Вирішено актуальну наукову проблему розвитку наукових основ охорони підготовчих виробок в умовах слабких бічних порід. Виконано аналіз передумов розробки ефективних ресурсозберігаючих технологій охорони виробок позаду лав. Здійснено шахтні спостереження в підготовчих виробках. Розроблено методику прогнозу зміщень порід покрівлі виробок позаду лави. Досліджено закономірності розподілу напружень навколо засобів охорони та їх усадок і просідань. Досліджено процес деформування порід навколо засобів й обґрунтовано умову стійкості геотехнічної системи "засіб охорони - бічні породи" для розробки технологій охорони, зокрема, локального укріплення порід під засобами. Розроблено й обґрунтовано параметри породних конструкцій з перегородками й стінками, які споруджуються стрічково або з залишенням компенсаційних порожнин. Удосконалено технологію охорони виробок стінками з мішків з породою. Обґрунтовано параметри комбінованих конструкцій з породних смуг між стінками з мішків. Розроблено методику вибору технологій охорони та визначено їх параметрів.

Індекс рубрикатора НБУВ: И141.01

Рубрики:

Кріплення підготовчих виробок

Шифр НБУВ: Ж69629 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: И141.01,1 + И141.31

Рубрики:

Кріплення підготовчих виробок

Кріплення анкерними (штанговими), шарнірними, вінцевими та щитовими кріпленнями

Шифр НБУВ: РА440764 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Цель работы - исследование проявлений горного давления в пластовых подготовительных выработках при различных способах охраны с учетом жесткости охранных сооружений. В исследованиях были использованы комплексный подход, включающий анализ и обобщение теоретических и экспериментальных исследований по данной проблеме, натурный эксперимент по изучению устойчивости пластовых штреков при различных способах охраны и обработку экспериментальных данных. В соответствии с результатами выполненных исследований отмечено, что для обеспечения эксплуатационного состояния пластовых подготовительных выработок в сложных горно-геологических условиях, когда должно соблюдаться требование эффективного поддержания боковых пород позади очистного забоя, целесообразно применение податливых охранных сооружений. При определении величины смещений боковых пород в пластовых подготовительных выработках при охране податливыми сооружениями, их жесткость при постоянной нагрузке, может считаться переменной во времени, до момента полного сжатия опоры. В случае применения для охраны пластовых выработок целиков угля, изменение жесткости последних происходит по линейному закону, но с учетом угла падения разрабатываемого пласта. Установлено, что в зонах активного влияния горного давления между конвергенцией боковых пород и изменением жесткости охранных сооружений, не существует однозначной зависимости, а степень ее изменения обуславливается фактором времени, величиной внешней силы и типом охранного сооружения. Эффективность использования последних в конкретных горно-геологических условиях оценивается по изменению устойчивости поддерживаемых подготовительных выработок, но с учетом жесткости охранных сооружений, которая представляет собой величину, характеризующую отношение значения внешней силы к смещению пород кровли разрабатываемого угольного пласта. Для обеспечения эксплуатационного состояния пластовых подготовительных выработок целесообразно применение податливых охранных сооружений.

Мета роботи - дослідити закономірності варіації опору й піддатливості замків рамного кріплення під час його стендового випробування. Методологія досліджень базується на необхідності комплексного випробування замків піддатливості, а саме: стендового на прямих піддатливих стояках, піддатливих рамах, а також за шахтних умов. Встановлено, що переважне число конструкцій замків піддатливості входять у автоколивальний процес, стабільність якого забезпечується лише за умов, коли варіація амплітуди опору не перевищує 6 - 10 % номінальної несучої спроможності замка, а величина елементарних проковзувань у автоколивальному процесі не перевищує 2 - 5 мм. Новизна роботи полягає у доведенні необхідності комплексних стендових випробування замків як на прямолінійних стояках, так і на піддатливих рамах. Практичну цінність роботи доведено економічною доцільністю застосування замків піддатливості нового технічного рівня.

Предложен эффективный ресурсосберегающий способ охраны подготовительных выработок, который предусматривает использование рядовой породы и ограничивающих элементов. Обоснованы параметры данного способа на основании результатов проведенных лабораторных исследований. Доказано, что его внедрение позволит существенно уменьшить необходимый объем породы для выкладки охранной конструкции по сравнению с традиционной бутовой полосой и обеспечить податливость до 8 %.

