Обоснование условий устойчивости откаточных штреков в глубоких шахтах

Автор(и)

  • Сергей Викторович Подкопаев ДВНЗ «Донецкий национальный технический университет» http://orcid.org/0000-0002-3258-9601
  • Владимир Бейлович Гого ДВНЗ «Донецкий национальный технический университет» http://orcid.org/0000-0002-2239-4042
  • Игорь Вячеславович Иорданов ДВНЗ «Донецкий национальный технический университет» http://orcid.org/0000-0001-9991-781X
  • Антон Витальевич Положий ДВНЗ «Донецкий национальный технический университет»
  • Юлия Игоревна Симонова ДВНЗ «Донецкий национальный технический университет» http://orcid.org/0000-0002-9192-7850

DOI:

https://doi.org/10.26642/ten-2019-2(84)-137-148

Ключові слова:

горное давление, обрушения, очистной забой, боковые породы, динамические нагрузки, податливая опора, закладка выработанного пространства, деформации, перемещение, способ охраны

Анотація

Цель исследования – обосновать условия устойчивости и особенности проявлений горного давления на контуре участковых подготовительных выработок при разных способах охраны в глубоких шахтах. Используется комплексный подход, включающий анализ и обобщение теоретических и экспериментальных исследований по проблеме устойчивости выемочных подготовительных выработок, при разных способах охраны, на шахтах, разрабатывающих пласты крутонаклонного и крутого залегания на больших глубинах. В результате выполненных экспериментальных и аналитических исследований установлено, что при охране откаточных штреков податливыми охранными сооружениями (накатные костры из деревянных шпал) нагрузка на крепь подготовительной выработки с течением времени, по мере подвигания лавы, стремится по гиперболической зависимости к конечной величине. При этом происходит изменение ее прироста, а смещения боковых пород на контуре откаточного штрека принимают наибольшие значения в начальный период времени после выемки угля. Однако при охране выработки хрупкими охранными сооружениями – целиками угля, изменение прироста нагрузки на крепь в единицу времени происходит по линейному закону, что приводит к ухудшению устойчивости откаточного штрека позади очистного забоя, связанного с потерей несущей способности крепи, предназначенной для поддержания подготовительной выработки. Условия устойчивости откаточного штрека основываются на представлении крепи, установленной в выемочной выработке, в виде геометрически неизменяемой системы, отдельные элементы которой испытывают деформации изгиба от действия внешних сил, проявляющихся при разгрузке углепородного массива, в результате ведения горных работ. Для повышения безопасности труда горнорабочих в глубоких шахтах, необходимо применять податливые сооружения или закладку выработанного пространства для охраны откаточных штреков, на основе повышения их устойчивости, что обеспечивает их эксплуатационное состояние позади очистного забоя.

Біографії авторів

Сергей Викторович Подкопаев, ДВНЗ «Донецкий национальный технический университет»

С.V. Podkopaiev

Владимир Бейлович Гого, ДВНЗ «Донецкий национальный технический университет»

V.B. Gogo

Игорь Вячеславович Иорданов, ДВНЗ «Донецкий национальный технический университет»

I.V. Iordanov

Антон Витальевич Положий, ДВНЗ «Донецкий национальный технический университет»

A.V. Polozhiy

Юлия Игоревна Симонова, ДВНЗ «Донецкий национальный технический университет»

Yu.I. Simonova

Посилання

Nikolin, V.I. i dr. (2005), Snizhenie travmatizma ot proyavlenii gornogo davleniya, Nord-Press, Donetsk, 332 p.

Viktorov, S.D., Iofis, M.A. and Goncharov, S.A. (2005), Sdvizhenie i razrushenie gornykh porod, Nauka, M., 277 p.

Zhukov, V.E. (2001), «Ob odnoi strategicheskoi oshibke v razreshenii problemy razrabotki krutykh plastov», Ugol' Ukrainy, No. 7, pp. 6–10.

Selezen', A.L., Tomasov, A.G. and Andrushko, A.L. (1977), Podderzhanie podgotovitel'nykh vyrabotok pri razrabotke krutykh plastov, Nedra, Moskva, 205 p.

