Закономерности взаимосвязи параметров углевмещающей толщи с пучением почвы пластовых выработок

Исследованы закономерности интенсивности проявления горного давления в почве пластовых выработок в зависимости от горно-геологических и горнотехнических условий их поддержания. Установлены три схемы развития процесса пучения и получены корреляционные соотношения параметров для каждого варианта. Досл...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :	Розробка родовищ
Дата:	2014
Автори:	Ковалевская, И.А., Снигур, В.Г., Малыхин, А.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Російська
Опубліковано:	УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України 2014
Теми:	Геомеханіка
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104565
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Закономерности взаимосвязи параметров углевмещающей толщи с пучением почвы пластовых выработок / И.А. Ковалевская, В.Г. Снигур, А.В. Малыхин // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 8. — С. 343-352. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1860245729905213440
author	Ковалевская, И.А. Снигур, В.Г. Малыхин, А.В.
author_facet	Ковалевская, И.А. Снигур, В.Г. Малыхин, А.В.
citation_txt	Закономерности взаимосвязи параметров углевмещающей толщи с пучением почвы пластовых выработок / И.А. Ковалевская, В.Г. Снигур, А.В. Малыхин // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 8. — С. 343-352. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.
collection	DSpace DC
container_title	Розробка родовищ
description	Исследованы закономерности интенсивности проявления горного давления в почве пластовых выработок в зависимости от горно-геологических и горнотехнических условий их поддержания. Установлены три схемы развития процесса пучения и получены корреляционные соотношения параметров для каждого варианта. Досліджено закономірності інтенсивності прояву гірського тиску в підошві пластових виробок залежно від гірничо-геологічних і гірничотехнічних умов їхньої підтримки. Встановлено три схеми розвитку процесу здимання й отримано кореляційні співвідношення параметрів для кожного варіанта. Regularities of intensity of rock pressure manifestation in bottom of in-seam mine-workings depending on mine-geological and mine-technical conditions of its supporting are analyzed. Three schemes of heaving process development and parameters correlation ratio for each variant are established.
first_indexed	2025-12-07T18:36:31Z
format	Article
fulltext	343 УДК 622.83:622´112.4 © И.А. Ковалевская, В.Г. Снигур, А.В. Малыхин И.А. Ковалевская, В.Г. Снигур, А.В. Малыхин ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЗАИМОСВЯЗИ ПАРАМЕТРОВ УГЛЕВМЕЩАЮЩЕЙ ТОЛЩИ С ПУЧЕНИЕМ ПОЧВЫ ПЛАСТОВЫХ ВЫРАБОТОК Исследованы закономерности интенсивности проявления горного давления в почве пластовых выработок в зависимости от горно-геологических и горнотехнических условий их поддержания. Установлены три схемы развития процесса пучения и полу- чены корреляционные соотношения параметров для каждого варианта. ЗАКОНОМІРНОСТІ ВЗАЄМОЗВ'ЯЗКУ ПАРАМЕТРІВ ВУГЛЕВМІЩУЮЧОЇ ТОВЩІ ЗІ ЗДИМАННЯМ ПІДОШВИ ПЛАСТОВИХ ВИРОБОК Досліджено закономірності інтенсивності прояву гірського тиску в підошві пластових виробок залежно від гірничо-геологічних і гірничотехнічних умов їхньої підтримки. Встановлено три схеми розвитку процесу здимання й отримано кореляційні співвід- ношення параметрів для кожного варіанта. REGULARITIES OF INTERRELATION OF COAL-BEARING STRATA PARAMETERS WITH IN-SEAM MINE WORKINGS BOTTOM HEAVING Regularities of intensity of rock pressure manifestation in bottom of in-seam mine-workings depending on mine-geological and mine-technical conditions of its supporting are analyzed. Three schemes of heaving process development and parameters correlation ratio for each variant are established. ВВЕДЕНИЕ Изучение