Визначено актуальність проблеми забезпечення експлуатаційного стану гірничих виробок вугільних шахт. Вказано, що однією з основних проблем стійкості є підняття підошви. Наведено результати шахтних натурних спостережень за зрушеннями приконтурних порід навколо конвеєрного штреку. Аналіз результатів спостережень і літературних джерел надав змогу зробити висновок, що породи підошви виробки, розташовані безпосередньо біля контуру, являють собою блочно-дискретне середовище.

Предложен эффективный ресурсосберегающий способ охраны подготовительных выработок обособленными бутовыми опорами. Проведены исследования напряженно-деформированного состояния разрушенных пород внутри этих опор. Определены параметры формирования грузонесущих конструкций внутри них. На основании результатов лабораторного и численного моделирований установлена эффективность применения обособленных армированных породных опор в качестве средств охраны.

Поставлено та вирішено актуальне науково-технічне завдання обгрунтування таких параметрів кріплення підготовчої виробки та охоронної конструкції лави, за яких можливе повторне використання штреку. Метою досліджень є встановлення закономірностей прояву гірського тиску в підготовчих виробках глибоких шахт, що добувають антрацит, та обгрунтування таких параметрів комбінованого рамно-анкерного кріплення та охоронної конструкції на сполученні з лавою, за яких економічно доцільно використовувати штрек повторно. Як основний об'єкт досліджень обрано шахту "Комсомольська" ДП "Антрацит". Натурні вимірювання виконано в підготовчих виробках східного блоку. Нижній штрек проводено з випередженням по відношенню до забою лави на 200 м. Кріплення виробки - рамно-анкерне. Охоронна конструкція на сполученні "штрек-лава" споруджено з мішків з сумішшю "текхард". В результаті виконання натурних вимірів в однотипних виробках встановлено, що критерієм для повторного використання виробки обгрунтовано величину зсувів контуру, що дорівнює 0,4 м. На основі обгрунтованого критерію вирішено завдання щодо вибіру матеріалу охоронного пристрою, його розмірах та оцінений інтегральний коефіцієнт запасу міцності, що дозволило забезпечити збереження виробки для її повторного використання. Виконано оптимізацію розташування анкерів другого та першого рівнів, що дозволило звести до мінімуму ремонтно-відновлювальні роботи у виробки. Очікуваний економічний ефект склав 17,19 тис. грн на метр повторно використовуваної виробки.

Цель исследованя - обоснование решений по обеспечению устойчивости подготовительных выработок для повторного использования. Приведены результаты исследования геомеханических процессов в приконтурном массиве выработки выемочного участка в условиях ШУ "Южнодонбасское N 1". Визуальные наблюдения и численное моделирование напряженно-деформированного состояния породного массива показали, что традиционный способ поддержания выработки не обеспечивает их надежную устойчивость. Рассмотрен способ крепления выработки с применением, помимо металлической крепи, анкеров. На основе метода конечных элементов выполнено моделирование этапов эксплуатации выработки вне и в зоне влияния очистных работ. Выполнена оценка эффективности анкерного крепления для повышения устойчивости породных обнажений.

Рассмотрены вопросы поддержания подготовительных выработок в сложных горно-геологических условиях. Установлено, что расслоения боковых пород формируют возможные обрушения пород кровли и сползания пород почвы. Обоснована эффективность применения анкерной крепи в штреке, со сползающими породами почвы.

Рассмотрен эффективный ресурсосберегающий способ охраны подготовительных выработок, предполагающий сооружение породных опор и оставление между ними компенсационных полостей. На основании результатов лабораторных исследований, с привлечением положений механики грунтов, установлены параметры этого способа, при которых податливость охранной конструкции не будет превышать 17 %. Применение способа охраны позволит обеспечить эксплуатационное и безопасное состояние подготовительных выработок, охраняемых позади лавы, в том числе, в условиях слабых подстилающих пород почвы.

Рассмотрено состояние угольной промышленности и подготовительных выработок в условиях больших глубин разработки. Дана общая характеристика шахты "Шахтерская - Глубокая". Внимание уделено исследованиям деформирования приконтурного массива и обоснованию параметров способа охраны подготовительных выработок глубоких горизонтов на моделях из эквивалентных материалов. Освещены аналитические исследования напряженно-деформированного состояния приконтурного породного массива подготовительной выработки на больших глубинах. Раскрыты горно-геологические условия экспериментального участка. Рассмотрена технология проведения подготовительных выработок при реализации нового способа охраны и поддержания. Приведены визуальные и инструментальные наблюдения за контрольным и экспериментальным участками.

