The influence of the rigidity of mining security structures on the stability of side rocks in the coal-rock massif

Антон В’ячеславович Король

doi:10.15587/2706-5448.2021.235403

Автор(и)

Антон В’ячеславович Король Товариство з обмеженою відповідальністю «ДТЕК», Україна https://orcid.org/0000-0001-6667-425X

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2021.235403

Ключові слова:

бічні породи, охоронне спорудження, деформаційні характеристики, гірнича виробка, дроблена порода, закладний масив

Анотація

Об'єктом дослідження є процеси управління станом бічних порід для запобігання обвалень розшарованої породної товщі в вуглепородному масиві, що вміщає виробки. Проведені дослідження дозволили встановити вплив жорсткості охоронних споруд гірничих виробок на стійкість бокових порід у вуглепородному масиві. Доведено, що в результаті дії зовнішнього стискаючого навантаження на підтримуючу бічні породи конструкцію, у вигляді моделі кущів з дерев'яних стійок, її жорсткість збільшується до моменту руйнування охоронної споруди. Після цього спостерігається посилення конвергенції бічних порід і їх руйнування. Зміна жорсткості дробленої породи в моделі закладного масиву, який використовується для підтримки бічних порід, відбувається в результаті ущільнення вихідного матеріалу. Це обумовлено перепакуванням фракцій дробленої породи різних розмірів і її додатковим подрібненням. В результаті такої взаємодії бічних порід з закладним масивом забезпечуються цілісність покрівлі та підошви, та обмежується конвергенція. Для оцінки стійкості бічних порід запропоновано використовувати безрозмірний коефіцієнт концентрації напружень k. Цей коефіцієнт враховує жорсткість охоронних споруд гірничих виробок і згинальну жорсткість бічних порід. Встановлено, що при значеннях коефіцієнта k близьких до нуля (k→0) відбувається втрата стійкості охоронних споруд гірничих виробок і руйнування бічних порід в вуглепородному масиві. Збереження цілісності бічних порід і стійкість охоронних споруд забезпечується при значеннях k>0,1, що відповідає параметрам піддатливих підтримуючих конструкцій. Найбільш сприятливо на стан бічних порід в вуглепородному масиві впливає спосіб охорони закладкою виробленого простору дробленої породи. Застосування цього способу виключає обвалення бічних порід. При вирішенні проблеми стійкості гірничих виробок на стадії прийняття технічних рішень необхідно визначати питання жорсткості охоронних споруд з деформаційними характеристиками бічних порід.

Біографія автора

Антон В’ячеславович Король, Товариство з обмеженою відповідальністю «ДТЕК»

Інженер

Посилання

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: http://doi.org/10.33271/mining13.04.028
Shashenko, A. N., Pustovoytenko, V. P., Sdvizhkova, E. A. (2016). Geomekhanika. Kyiv: Noviy druk, 528.
Viktorov, S. D., Goncharov, S. A., Iofis, M. A., Zakalinskiy, V. M. (2019). Mekhanika sdvizheniya i razrusheniya gornykh porod. Moscow: RAN, 360.
Podkopaev, S. V., Gavrish, N. N., Deglin, B. M., Kamenets, V. I. (2012). Laboratorniy praktikum po kursu «Mekhanika gornykh porod». Donetsk: DonNTU, 48.
Borsch-Komponiets, V. I. (2013). Prakticheskaya mekhanika gornykh porod. Moscow: Izv-do «Gornaya kniga», 322.
Pysarenko, H. S., Kvitka, O. L., Umanskyi, E. S.; Pysarenko, H. S. (Ed.) (1993). Opir materialiv. Kyiv: Vyshcha shkola, 655.
Reddy, J. N. (2007). Theory and Analysis of Elastic Plates and Shell. CRC Press, Taylor & Francis Group, 547.
Kochetkov, V. T., Kochetkov, M. V., Pavlenko, A. D. (2004). Soprotivlenie materialov. Saint Petersburg: BKHV, 544.
Eleseev, V. V. (2003). Mekhanika uprugikh tel. Saint Petersburg: Izd-vo SPbGPU, 366.
Beadford, A., Liechti, K. M. (2020). Mechanics of Materials. Springer, 1023. doi: http://doi.org/10.1007/978-3-030-22082-2