палейчук Н. Н., к. т. н., доц.
Пронский Д. В., к. т. н., доц.
Бизянов Е. Е., д. э. н., доц.
Коваленко Н. В., д. э. н., проф.
Раздел Науки о земле
Год 2018 Выпуск 54 Страницы 41 - 46
УДК 622.831.3:622.28.042
Аннотация Установлены закономерности изменения показателей устойчивости выработок в зависимости от скорости трещинообразования. Разработан алгоритм определения отклонения от нормали к плоскости напластования пород направления превалирующей нагрузки на крепь со стороны пород кровли. При помощи метода конечных элементов обоснована рациональная форма пластовых выработок в условиях интенсивного трещинообразования.
Реферат Цель. Разработать алгоритм, который будет учитывать помимо величины направление превалирующей нагрузки на крепь капитальных выработок в интенсивно трещиноватых породах при асимметричных их смещениях со стороны пород кровли.
Методика. Выполнен анализ горно-геологических и горнотехнических условий, влияющих на устойчивость выработок, разработана типизация участков выработок по показателям устойчивости. Установлены регрессионные зависимости изменения показателей устойчивости от интенсивности трещинообразования вмещающих пород. Разработан алгоритм определения направления действия максимальной нагрузки на крепь в результате превалирующих породных смещений. Для проверки адекватности алгоритма помимо шахтных наблюдений выполнен численный эксперимент при помощи метода конечных элементов, в результате которого установлены закономерности изменения напряжённо-деформированного состояния приконтурного массива и определена форма поперечного сечения выработки, при которой обеспечивается вертикальная и горизонтальная симметрия смещений пород и нагрузки на крепь.
Результаты. Проанализированы горно-геологические факторы, определяющие устойчивость выработки, разработана типизация участков выработок по степени деформирования контура и элементов крепи. Получены эмпирические зависимости изменения показателей устойчивости выработок от скорости трещинообразования при изменении показателей устойчивости. Разработан алгоритм определения направления максимальной нагрузки на крепь. В результате выполнения численного эксперимента методом конечных элементов установлены закономерности изменения НДС приконтурного массива и определена форма поперечного сечения выработки для обеспечения вертикальной и горизонтальной симметрии смещений пород и нагрузки на крепь.
Научная новизна. Научная новизна заключается в формировании подхода к оценке устойчивости выработок с использованием соответствующих показателей; в установлении зависимости изменения показателей устойчивости выработок от скорости трещинообразования, а также в установлении закономерности изменения НДС приконтурного массива.
Практическая значимость. Разработан алгоритм определения направления превалирующей нагрузки на крепь в результате смещений пород кровли. В результате численных экспериментов определена форма поперечного сечения выработки для обеспечения вертикальной и горизонтальной симметрии смещений пород и нагрузки на крепь.
Ключевые слова выработки, устойчивость, показатели, интенсивность, скорость, трещинообразование, нагрузка на крепь, асимметрия.
Полный текст