Експериментальні дослідження деформаційних характеристик закладальних масивів

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.26642/ten-2020-2(86)-136-149

Ключові слова:

закладальний масив, дроблена порода, гранулометричний склад, жорсткість, насипна щільність

Анотація

Мета роботи – визначити деформаційні характеристики закладальних масивів, що використовуються для підтримання бічних порід позаду очисного вибою на виїмковій дільниці вугільної шахти. Для досягнення поставленої мети було виконано лабораторні дослідження на зразках із дробленої породи різного гранулометричного складу, які піддавалися одновісному стисненню в сталевому циліндрі (компресійний стиск) і в тканинній оболонці (з можливістю бічного розширення закладального матеріалу). В результаті виконаних експериментальних досліджень встановлено характерні особливості деформування закладального масиву із дробленої породи під час компресійного стиснення, а також в умовах, коли можливе бічне розширення закладального матеріалу. Показано, що за можливості бічного розширення закладального матеріалу відносна деформація зв’язана лінійною обернено пропорційною залежністю з величиною насипної щільності роздробленої породи. Для дробленої породи неоднорідного гранулометричного складу, під час компресійного стиснення і за максимальних значень коефіцієнта ущільнення, вертикальний розмір ущільнюваного тіла на 36 % менше, ніж у разі одновісного стиснення закладального матеріалу з можливістю бічного розширення подрібненої породи. Причому, чим менша фракція дробленої породи, тим більша різниця, яка спостерігається під час випробувань. За компресійного стиснення зміна обсягу ущільнюваного тіла відбувається в результаті перепакування частинок різного розміру в загальному обсязі закладального матеріалу, під час стиснення з можливістю бічного розширення, переважно за рахунок горизонтальних деформацій. Величина коефіцієнта Пуассона в умовах одновісного стиснення дробленої породи з можливістю бічного розширення ущільнюваного тіла змінюється за квадратичною залежністю і досягає мінімальних значень за наявності в закладальних матеріалах неоднорідної (за розмірами частинок) дробленої породи. Максимальні значення забезпечуються після стиснення вихідного матеріалу великої або дрібної фракцій, які напочатку складають закладальний масив. Забезпечення стійкості бічних порід, експлуатаційного стану гірничих виробок на виїмкових дільницях вугільної шахти і запобігання осіданню земної поверхні досягається після зведення у виробленому просторі закладального масиву, що складається з неоднорідних (за розмірами) шматків дробленої породи в умовах, відповідних компресійному стисненню. Тому вимоги до властивостей закладальних масивів і способу закладки слід встановлювати відповідно до їх призначення.

Біографії авторів

Леонід Леонідович Бачурін, ДВНЗ «Донецький національний технічний університет»

L.L. Bachurin

Ігор В’ячеславович Іорданов, ДВНЗ «Донецький національний технічний університет»

I.V. Iordanov

Юлія Ігорівна Сімонова, ДВНЗ «Донецький національний технічний університет»

Yu.I. Simonova

Антон В’ячеславович Король, ДВНЗ «Донецький національний технічний університет»

A.V. Korol

Євген Сергійович Подкопаєв, ДВНЗ «Донецький національний технічний університет»

Ye.S. Podkopayev

Олексій Петрович Каюн, ДВНЗ «Донецький національний технічний університет»

O.P. Kayun

Посилання

Liashok, Ya., Iordanov, I., Chepiga, D. and Podkopaiev, S. (2018), «Experimеntal 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, pp. 9–19, doi: 10.1547//mining 12.04.009.

Andrushko, V.F., Saratikyants, S.A. and Spitsyn, Yu.G. (1985), Upravleniye krovley v slozhnykh gorno-geologicheskikh usloviyakh, Tekhnika, Kiyev, 128 p.

Zborshchik, M.P. and Podkopaev, S.V. (1992), «Mekhanizm povysheniya ustoychivosti krovli v lavakh pri primenenii zakladki vyrabotannogo prostranstva», Ugol' Ukrainy, No. 5, pp. 20–23.

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

Sipidin, V.P. and Sidorov, N.N. (1963), Issledovanie gruntov v usloviyakh trekhosnogo szhatiya, Gos. iz-vo po stroitel'stvu, arkhitekture i stroit. materialam, M., L., 94 p.

Craing, R.F. (1997), Soil Mechanics, Spon Press, 496 p.

Borshch-Kompaniets, N.I. (2009), Mekhanika gruntov, Iz-vo SibADI, Omsk, 106 p.

Podkopaev, S.V., Gavrish, N.N., Deglin, B.M. and Kamenets, V.I. (2012), Laboratornyy praktikum po kursu «Mekhanika gornykh porod», DonNTU, Donetsk, 48 p.

Tsytovich, N.A. (1983), Mekhanika gruntov, Vysshaya shkola, M., 288 p.

Tsirel', C.B., Gaponov, Yu.S. and Shokov, A.N. (2013), «Otsenka vliyaniya granulometricheskogo sostava na szhimaemost' i pustotnost' zakladochnogo materiala», Gornyi informatsionno-analiticheskii byulleten', No. 12, pp. 80–83.

Ter-Martirosyan, Z.G., Mirnyi, A.Yu. and Dzharo, M.N. (2012), «Opredelenie prochnykh kharakteristik nesvyazannykh gruntov pri kompressionnykh ispytaniyakh», Internet-Vestnik VolgGASU, No. 3, pp. 1–6.

Wesley, L.D. (2010), Fundamentals of Soil Mechanics for Sedimentary and Residual Soils, John Wiley & Sons, Inc, 440 p.

Ishibashi, I. and Hazarika, H. (2015), Soil Mechanics, CRC Press, 420 p.

Mirnyi, A.Yu. and Ter-Martirosyan, A.Z. (2014), «Podbor granulometricheskogo sostava peschano-graviinykh smesey dlya peschanykh podushek i nasypei», Zhilishchnoye stroitel'stvo, No. 9, pp. 43–49.

Bertail, P., Soulier, P. and Doukhan, P. (eds.) (2006), Dependence in Probability and statistics, Springer, Berlin, 490 p.

Kobayashi, H., Mark, B.L. and Turin, W. (2012), Probability, Random Processes and Statistical Analysis, Cambridge University Press, 812 p.

Robitalle, V. and Tremblay, D. (1997), Mecanique des sols: Theorie et pratique, Canada, 341 p.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-12-02

Номер

Розділ

ГІРНИЦТВО