Radchenko, V.V., Medvedev, E.N. and Kuz'menko, N.S. (2010), Predotvrashchenie travmatizma ot obvalov i obrushenii na ugol'nykh shakhtakh, K., 372 p.

Shashenko, A.N., Pustovoitenko, V.P. and Sdvizhikova, Ye.A. (2016), Geomekhanika, Naukoviy druk, K., 528 p.

Borisov, A.A. (1980), Mekhanika gornykh porod i massivov, Nedra, M., 360 p.

Liashok, Ya., Iordanov, I., Chepiga, D. and Podkopaiev, S. (2018), «Experimental studies of the seam openings competence in different methods of protection under pitch and steep coal seams development», Mining of Mineral Deposits, Vol. 12, Issue 4, рр. 9–19.

Podkopaev, S.V., Konopel'ko, E.I., Chepiga, D.A i dr. (2018), «Issledovanie proyavlenii gornogo davleniya v podgotovitel'nykh vyrabotkakh s uchetom zhestkosti okhrannykh sooruzhenii», Visti Donec'kogo girnychogo instytutu, No (42), рр. 84–95.

Rzhanitsyn, R.A. (1982), Stroitel'naya mekhanika, Vysshaya shkola, M., 398 р.

Sokolovskii, V.V. (1969), Teoriya plastichnosti, Vysshaya shkola, M., 608 р.

Barant, Z.P. and Cedolin, L. (2010), «Stability of structures: elastic, inelastic, fracture, and damage theories», World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., 1039 p.

Dakhakhi, W. (2010), Theory of Structures, Dal Al- Maaref, 446 p.

Marti, P. (2013), Theory of Structures: Fundamentals, Framed Structures, Plates and Shells, John Wiley Sons. Inc., Ernst Sohn GmbH&Co. KG, 679 p.

Yarovaya, A.V. (2013), Stroitel'naya mekhanika. Statika sterzhnevykh system, BelGUT, Gomel', 447 р.

Leshchenko, A.P. (2008), Fundamental'naya stroitel'naya mekhanika uprugikh system, LKI, M., 976 р.

Iordanov, I.V., Simonova, Yu.I. and Polozhii, A.V., «Vliyanie podatlivosti opor na ustoichivost' porod krovli ugol'nogo plasta», Proceedings of the XIII International Scientific and Practical Conference International Trends in Science and Technology, Vol. 1, рр. 52–60.

Fekmistov, Yu.G. and Golovin, A.D. (2015), «Obosnovanie raspredeleniya davleniya na tseliki v osadochnykh gornykh porodakh», Litosfera, No. 6, pp. 130–135.

Khari, A., Baghbanan, A., Norouzi, S. and Hashemolhosseini, H. (2013), «Effects of fracture geometry and stress on the strength of a fractured rock mass», International Journal of Rock Mechanics&Mining Sciences, No. 60, рр. 345–352.

Protosenya, A.G. and Verbil, P.E. (2017), «Raschet nesushchei sposobnosti i izuchenie anizotropii prochnostnykh kharakteristik mezhdukamernykh tselikov v blochnom gornom massive», Sbornik trudov (VIII Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya «Innovatsionnye napravleniya v proektirovanii gornodobyvayushchikh predpriyatii: Geomekhanicheskoe obespechenie proektirovaniya i soprovozhdeniya gornykh rabot»), Sankt-Peterburg, pp. 219–225.

Chenlong, Wanga, Changsuo, Zhanga, Xiaodong, Zhaob andother (2018),«Dynamic structural evolution of overlying strata during shallow coal seam longwall mining», International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Vol. 103, рр. 20–32.

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-12-11

Як цитувати

Подкопаев, С. В., Гого, В. Б., Иорданов, И. В., Положий, А. В., & Симонова, Ю. И. (2019). Обоснование условий устойчивости откаточных штреков в глубоких шахтах. Технічна інженерія, (2(84), 137–148. https://doi.org/10.26642/ten-2019-2(84)-137-148

Номер

Розділ

ГІРНИЦТВО