Формування склепіння рівноваги над підготовчою виробкою за допомогою смуг змінної жорсткості – як спосіб її охорони і безремонтної підтримки
Рассматриваются вопросы охраны и поддержания подготовительных участковых выработок при помощи охранных полос переменной жесткости на примере шахт «Чистяково-Снежнянского» промышленного региона. Предложены направления усовершенствования комбинированной системы разработки пологих пластов на глубоких г...
Saved in:
| Published in: | Геотехническая механика |
|---|---|
| Date: | 2009 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2009
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/32838 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Формування склепіння рівноваги над підготовчою виробкою за допомогою смуг змінної жорсткості – як спосіб її охорони і безремонтної підтримки / В.Ю. Медяник // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2009. — Вип. 81. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859973714536300544 |
|---|---|
| author | Медяник, В.Ю. |
| author_facet | Медяник, В.Ю. |
| citation_txt | Формування склепіння рівноваги над підготовчою виробкою за допомогою смуг змінної жорсткості – як спосіб її охорони і безремонтної підтримки / В.Ю. Медяник // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2009. — Вип. 81. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геотехническая механика |
| description | Рассматриваются вопросы охраны и поддержания подготовительных участковых выработок при помощи охранных полос переменной жесткости на примере шахт «Чистяково-Снежнянского» промышленного региона. Предложены направления усовершенствования комбинированной системы разработки пологих пластов на глубоких горизонтах с целью
улучшения технико-экономических показателей, безопасности работы и экологии.
The problems of protection and support of mine working with the help of stripe construction of variable inflexibility on an example of the mine “Chistjkovo-Snegnjnskogo” of industrial region are considered. The ways of winning works improvement combined systems for slice seams mining on deep horizontes are given with the purpose of improvement of technical-economacal factors, work safety and ecology.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:22:10Z |
| format | Article |
| fulltext |
Геотехническая механика"
УДК 622.268.6
В.Ю. Медяник, к.т.н., доц.
(Національний гірничий університет)
ФОРМУВАННЯ СКЛЕПІННЯ РІВНОВАГИ НАД ПІДГОТОВЧОЮ
ВИРОБКОЮ ЗА ДОПОМОГОЮ СМУГ ЗМІННОЇ ЖОРСТКОСТІ –
ЯК СПОСІБ ЇЇ ОХОРОНИ І БЕЗРЕМОНТНОЇ ПІДТРИМКИ
Рассматриваются вопросы охраны и поддержания подготовительных участковых вы-
работок при помощи охранных полос переменной жесткости на примере шахт «Чистяково-
Снежнянского» промышленного региона. Предложены направления усовершенствования
комбинированной системы разработки пологих пластов на глубоких горизонтах с целью
улучшения технико-экономических показателей, безопасности работы и экологии.
THE FORMATION OF VAULT EQUILIBRIUM ABOVE WORKING
MAKING WITH THE HELP OF STRIPE CONSTRUCTION OF
VARIABLE INFLEXIBILITY AS A METHOD OF PROTECTION AND
SUPPORT WITHOUT REPAIR
The problems of protection and support of mine working with the help of stripe construction
of variable inflexibility on an example of the mine “Chistjkovo-Snegnjnskogo” of industrial re-
gion are considered. The ways of winning works improvement combined systems for slice seams
mining on deep horizontes are given with the purpose of improvement of technical-economacal
factors, work safety and ecology.
У важких умовах, які склалися у вугільній промисловості України забез-
печення потреб народного господарства повинне здійснюватися в основному
за рахунок стабілізації й нарощування обсягу видобутку на діючих шахтах.
Виходячи з цього, варто змінити погляди на своєчасну підготовку й відпра-
цювання виймальних стовпів.
Охорона гірничих виробок займає вагому частину у формуванні собівар-
тості видобутку вугілля й, відповідно, його відпускної ціни. Зменшення ви-
трат можливо тільки за рахунок раціонального планування й повторного ви-
користання виїмкових виробок. Правильно обраний спосіб охорони виробок,
своєчасний й якісний їх ремонт створюють потенційну можливість для вико-
ристання бортових хідників (штреків) повторно.
Таким чином, вибір науково-обгрунтованого способу охорони і підтримки
виробок на великих глибинах як і параметри його технології – актуальне нау-
ково-практичне завдання.
Метою роботи є встановлення параметрів способу охорони і підтримки пі-
дготовчих виробок при комбінованій системі розробки, що забезпечують їх
стійкість і можливість повторного використання.
Ідея роботи полягає в забезпеченні стійкості підготовчої виробки шляхом
формування навколо неї склепіння рівноваги створенням двосторонніх жорс-
тких і піддатливих опор.
Сутність роботи полягає в розкритті закономірностей розподілу напруг і
зміщень порід навколо підготовчої виробки, що охороняється смугами змін-
ної жорсткості й кріплення виробки для безремонтної її підтримки.