горно-геологических и гор- нотехнических условий поддержания пла- стовых выработок шахт Западного Донбас- са показывает, что даже в пределах одного шахтного поля по отдельно взятому пласту его почва характеризуется значительным разнообразием структуры при локальном воздействии ослабляющих породу факто- ров, что в совокупности создает условия для существенного колебания интенсивно- сти проявлений горного давления в почве пластовых выработок. Выявленная неодно- значность влияния структуры и свойств пород почвы на ее НДС предопределяет неоднозначность проявлений пучения в почве пластовой выработки. Поэтому ис- пользован комплексный подход в тракто- вании закономерностей: анализ эпюр пе- ремещений почвы подкрепляется причи- нами, выявленными из анализа особенно- стей поля распределения каждой компо- ненты напряжений. Например, при одной и той же структуре близлежащих пород поч- вы, но разных механических характери- стиках ее слоев эпюры компонент напря- жений коренным образом отличаются друг от друга, что обусловливает разную вели- чину пучения почвы ПU . В то же время встречаются варианты, в которых значения 344 ПU примерно одинаковы, но их развитие достигается принципиально разными осо- бенностями распределения поля напряже- ний. Поэтому именно комплексная мето- дология анализа позволила выявить и объ- яснить ряд принципиальных схем развития пучения почвы в пластовых выработках. Установленные закономерности развития пучения, связанные со структурой и свой- ствами близлежащих пород почвы уголь- ного пласта, не противоречат, а дополняют и конкретизируют сложившиеся представ- ления [1] о механизме протекания данного процесса. Анализ НДС системы «массив – пластовая выработка» позволил выявить три общих фактора, генерирующих прояв- ления пучения в подготовительных выра- ботках: – воздействие растягивающих верти- кальных напряжений yσ , формирующих зону (по форме «перевернутого» свода ес- тественного равновесия) расслоения пород непосредственной и верхней части основ- ной почвы; – выдавливание весьма слабых пород, находящихся на стадии разупрочнения и разрыхления, в полость выработки под воздействием более крепкого угольного пласта, формирующего подобие зоны опорного давления в боках выработки, – так называемый «эффект штампа»; – формирование в более крепких алев- ролитах и песчаниках относительно не- большой мощности квазипластических шарниров (под воздействием растягиваю- щих и повышенных сжимающих горизон- тальных компонент напряжений хσ ), ко- торые увеличивают подвижность данного слоя и могут интенсифицировать процесс пучения. Все перечисленные факторы в той или иной степени присутствуют постоянно, однако преобладающее действие одного из них заложено в принцип объединения гео- механических условий в четыре группы и разделения процесса пучения на соответ- ствующие варианты развития, отражаю- щие реальные горно-геологические усло- вия поддержания пластовых выработок на шахтах Западного Донбасса. ОБОСНОВАНИЕ И АНАЛИЗ СХЕМ РАЗВИТИЯ ПУЧЕНИЯ ПОЧВЫ Первая группа условий характеризуется достаточно устойчивым состоянием пород почвы, когда ее близлежащие слои пред- ставлены разными по мощности и механи- ческим свойствам литологическими разно- стями, но они все имеют повышенное рас- четное сопротивление сжатию ≥П сжiσ 20 МПа с учетом действия ослабляющих породу факторов. В итоге, поднятие почвы генерируется исключительно ограничен- ной областью действия растягивающих вертикальных компонент напряжений yσ , которые не способны создать сколь-нибудь существенных перемещений ПU почвы в полость выработки, и в разных вариантах структуры пород почвы не приводит к пре- вышению =ПU 20 – 30 мм. Поэтому пер- вая группа горно-геологических условий не представляет практического интереса в ракурсе планирования мероприятий по борьбе с пучением пород почвы – по дан- ному фактору эксплуатационное состояние