Визначення типу арочного вуглепластичного кріплення підготовчої виробки для умов шахти «Дніпровська» у слабометаморфізованих породах
DOI:
https://doi.org/10.15587/2706-5448.2024.306879Ключові слова:
гірнича виробка, стійкість виробки, шаруватий масив, вуглепластичне волокно, вуглепластик, раціональні параметриАнотація
Об’єктом дослідження є арочне вуглепластичне кріплення постійного перетину у шаруватому масиві слабометаморфізованих порід. У роботі представлений аналіз можливого застосування арочного вуглепластичного кріплення постійного перетину у шаруватому масиві слабометаморфізованих порід для умов шахти «Дніпровська» (Україна) навколо підготовчої виробки. Аналіз стійкості гірничих виробок шахт Західного Донбасу показав, що необхідно модернізувати систему кріплень шляхом впровадження вуглепластичного волокна. Основною причиною низької стійкості виробок є недостатня несуча здатність кріплення, при цьому її технічні характеристики не враховують складні гірничо-геологічні умови. Збільшення напружень на глибині видобутку пов'язане з безпекою при ударі, що становить серйозну проблему під час видобування. Металеві арочні кріплення деформовані та мають високу навантаженість порід та потребують високого рівня енергопоглинання, тобто бути дуже міцним та гнучким, щоб витримувати значні навантаження та уникати великих зміщень стінок виробки.
Вуглепластик здатний забезпечити стійкійсть системи кріплення та усунути наявні недоліки типових металевих арочних кріплень, а саме: високу працемісткість, низьку швидкість виробництва та високу вагу конструкції. У роботі було проведено аналіз напружено-деформованого стану для заданих умов та арочного вуглепластичного кріплення постійного перетину за допомогою програмного продукту SolidWorks з урахуванням фізико-механічних властивостей вуглепластику та шаруватих порід. З огляду на результати лабораторних досліджень еквівалентного шаруватого масиву на пресі з пластиків типу PLA та вуглепластичного волокна було встановлено залежність деформацій еквівалентного масиву при збільшенні навантаження.
Застосування арочних вуглепластичних кріплень різних перетинів здатне забезпечити стійкість виробки шляхом зменшення інтенсивності напружень навколо її контуру. На основі цього дослідження було запропоновано раціональне арочне композитне кріплення постійного перетину для умов шахти «Дніпровська». Отримані результати вказують на потребу подальших досліджень, які будуть розглянуті в майбутніх роботах авторів.
Посилання
- Bondarenko, V., Salieiev, I., Sheka, I., Tsivka, Ye. (2020). Obhruntuvannia vykorystannia kompozytnykh materialiv dlia pidvyshchennia stiikosti hirnychykh vyrobok. Ukrainian School of Mining Engineering 2020, 25–26. doi: https://doi.org/10.33271/usme14.025
- Bazaluk, O., Rysbekov, K., Nurpeisova, M., Lozynskyi, V., Kyrgizbayeva, G., Turumbetov, T. (2022). Integrated Monitoring for the Rock Mass State During Large-Scale Subsoil Development. Frontiers in Environmental Science, 10. doi: https://doi.org/10.3389/fenvs.2022.852591
- Bondarenko, V., Kovalevska, I., Cawood, F., Husiev, O., Snihur, V., Jimu, D. (2021). Development and testing of an algorithm for calculating the load on support of mine workings. Mining of Mineral Deposits, 15 (1), 1–10. doi: https://doi.org/10.33271/mining15.01.001
- Guodong, L., Shugang, L., Feng, L. (2018). Yong Research on mining-induced deformation and stress, insights from physical modeling and theoretical analysis. Arabian Journal of Geosciences, 11, 100.
- Skipochka, S., Krukovskyi, O., Serhiienko, V., Krasovskyi, I. (2019). Non-destructive testing of rock bolt fastening as an element of monitoring the state of mine workings. Mining of Mineral Deposits, 13 (1), 16–23. doi: https://doi.org/10.33271/mining13.01.016
- Asadi, A., Miller, M., Moon, R. J., Kalaitzidou, K. (2016). Improving the interfacial and mechanical properties of short glass fiber/epoxy composites by coating the glass fibers with cellulose nanocrystals. Express Polymer Letters, 10 (7), 587–597. doi: https://doi.org/10.3144/expresspolymlett.2016.54
- Brook, M., Hebblewhite, B., Mitra, R. (2020). Coal mine roof rating (CMRR), rock mass rating (RMR) and strata control: Carborough Downs Mine, Bowen Basin, Australia. International Journal of Mining Science and Technology, 30 (2), 225–234. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2020.01.003
- Shashenko, O. M., Hapieiev, S. M., Shapoval, V. G., Khalymendyk, O. V. (2019). Analysis of calculation models while solving geomechanical problems in elastic approach. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 1, 28–36. doi: https://doi.org/10.29202/nvngu/2019-1/21
- Ji, S., Wang, Z., Karlovšek, J. (2022). Analytical study of subcritical crack growth under mode I loading to estimate the roof durability in underground excavation. International Journal of Mining Science and Technology, 32 (2), 375–385. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2021.08.006
- Bondarenko, V. I., Kovalevska, I. A., Podkopaiev, S. V., Sheka, I. V., Tsivka, Y. S. (2022). Substantiating arched support made of composite materials (carbon fiber-reinforced plastic) for mine workings in coal mines. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1049 (1), 012026. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/1049/1/012026
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Yevhenii Tsivka
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.