Проаналізовано вплив ведення очисних робіт на розташування виробок, що надпрацьовуються. Обгрунтовано просторову геомеханічну модель навантаження навколишнього масиву та кріплення виробки, що надпрацьовується, в період проходження над нею очисного вибою. Встановлено закономірності поведінки геомеханічної системи та конструкцій елементів кріплення виробки, що надпрацьовується, за зміни глибини її розташування та відстані до очисного вибою. Розроблено методику розрахунку параметрів розташування та кріплення підготовчих виробок, що надпрацьовуються, для умов шахт Західного Донбасу.

Предложен эффективный ресурсосберегающий способ охраны подготовительных выработок отдельностоящими породными стойками с оставлением между ними компенсационных полостей. Обоснованы параметры данного способа на основании результатов проведенных лабораторных исследований. Установлено, что его внедрение позволит существенно уменьшить необходимый объем породы, обеспечить устойчивость пород кровли за счет уменьшения податливости охранной конструкции до 22 % и уменьшить смещения пород почвы выработки за счет оставления компенсационных полостей.

Установлены закономерности геомеханических процессов, протекающих вокруг подготовительных выработок, в совокупности обеспечивающих обоснование особенностей поддержания горных выработок в слабых глинистых породах.

Вирішено актуальне науково-технічне завдання щодо прогнозування проявів гірського тиску під час проведення виробки й адаптації параметрів її кріплення до змінних геомеханічних процесів (ГМП). Виявлено нові закономірності деформування породного масиву під час проведення виробки за допомогою шахтних спостережень та імітаційного моделювання. Удосконалено методику компТютерного моделювання ГМП за рахунок дослідження граничних умов, урахування перерозподілу напружень в зоні впливу вибою, більш повного відображення властивостей масиву, та імітації дії кріплення на зруйновані породи. Розроблено новий метод прогнозування проявів гірського тиску під час проведення виробки, який відрізняється двохетапністю прогнозу: попереднього, що реалізується на стадії проектування виробки на основі неповної геометричної інформації, і поточного, який здійснюється під час спорудження виробки та базується на розвТязанні псевдопросторової зворотної задачі шляхом поєднання моделювання на ЕОМ і шахтних вимірів, за результатами чого коригується модель для забезпечення її адекватності натурі, встановлюється попередньо відсутня геомеханічна інформація та адаптуються параметри кріплення до змінних ГМП.

Вирішено актуальне науково-технічне завдання підвищення стійкості підготовчих виробок залізорудних шахт Кривбасу. Проаналізовано витрати, пов'язані з підтримкою гірничих виробок, організовано та проведено в них натурні вимірювання конвергенції. Проведено лабораторні випробування основних вмісних порід і руди, в тому числі і за межею міцності. Проаналізовано існуючі теорії міцності. Методом скінченних елементів виконано моделювання процесу руйнування гірських порід в об'ємному напруженому стані та в одноосьовому за межею міцності. Розроблено алгоритм розв'язання пружнопластичної задачі з урахуванням можливості руйнування гірських порід за межею міцності. Для гірничо-геологічних умов ш. "Родіна" виконано геомеханічний аналіз умов підтримки підготовчих виробок з використанням удосконаленого алгоритму розрахунку. Виконано розрахунки параметрів анкерного кріплення для розглянутих умов.

Приведены результаты инструментальных наблюдений состояния подземных выработок. Раскрыты основы геомеханического состояния массива вблизи выработок. Освещены особенности определения смещений контура подготовительной выработки в зависимости от горно-геологических условий. Обоснован выбор направления перемещения очистного забоя относительно геометрии залегания пласта. Изложены вопросы определения продолжительности активных деформаций выработки.

Освещены проблемы охраны повторно используемых горных выработок. Описаны геологические и горнотехнические особенности Красноармейского геолого-промышленного района Донбасса. Рассмотрены основные направления совершенствования способов охраны подготовительных выработок. Акцентировано внимание на вопросах совершенствования конструктивно-технологической схемы возведения охранных целиков. Приведены результаты исследования режимов работы, определения механических свойств и расчета рациональных параметров системы крепь - охранные элементы.