выработки прогнозируется вполне удовле- творительным. Вторая группа условий является прямой противоположностью первой, поскольку отражает горно-геологическую ситуацию, когда близлежащие породные слои почвы представлены аргиллитами и алевролитами малой крепости, которые, к тому же, не- редко обводнены. Потенциально это наи- более опасная (с точки зрения устойчиво- сти пород почвы) группа горно- геологических условий; для систематиза- ции дальнейших исследований формируе- мые представления названы нами «схема І развития пучения». Малая крепость пород (в том числе и по причине действия разу- прочняющих факторов обводненности, трещиноватости и т.п.) сначала создает ус- 345 ловия интенсивного прогиба породных слоев, затем усиливает изгиб за счет по- вышенных горизонтальных напряжений, и в результате весь объем породы от одной зоны повышенного горного давления (в левом боку выработки) до другой (в пра- вом боку) переходит в предельное и запре- дельное состояния, характеризующиеся не только разупрочнением, но и разрыхлени- ем породы, которая, увеличиваясь в объе- ме, перемещается в направлении наимень- шего сопротивления, то есть, в полость выработки. Данный вывод о формирова- нии обширных зон предельного (запре- дельного) состояния пород почвы убеди- тельно подтверждает серия расчетов НДС для разных вариантов структур, когда ве- личина пучения ПU стабильно превышала 300 – 400 мм при отсутствии в нижних слоях песчаника. Существенно отличается механизм раз- вития пучения при достаточно распростра- ненной горно-геологической ситуации за- легания в близлежащей почве пластовой выработки алевролита или аргиллита ма- лой крепости и нижележащего более креп- кого песчаника, где основными влияющи- ми параметрами являются мощность Пm1 первого слоя, мощность Пm2 второго слоя из песчаника, сопротивление сжатию П сж3 σ третьего слоя, представленного ар- гиллитом или алевролитом; возможен так- же вариант залегания песчаника в третьем слое после аргиллита или алевролита вто- рого слоя («схема ІІ развития пучения»). В этих условиях механизм развития пучения существенно преобразуется по причине расположения слабого разупрочненного слоя непосредственной почвы между дву- мя прочными слоями: сверху – угольный пласт, снизу – жесткий песчаник. Разу- прочненный аргиллит или алевролит обла- дает значительной подвижностью (подобие пластического течения), и под воздействи- ем «жесткого штампа» (угольный пласт) деформируются в вертикальном и горизон- тальном направлениях, чему препятствует целостный и жесткий песчаник в основной почве. Тогда перемещения алевролита не распространяются в глубь почвы, а их век- тор изменяет направление от косонаправ- ленного в глубь почвы до косонаправлен- ного в сторону выработки: происходит как-бы «отражение» направления переме- щений разупрочненного и разрыхленного алевролита от жесткой преграды в виде песчаника достаточной мощности. То есть, жесткий песчаник во втором породном слое усиливает проявления пучения за счет создания направленного течения нарушен- ной породы в полость выработки. Такое представление о механизме протекания процесса пучения подтверждается серией расчетов для разной структуры близлежа- щей почвы. В целом, можно сделать вы- вод, что на процесс пучения (в данных ус- ловиях) основное влияние оказывают два фактора: активизация перемещений слабо- го аргиллита или алевролита непосредст- венной почвы за счет жесткого основания, представленного песчаником; ограничение жестким песчаником перемещений ниже- лежащих породных слоев почвы. Еще один вариант («схема III развития пучения») пород почвы существенно отли- чается от рассмотренных и характеризует- ся следующей структурой: в непосредст- венной почве залегают породы малой кре- пости, второй породный слой представлен песчаником мощностью до 1,5 – 2 м, а в третьем слое залегает слабый алевролит или аргиллит. Поведение такой структуры (которая реально встречается в почве пла- стов) с чередованием слоев пониженной и повышенной прочности характеризуется относительно независимым [2] переходом каждого породного слоя в предельное и запредельное состояния, что подтвердили и проведенные расчеты. При весьма сла- бых породах первого и третьего слоев пес- чаник представляет собой жесткую плиту, нагруженную как со стороны своей кров- ли, так и со стороны почвы, причем рас- пределение нагрузки достаточно невыгод- но с точки зрения устойчивости песчаника. 