Статья

Наименование	Математические модели устойчивости и прочности анкера при закреплении породного массива под действием нагрузки
Авторы	Дрипан П. С., ст. преп.
Раздел	Науки о земле
Год	2020	Выпуск	63	Страницы	31 - 40
УДК	622.281.74
Аннотация	Дан краткий анализ существующих способов и конструкций анкерной крепи. Предложен новый способ закрепления породного массива горной выработки анкером большего диаметра, чем диаметр шпура, при воздействии на него статической и ударной нагрузок. Приведены математические модели устойчивости и напряженно-деформированного состояния анкера и породного массива, которые позволят выбрать параметры устройства, обеспечивающие надежное закрепление породного массива.
Реферат	Цель. Раскрытие закономерностей изменения напряженно-деформированного состояния (НДС) в системе «анкер — породный массив» при установке бесклеевым способом на контуре горной выработки стального анкера с большим диаметром, чем диаметр направляющего шпура, под действием статической и ударной нагрузок с учетом сопротивлений его перемещению в осевом направлении и боковой поверхности, а также протекающих волновых процессов для обоснования параметров устройства, обеспечивающих надежное закрепление породного массива. Методика. Разработка математических моделей устойчивости анкера при установке в породный массив и напряженно-деформированного состояния анкера с учетом волновых процессов. Исследование прочности анкера и вмещающих пород под действием нагрузки с учетом коэффициента динамичности. Результаты. Выполнен анализ применения известных конструкций анкеров в условиях шахт Донецкого угольного бассейна. Предложен новый способ закрепления породного массива, который заключается в использовании анкера большего диаметра, чем диаметр шпура, под действием нагрузки. Приведены математические модели устойчивости анкера при закреплении породного массива горной выработки, которые позволяют определить его геометрические параметры и механические характеристики, а также НДС анкера и породного массива с учетом осевого сопротивления, бокового трения и волновых процессов — выбрать параметры устройства, обеспечивающие необходимую нагрузку на анкер, надежное закрепление породного массива. Научная новизна. Получены основные результаты исследований для максимального контактного давления, статической нагрузки и эквивалентных напряжений, возникающих в горных породах, последние из которых не превосходят своих предельных значений. Практическая значимость. Полученные зависимости позволяют рассчитать параметры нового способа закрепления анкера в породном массиве. Приведенные результаты исследований будут использованы в дальнейшем для определения НДС системы «анкер — породный массив» с учетом статической, ударной нагрузок и волновых процессов, полученных в лабораторных и шахтных условиях, обоснования параметров устройства, обеспечивающих надежное закрепление породного массива, прочность и устойчивость горных выработок угольных шахт.
Ключевые слова	породный массив, анкер, шпур, нагрузка, деформация, напряжение, математическая модель.
Полный текст