Визначення деформаційних властивостей подрібненої породи в умовах компресійного стискання

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.284386

Ключові слова:

подрібнена порода, закладний матеріал, компресійне стискання, потенціальна енергія, несуча здатність

Анотація

Об’єктом дослідження є процеси формування закладних матеріалів із подрібненої породи під навантаженням для управлінням станом бічних порід у вуглепородному масиві з підготовчими виробками. Деформаційні властивості подрібненої породи в лабораторних умовах оцінювались на основі дослідження компресійного стискання закладного матеріалу. Зафіксовано, що між зміною насипної щільності подрібненої породи різного гранулометричного складу і питомої потенціальної енергії деформації, існує квадратична функціональна залежність. Експериментально встановлено, що питома потенціальна енергія деформації досягає граничних значень за максимального стиснення подрібненої породи, коли закладний матеріал складається з частин різних розмірів.

Для експериментальних зразків при різній потужності породного шару h0 (м), між їх поздовжньою деформацією Dh (м) і зовнішнім навантаженням F (кН) існувала лінійна залежність, яка визначала поведінку тіла, що деформується, на критичних рівнях. В таких умовах при відносній зміні об’єму закладного матеріалу dV=0,36, тобто при однаковій відносній деформації при будь-яких значеннях параметра h0 (м) і коефіцієнті ущільнення подрібненої породи kcon=1,57, забезпечувалась максимальна жорсткість породних опор.

При обмежені величини зовнішнього статичного навантаження на експериментальні зразки, в процесі їх деформації при зменшенні параметра h0 в 2 рази до їх стискання, коефіцієнт ущільнення подрібненої породи збільшувався від kcon=1,33 до kcon=1,57. При цьому питома потенціальна енергія деформації зростала на 40 %, що дозволило забезпечувати максимальну жорсткість закладного матеріалу при мінімальному значені поздовжньої деформації Dh (м) експериментальних зразків

Біографії авторів

Дар’я Анатоліївна Чепіга, Донецький національний технічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра управління гірничим виробництвом і охорони праці

Сергій Анатолійович Пахомов, ДП «Мирноградвугілля»

Директор

Віталій Валерійович Гнатюк, ПАТ «Шахтоуправління «Покровське»»