346 В сечениях концентраций напряжений про- исходит разрушение песчаника относитель- но небольшой мощности ≤Пm2 1,5 – 2 м и создается из его блоков подобие распорной системы, которая, тем не менее, имеет неко- торую реакцию сопротивления перемеще- нию пород. Возникновение распорной сис- темы в песчанике зависит не только от его мощности Пm2 , но и от мощностей первого Пm1 и третьего Пm3 слабых породных сло- ев. Закономерность развития пучения рас- крывается двумя факторами: повышенной подвижностью распорной системы в песча- нике, которая усиливает интенсивность пе- ремещений первого слоя в полость выра- ботки; усилением движения распорной сис- темы в песчанике за счет пластического те- чения пород в третьем породном слое. Та- ким образом, когда оба фактора действуют в одном направлении, величина пучения напрямую связана с избыточным объемом пород от разрыхления, зависящего, в пер- вую очередь, от мощности первого слоя. В итоге, результаты анализа НДС систе- мы «массив – пластовая выработка» нашли свое логическое объяснение в предложен- ном механизме развития пучения, который отображен тремя принципиальными схема- ми ввиду того, что единого поведения раз- нообразной и неоднородной структуры по- род почвы не может быть по самой природе геомеханических процессов. В процессе выполнения анализа резуль- татов многовариантных вычислительных экспериментов выявлено, что допустимая (по мнению большинства специалистов) величина пучения не более 200 – 300 мм формируется, когда все три близлежащих породных слоя почвы (на глубине не менее 6 м) имеют расчетное сопротивление сжа- тию 10≥П iR МПа. Поэтому основное внимание уделено условиям, когда в поро- дах почвы, включающих хотя бы один слой с 10<ПR МПа; отдельные наборы вариантов распределения П iR представле- ны в табл. 1 и 2. ВАРИАНТЫ ЗНАЧЕНИЙ РАСЧЕТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ СЖАТИЮ Ri П ПОРОД ПОЧВЫ ВЫРАБОТКИ ПРИ СХЕМЕ I РАЗВИТИЯ ПУЧЕНИЯ Таблица 1 Вариант АI БI ВI ГI ДI ЕI ПR1 3 3 5 5 10 10 ПR2 5 10 3 10 3 5 П iR , МПа ПR3 10 5 10 3 5 3 ВАРИАНТЫ ЗНАЧЕНИЙ РАСЧЕТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ СЖАТИЮ Ri П ПОРОД ПОЧВЫ ВЫРАБОТКИ ПРИ СХЕМАХ II И III РАЗВИТИЯ ПУЧЕНИЯ Таблица 2 Вариант АII,III БII,III ВII,III ГII,III ДII,III ЕII,III ПR1 3 3 5 5 10 10 ПR2 30 50 50 30 30 50 П iR , МПа ПR3 3 10 3 10 3 10 Для относительно неоднородных сла- бых пород (схема І) наблюдается разная степень влияния параметров ПR1 и Пm1 непосредственной почвы в зависимости от ее мощности (рис. 1): при малой мощности =Пm1 0,5 м влияние ПR1 минимально, а 347 величина пучения определяется парамет- рами основной почвы; при повышенной мощности непосредственной почвы ( >Пm1 4 м) влияние основной сводится к минимуму, и определяющим фактором в развитии пучения является только сопро- тивление сжатию ПR1 ; в интервале 0,5 м ≤≤ Пm1 4 м на величину пучения оказывают влияние все исследуемые пара- метры П iR и П im , но с разным удельным вкладом в этот процесс. 