Результати дослідження впливу надпрацювання на гірничі виробки, що закріплені композитним кріпленням

• Дата: 2023
• Автор: Шека, І.В.
• Формат: Стаття
• Мова: Ukrainian
• Опубліковано: Інститут фізики гірничих процесів НАН України 2023
• Назва видання: Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва
• Теми: Прогнозування і управління станом гірничого масиву
• Онлайн доступ: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/196473
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Цитувати: Результати дослідження впливу надпрацювання на гірничі виробки, що закріплені композитним кріпленням / І.В. Шека // Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва: Зб. наук. пр. — 2023. — Вип. 25. — С. 67-79. — Бібліогр.: 25 назв. — укр.

Мета. Аналіз впливу надпрацювання на гірничі виробки, що закріплені композитним кріпленням. Методика. Обчислювальний експеримент проведено на основі тривимірного моделювання геомеханічної системи підготовчої виробки із шаруватим породним масивом, що надпрацьовується лавою, методом скінченних елементів з використанням нелінійних закономірностей зміни напружено-деформованого стану досліджуваного об'єкта у програмному продукті Ansys Mechanical. Результати. Розроблені розрахункові моделі геомеханічної системи дозволили визначити картину деформації композитного кріплення за різного його перерізу. найбільш висока концентрація напружень спостерігається при використанні базового металевого кріплення. Область σmax поширюється на 1,2 м і 1 м відповідно, після чого починається рівномірне зниження напружень. Область з максимальними напруженнями утворюється в центральній частині верхняка з невеликим ухилом у ліву сторону. При цьому при збільшенні перерізу композитного кріплення до 39 спостерігається поступове зменшення областей σmax. Результати досліджень дозволяють отримати максимально повну картину напружено-деформованого стану композитного кріплення виробки. На підставі проведених експериментів можна з високим ступенем об'єктивності визначити недоліки системи композитного кріплення, що буде покладено в основу для розробки раціональних параментрів кріплення із композитних матеріалів на великих глибинах. Наукова новизна. Вперше розроблено та розраховано тривимірну модель шаруватого гірського масиву з системою композитного кріплення різних перерізів. Встановлено, що при використанні композитного кріплення з перерізом 39 області σmax мають найменші значення. Практична значимість. Отримані результати доводять, що при надпрацюванні краще використовувати композитне кріплення перерізом 39, що разом з полегшенням конструкції та пришвидшенням роботи зміни буде сприяти розвитку підземного вуглевидобутку. Ключові слова: гірничі виробки, композитне кріплення, максимальні напруження, моделювання, надпрацювання, напружено-деформований стан