Директор з виробництва

Максим Олегович Григорець, Донецький національний технічний університет

Аспірант

Кафедра управління гірничим виробництвом і охорони праці

Ярослав Олександрович Ляшок, Донецький національний технічний університет

Доктор економічних наук, професор

Кафедра управління гірничим виробництвом і охорони праці

Сергій Вікторович Подкопаєв, Донецький національний технічний університет

Доктор технічних наук, професор

Кафедра управління гірничим виробництвом і охорони праці

Посилання

  1. Iordanov, I., Buleha, I., Bachurina, Y., Boichenko, H., Dovgal, V., Kayun, O. et al. (2021). Experimental research on the haulage drifts stability in steeply dipping seams. Mining of Mineral Deposits, 15 (4), 56–67. doi: https://doi.org/10.33271/mining15.04.056
  2. Galvin, J. M. (2016). Ground Engineering - Principles and Practices for Underground Coal Mining. Springer, 684. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-25005-2
  3. Podkopaiev, S., Gogo, V., Yefremov, I., Kipko, O., Iordanov, I., Simonova, Y. (2019). Phenomena of stability of the coal seam roof with a yielding support. Mining of Mineral Deposits, 13 (4), 28–41. doi: https://doi.org/10.33271/mining13.04.028
  4. Petlovanyi, M., Malashkevych, D., Sai, K Zubko, S. (2020). Research into balance of rocks and underground cavities formation in the coal mine flowsheet when mining thin seams. Mining of Mineral Deposits, 14 (4), 66–81. doi: https://doi.org/10.33271/mining14.04.066
  5. Maydukov, G. L. (2007). Kompleksnoe ispol'zovanie ugol'nykh mestorozhdeniy Donbassa kak osnova ekologicheskoy bezopasnosti i energosberezheniy v regione. Ekonomichnyi visnyk Donbasu, 4, 12–19.
  6. Krupnik, L. A., Shaposhnik, Yu. N., Shaposhnik, S. N., Tursunbaeva, A. K. (2013). Backfilling technology in Kazakhstan mines. Journal of Mining Science, 49 (1), 82–89. doi: https://doi.org/10.1134/s1062739149010103
  7. Bachurin, L. L., Iordanov, I. V., Simonova, Yu. I., Korol, A. V., Podkopaiev, Ye. S., Kaiun, O. P. (2020). Experimental studies of the deformation characteristics of filling massifs. Technical Engineering, 2 (86), 136–149. https://doi.org/10.26642/ten-2020-2(86)-136-149
  8. Bachurin, L., Iordanov, I., Kohtieva, O., Dovgal, V., Boichenko, H., Bachurina, Y. et al. (2021). Estimation of stability of roadways surrounding rocks in a coal-rock stratum considering a deformation characteristics of secondary support structures. JOURNAL of Donetsk Mining Institute, 1, 64–74. doi: https://doi.org/10.31474/1999-981x-2021-1-64-74
  9. Czichos, H. (2013). Physics of Failure. Handbook of Technical Diagnostics, 23–40. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-642-25850-3_3
  10. Nasonov, I. D. (1978). Modelirovanie gornykh protsessov. Moscow: Nedra, 256.
  11. Laboratorniy praktikum po kursu «Mekhanika gornykh porod» (2012). Donetsk. Available at: http://ea.donntu.edu.ua/bitstream/123456789/15314/1/Подкопаев%20С.В.%2C%20Гавриш%20%20Н.Н.%2C%20Деглин%20Б.М.%2C%20Каменец%20В.И.%2C%20Зинченко%20С.А.%20Лабораторный%20практикум%20по%20курсу%20%28Механика%20горных%20пород%29.pdf
  12. Iordanov, I., Novikova, Y., Simonova, Y., Yefremov, O., Podkopayev, Y., Korol, A. (2020). Experimental characteristics for deformation properties of backfill mass. Mining of Mineral Deposits, 14 (3), 119–127. doi: https://doi.org/10.33271/mining14.03.119
  13. Stupishin, L. U. (2014). Variational Criteria for Critical Levels of Internal Energy of a Deformable Solids. Applied Mechanics and Materials, 578-579, 1584–1587. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.578-579.1584
  14. Stupishin, L. Yu. (2011). Variatsionnyy kriteriy kriticheskikh urovney vnutrenney energii deformiruemogo tela. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo, 8, 21–23.
  15. Meshkov, Yu. Ya. (2001). The Concept of a Critical Density of Energy in Models of Fracture of Solids. Uspehi Fiziki Metallov, 2 (1), 7–50. doi: https://doi.org/10.15407/ufm.02.01.007
  16. Tkachuk, O., Chepiga, D., Pakhomov, S., Volkov, S., Liashok, Y., Bachurina, Y. et al. (2023). Evaluation of the effectiveness of secondary support of haulage drifts based on a comparative analysis of the deformation characteristics of protective structures. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (1 (122)), 73–81. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.272454
  17. Dekking, F. M., Kraaikamp, C., Lopuhaä, H. P., Meester, L. E. (2005). A Modern Introduction to Probability and Statistics. Springer Texts in Statistics. doi: https://doi.org/10.1007/1-84628-168-7
  18. Iordanov, I., Simonova, Y., Kayun, O., Podkopayev, Y., Polozhii, A., Boichenko, H. (2020). Substantiation of the stability of haulage drifts with protective structures of different rigidity. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (7 (105)), 87–96. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.202483
Визначення деформаційних властивостей подрібненої породи в умовах компресійного стискання

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-08-31

Як цитувати

Чепіга, Д. А., Пахомов, С. А., Гнатюк, В. В., Григорець, М. О., Ляшок, Я. О., & Подкопаєв, С. В. (2023). Визначення деформаційних властивостей подрібненої породи в умовах компресійного стискання. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(1 (124), 85–95. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.284386

Номер

Том 4 № 1 (124) (2023): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Daria Chepiga, Serhii Pakhomov, Vitalii Hnatyuk, Maksym Hryhorets, Yaroslav Liashok, Serhii Podkopaiev

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.