2 4 250 500 U П , м м ,mП 1 м AI БI ВI ДI ГI ЕI 0 750 Рис. 1. Закономерности изменения величины пуче- ния (по схеме I его развития) от мощности m1 П непосредственной почвы для вариантов сочетаний расчетного сопротивления сжатию Ri П близлежа- щих породных слоев по табл. 1 По установленным закономерностям проанализированы тенденции влияния па- раметров П iR и П im на величину пучения ПU , которые составляют базу для прогно- зирования этого явления путем построения корреляционных связей. При >Пm1 4 м решающее влияние оказывает только один параметр (помимо глубины Н размеще- ния выработки) – расчетное сопротивление первого породного слоя сжатию ПR1 . На рис. 2 четко прослеживается обратно про- порциональная связь ПU и ПR1 при раз- ных значениях Пm1 : при <Пm1 2 м обратно пропорциональная связь выражена менее явно, так как здесь присутствует сущест- венное влияние параметров П ,R 32 и П ,m 32 породных слоев основной почвы; с увели- чением Пm1 это влияние ослабевает и при >Пm1 4 м практически исчезает. В данной области в закономерность связи ПU и ПR1 остальные параметры не вносят суще- ственных искажений, что обусловливает достоверность ее аппроксимации уравне- нием вида (пунктирная кривая на рис. 3) ( ) П ПП R RU 1 1 2980= , мм. (1) Для обоснования функции связи ПU и Пm1 использованы графики на рис. 1, ко- торые указывают на необходимость выбо- ра аппроксимирующего уравнения, обес- печивающего стабилизацию величины ПU при >Пm1 4 м вне зависимости от значений остальных параметров. Здесь в наибольшей степени подходит функция с одним из слагаемых в виде экспоненты с аргументом Пm1 , которая дает асимптоти- ческое приближение уравнения ( )ПП mU 1 при больших Пm1 к некоторому постоян- ному значению ( ) ( )П ПП maexpa amU 132 1 1 1 −+ = , (2) где 1a , 2a , 3a – коэффициенты аппрокси- мации. 348 5,5 м 4 м 7 м 0,5 м 1 м UП = 2980 R1 П m1 П= 2 м 750 500 250 0 4 6 8 ,RП1 МПа U П , м м 2 Рис. 2. Закономерности изменения величины пуче- ния UП от расчетного сопротивления сжатию R1 П породы непосредственной почвы при различной его мощности m1 П (схема І) 4 м 3 м 2 м 1 мm1 П= 0,5 м –25 0 0 П ∆, % 25 –50 21 Рис. 3. Относительное изменение Δ величины пуче- ния в зависимости от обобщенного параметра П влияния основной почвы при разной мощности m1 П непосредственной почвы Влияние параметров П ,R 32 и П ,m 32 ос- новной почвы целесообразно (по результа- там серии вычислительных эксперимен- тов) учитывать через отношение к расчет- ному сопротивлению сжатию ПR1 непо- средственной почвы, используя безразмер- ный параметр П ( ) ППП ПППП RmKmK RmKRmKП 13322 333222 + += , (3) показывающий удельный вес сопротивле- ния сжатию П ,R 32 основной почвы по от- ношению к ПR1 непосредственной почвы (здесь 2K и 3K – коэффициенты влияния мощностей П ,m 32 второго и третьего по- родных слоев; изменяются в интервале 0 ≤≤ 32,K 1. Также было установлено, что влияние перечисленных параметров на ве- личину пучения существенным образом за- висит от мощности Пm1 непосредственной почвы в диапазоне <Пm1 4 м; поэтому про- слежены закономерности связи пучения ПU с обобщенным параметром П для раз- ных дискретных значений Пm1 . Кроме того, наиболее информативной величиной, под- верженной влиянию параметра П , будет не абсолютное, а относительное значение из- менения пучения 100П y ПП y U UU − =Δ %, (4) где ПU – текущая величина пучения для конкретного значения мощности Пm1 пер- вого породного слоя; П yU – установившая- ся величина пучения при =Пm1 5,5 м. Закономерности изменения ( )ПΔ при- ведены на рис. 3 (при == 32 KK 1), кото- рые подтверждают ранее выявленную тен- денцию снижения интенсивности влияния основной почвы слоев при увеличении мощности непосредственной почвы. 349 При малых значениях параметра П (определяется пониженными значениями П ,R 32 в сравнении с ПR1 ) влияние пород- ных слоев основной почвы происходит в сторону увеличения пучения, что вполне объяснимо, и соответствует существую- щим представлениям и нормативным ме- тодикам прогноза; при повышенных зна- чениях П влияние слоев основной почвы происходит в сторону снижения пучения, что также не противоречит известным ис- следованиям. Достаточно постоянный характер зако- номерностей ( )ПΔ при разных мощностях непосредственной почвы указывает на то, что обобщенный параметр П по формуле (3) вполне объективно отражает влияние параметров П ,m 32 и П ,R 32 основной почвы, что использовано при выводе уравнений регрессии для прогноза пучения пород почвы пластовой выработки по схеме I развития этого процесса. Наличие песчаника в основной почве (схемы ІІ и ІІІ) существенно изменяет за- кономерности развития величины пучения ПU с ростом мощности Пm1 непосредст- венной почвы, представленной слабым ар- гиллитом (рис. 4). Здесь, в отличие от схе- мы I, наблюдается стабильная закономер- ность возрастания ПU с увеличением мощности Пm1 непосредственной почвы вне зависимости от ее расчетного сопро- тивления сжатию ПR1 . Рост функции ( )ПП mU 1 объясняется тем, что при слабой непосредственной почве увеличение ее мощности Пm1 способствует увеличению объема наиболее подвижных разупрочнен- ных пород, которые при своем перемеще- нии в глубь почвы (от жесткого угольного пласта) изменяют направление смещений благодаря жесткому песчанику и излишек их объема (от разупрочнения и разрыхле- ния) имеет одно свободное направление движения – полость выработки. 2 4 250 500 U П , м м ,mП 1 м AII, III 0 750 БII, III ГII, III ВII, III ДII, III EII, III Рис. 4. Закономерности изменения величины пуче- ния (по схемам II и III его развития) от мощности m1 П непосредственной почвы для вариантов соче- таний расчетного сопротивления сжатию Ri П 750 500 250 0 4 6 8 ,RП1 МПа U П , м м 2 5,5 м 2 м m1 П= 0,5 м ПП R U 1 2980= Рис. 5. Закономерности изменения величины пуче- ния UП от расчетного сопротивления сжатию R1 П пород непосредственной почвы при различной ее мощности m1 П, структуре и свойствах основной почвы (схемы ІІ и ІIІ) 350 Установлено, что при незначительном влиянии основной почвы закономерность ( )ППП m,RU 11 описывается тем же уравне- нием (1), что и при схеме I развития пуче- ния (рис. 5, пунктирная линия). При <Пm1 4 м влияние основной почвы возрас- тает, а величина пучения уменьшается вплоть до допустимого значения ≤П допU 300 мм за счет более крепкого пес- чаника, залегающего в основной почве. Для описания установленного влияния структуры и свойств основной почвы ис- пользован обобщенный параметр П по формуле (3) по аналогии со схемой I раз- вития пучения. По результатам многовариантных рас- четов установлены закономерности связи величины пучения ПU с наиболее влияю- щими параметрами: мощность П ,,m 321 и со- противление сжатию П ,,R 321 трех близле- жащих породных слоев почвы; глубина H размещения выработки; площадь свS в свету поперечного сечения выработки. После обработки данных закономерностей методами корреляционно-дисперсионного анализа получены следующие уравнения регрессии с достаточно высоким коэффи- циентом множественной корреляции (0,69 – 0,76), что характеризует надеж- ность выявленных зависимостей для про- гноза величины пучения: ( )ПП ПП ПППП П SHIII II, ,IП m,expR m,m, Rm,Rm,R KKФ U 11 32 3322 1 80 4060 4060 2980 −        − + ++ = , (5) где =IФ 1 – для схемы I; =IIФ 1 + 0,5ехр(–1,2 Пm1 ) – для схемы II; =IIIФ 1 + 0,5ехр(–1,5 Пm1 ) – для схемы III; HK – коэффициент, учитывающий влияние глубины H размещения выработ- ки (определяется по табл. 3); SK – коэффициент влияния типоразмера сечения выработки (определяемый в соот- ветствии с [3] по табл. 4). ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА КH УЧЕТА ГЛУБИНЫ Н РАЗМЕЩЕНИЯ ВЫРАБОТКИ Таблица 3 Средняя глубина разме- щения выработки, Н, м 200 250 300 350 400 450 500 550 600 HK 0,43 0,56 0,7 0,85 1,0 1,14 1,3 1,47 1,65 ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА kS ВЛИЯНИЯ ТИПОРАЗМЕРА СЕЧЕНИЯ ВЫРАБОТКИ Таблица 4 Вид крепи Площадь поперечного сечения в свету до осадки свS , м2 Sk А - КМП 3 9,2 0,74 11,2 0,86 13,8 1,00 15,5 1,09 18,3 1,23 Sk КШПУ 9,5 0,76 10,5 0,82 11,7 0,89 12,1 0,91 14,4 1,03 17,7 1,20 351 ВЫВОДЫ 1. Разработана стратегия подхода к прогнозной оценке состояния пород почвы на всем протяжении выработки при ме- няющейся горно-геологической ситуации, которая разделена на три обобщенных ва- рианта, полностью охватывающих условия поддержания пластовых выработок на шахтах Западного Донбасса. 2. Обосновано определяющее влияние параметров близлежащих породных слоев (на высоту в кровлю и глубину в почву до 10 – 15 м) на процесс развития пучения в пластовых выработках. Они имеют гармо- нический закон распределения как литоти- пов, так и мощности, что учтено построе- нием широкого диапазона расчетных вари- антов геомеханической модели. Это позво- лило отразить в максимально полном объ- еме многообразие горно-геологических ус- ловий поддержания пластовых выработок на шахтах Западного Донбасса. 3. Выполнено комплексное обоснова- ние геомеханической модели системы «массив – пластовая выработка» в рамках реализации главного условия – макси- мально достоверное отражение: – структуры и свойств близлежащих пород кровли и почвы угольных пластов в полном диапазоне их колебаний; – точное воспроизведение паспорта проведения и крепления выработки с мо- делированием конструктивных особенно- стей элементов крепи; – моделирование механических свойств всех элементов системы «массив – пласто- вая выработка» по полной диаграмме де- формирования их материалов. 4. Анализ результатов расчета НДС системы выявил неоднозначность влияния на процесс пучения структуры и свойств близлежащих пород почвы: с одной сторо- ны, подтверждается общеизвестная тен- денция снижения перемещений почвы при увеличении сопротивления пород сжатию; с другой, – на процесс накладывается воз- действие значительной неоднородности свойств; это воздействие усиливается при большом диапазоне колебаний мощности смежных слоев и возможности разрушения маломощного песчаника. Установлены разные тенденции развития пучения с рос- том объемов разупрочняющихся пород почвы, где одним из главных факторов яв- ляются особенности ее структуры, которые раскрыты в разработанном механизме про- текания этого геомеханического процесса. 5. Проведено всестороннее обоснова- ние закономерностей влияния основных геомеханических факторов (структура и свойства пород, глубина размещения и площадь сечения выработки) на проявле- ния пучения пород почвы пластовых выра- боток. Для каждой из трех установленных схем развития процесса пучения пород по- лучены корреляционные зависимости для расчета величины пучения с достаточно высоким коэффициентом множественной корреляции. Эти зависимости учитывают распределение мощности и сопротивления сжатию породных слоев по глубине непо- средственной и основной почвы, но отли- чаются простотой и доступностью исполь- зования при прогнозировании пучения почвы при разных вариантах его развития. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Черняк И. Предотвращение пучения почвы горных выработок / И. Черняк. – М.: Недра, 1973. – 273 с. 2. Компьютерное моделирование напряженно- деформированного состояния мелкослоистого породно- го массива вокруг пластовой выработки. Книга 2. Пре- дельное и запредельное состояние системы «порода – 352 крепь»: монография / [Бондаренко В.И., Ковалевская И.А., Симанович Г.А., Фомичев В.В.]. – Д.: Системные технологии, 2007. – 198 с. 3. Прогноз перемещений контура пластовой выра- ботки в слоистом массиве слабых пород: монография / [Бондаренко В.И., Ильяшов М.А., Ковалевская И.А. и др.]. – Д.: Системные технологии, 2008. – 193 с. ОБ АВТОРАХ Ковалевская Ирина Анатольевна – д.т.н., профес- сор кафедры подземной разработки месторождений Национального горного университета. Снигур Василий Григорьевич – директор ПСП «Шах- тоуправление «Терновское» ПАО «ДТЭК Павлоградуголь». Малыхин Александр Владимирович – горный инже- нер, первый заместитель председателя Шевченковской районной администрации г. Киева.
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-104565
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	2415-3435
language	Russian
last_indexed	2025-12-07T18:36:31Z
publishDate	2014
publisher	УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України
record_format	dspace
spelling	Ковалевская, И.А. Снигур, В.Г. Малыхин, А.В. 2016-07-12T12:58:46Z 2016-07-12T12:58:46Z 2014 Закономерности взаимосвязи параметров углевмещающей толщи с пучением почвы пластовых выработок / И.А. Ковалевская, В.Г. Снигур, А.В. Малыхин // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 8. — С. 343-352. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 2415-3435 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104565 622.83:622´112.4 Исследованы закономерности интенсивности проявления горного давления в почве пластовых выработок в зависимости от горно-геологических и горнотехнических условий их поддержания. Установлены три схемы развития процесса пучения и получены корреляционные соотношения параметров для каждого варианта. Досліджено закономірності інтенсивності прояву гірського тиску в підошві пластових виробок залежно від гірничо-геологічних і гірничотехнічних умов їхньої підтримки. Встановлено три схеми розвитку процесу здимання й отримано кореляційні співвідношення параметрів для кожного варіанта. Regularities of intensity of rock pressure manifestation in bottom of in-seam mine-workings depending on mine-geological and mine-technical conditions of its supporting are analyzed. Three schemes of heaving process development and parameters correlation ratio for each variant are established. ru УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України Розробка родовищ Геомеханіка Закономерности взаимосвязи параметров углевмещающей толщи с пучением почвы пластовых выработок Закономірності взаємозв'язку параметрів вуглевміщуючої товщі зі здиманням підошви пластових виробок Regularities of interrelation of coal-bearing strata parameters with in-seam mine workings bottom heaving Article published earlier
spellingShingle	Закономерности взаимосвязи параметров углевмещающей толщи с пучением почвы пластовых выработок Ковалевская, И.А. Снигур, В.Г. Малыхин, А.В. Геомеханіка
title	Закономерности взаимосвязи параметров углевмещающей толщи с пучением почвы пластовых выработок
title_alt	Закономірності взаємозв'язку параметрів вуглевміщуючої товщі зі здиманням підошви пластових виробок Regularities of interrelation of coal-bearing strata parameters with in-seam mine workings bottom heaving
title_full	Закономерности взаимосвязи параметров углевмещающей толщи с пучением почвы пластовых выработок
title_fullStr	Закономерности взаимосвязи параметров углевмещающей толщи с пучением почвы пластовых выработок
title_full_unstemmed	Закономерности взаимосвязи параметров углевмещающей толщи с пучением почвы пластовых выработок
title_short	Закономерности взаимосвязи параметров углевмещающей толщи с пучением почвы пластовых выработок
title_sort	закономерности взаимосвязи параметров углевмещающей толщи с пучением почвы пластовых выработок
topic	Геомеханіка
topic_facet	Геомеханіка
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104565
work_keys_str_mv	AT kovalevskaâia zakonomernostivzaimosvâziparametrovuglevmeŝaûŝeitolŝispučeniempočvyplastovyhvyrabotok AT snigurvg zakonomernostivzaimosvâziparametrovuglevmeŝaûŝeitolŝispučeniempočvyplastovyhvyrabotok AT malyhinav zakonomernostivzaimosvâziparametrovuglevmeŝaûŝeitolŝispučeniempočvyplastovyhvyrabotok AT kovalevskaâia zakonomírnostívzaêmozvâzkuparametrívvuglevmíŝuûčoítovŝízízdimannâmpídošviplastovihvirobok AT snigurvg zakonomírnostívzaêmozvâzkuparametrívvuglevmíŝuûčoítovŝízízdimannâmpídošviplastovihvirobok AT malyhinav zakonomírnostívzaêmozvâzkuparametrívvuglevmíŝuûčoítovŝízízdimannâmpídošviplastovihvirobok AT kovalevskaâia regularitiesofinterrelationofcoalbearingstrataparameterswithinseammineworkingsbottomheaving AT snigurvg regularitiesofinterrelationofcoalbearingstrataparameterswithinseammineworkingsbottomheaving AT malyhinav regularitiesofinterrelationofcoalbearingstrataparameterswithinseammineworkingsbottomheaving

Закономерности взаимосвязи параметров углевмещающей толщи с пучением почвы пластовых выработок

Репозитарії

Схожі ресурси