Выпуск № 81
При розробці раціональних способів охорони варто керуватися основним
принципом: виробка повинна бути поставлена в такі умови, щоб певні розмі-
ри області гірських порід, які примикають до неї, не перебували в зоні вели-
ких концентрацій напружень, і ця область повинна бути розвантажена від
останніх. Такі умови в будь-яких варіантах повинні створювати всі елементи
охорони виробки.
У цей час виконано великий обсяг досліджень з питань стійкості покрівлі
підготовчих виробок, які базуються на різних гіпотезах гірського тиску й ме-
тодах будівельної механіки, опору матеріалів і механіки ґрунтів (гіпотеза
склепіннєутворення, гіпотеза балок, механіка суцільного середовища) [1-4 і
багато ін.].
Подання про те, що в покрівлі виробки в низці випадків може утворювати-
ся “рід склепіння”, відомо давно. Одна з перших гіпотез склепіння була за-
пропонована професором Ризького політеха В. Ріттером в 1879 р. [5].
Сутність гіпотези склепіння в її сучасному тлумаченні [6] полягає в насту-
пному. Над виробкою, проведеною в товщі будь-яких гірських порід (за виня-
тком пливунів), на будь-якій глибині, утвориться склепіння тиску, що сприй-
має на себе вагу верхньої товщі порід, розвантажуючи кріплення виробки.
Максимальне навантаження на кріплення визначається вагою порід усередині
склепіння, що називають ядром склепіння або склепінням тиску. Дія всієї ва-
ги товщі порід на поверхню передається п'ятами склепіння, які розвантажу-
ють масив гірських порід у боках виробки.
Гіпотеза склепіння базується на реальному, здавна відомому явищі, відт-
вореному в експериментах, дослідження якого здійснювалися багатьма авто-
рами протягом майже ста років. Розгляд цієї гіпотези з позицій сучасної нау-
ки диктується необхідністю внесення уточнень і обмежень, а також широким
і часто неправильним її використанням.
Математична інтерпретація гіпотези склепіння різноманітна. Найбільш
характерними є розрахункові методи В. Ріттера й М.М. Протод’яконова, які
досить повно відбивають розходження в трактуванні фізичної сутності явищ,
вихідних положень авторів, оцінці або ролі кріплення й визначенні величин
меж переданих на неї навантажень.
По В. Ріттеру [5], сутність утворення склепіння полягає у відриві від верх-
ньої товщі порід ядра склепіння під дією власної ваги. Розрахункова схема
зображена на рис. 1.
Умови рівноваги:
l l
рпч dS
l
ydyP
0 0
. ,
cos
(1)
де Р тиск на кріплення; у питома вага породи; l прогін виробки; пч. р
межа міцності породи на розрив; кут нахилу дотичної до кривої склепіння
в розглянутій точці; d диференціал кривої, який обмежує частину порід, що
відриваються
Геотехническая механика"
Рис. 1 – Розрахункова схема В. Ріттера
Перший член рівняння (1) визначає суму сил ваги в об’ємі склепіння обва-
лення, другий суму сил опору відриву склепіння; заміняючи соs а та dS їх
значеннями, одержимо
l l
рпч dxylydxP
0 0
2'
. , (2)
де у' — перша похідна у по х.
Задача полягає у визначенні форми кривої, що обмежує склепіння обва-
лення, при якому відрив склепіння найбільш імовірний, що відповідає макси-
мальній різниці між обома частинами рівності (2).
Далі, шукана функція за умовою максимуму визначається методом варіа-
ційного обчислення. Таким шляхом В. Ріттер визначив, що межою склепіння
є парабола
xlxy
рпч.4
. (3)
Максимальна висота склепіння при
2
l
x
рпч
l
b
.
2
max
16
. (4)
Выпуск № 81
Рівняння (2) виражає умови граничної рівноваги; підставляючи в нього у',
обумовлене з формули (3) диференціюванням по х, інтегруючи і знаходячи
довільні постійні, тиск на кріплення дорівнюватиме (5)
2
.
22
.
48
48
рпч
рпч
l
l
P (5)
З (5) визначимо значення прогону, що відповідає моменту, який передує
відриву склепіння:
рпч
прl
.
7 . (6)
Таким чином, В. Ріттер пропонує виходити із спільного режиму роботи
порід покрівлі і кріплення та визначати несучу здатність кріплення як різни-
цю між вагою ядра склепіння і сумою напружень відриву по його контуру.
З огляду на малість деформацій розтягу в межах ядра склепіння, установ-
лення постійного кріплення на значній відстані від вибою, малий розпір кріп-
лення в момент її установлення та її високі деформаційні властивості відразу
після установлення за рахунок зминань нерівностей по лінії примикання до
порід і між її елементами, неважко зрозуміти, що реакція, яка розвивається
кріпленням у цей період, невелика і не може істотно впливати на запобігання
відриву склепіння. Крім того, В. Ріттер не врахував наявності в гірських по-
родах дефектів і мінливості міцнісних характеристик і не передбачив ніякого
запасу стійкості. Тому у разі відриву склепіння навантаження на кріплення
зростає до величини першого доданку формули (5), і кріплення, розраховане
за цією формулою, буде неминуче зруйноване.
Розрахункова схема М.М. Протод’яконова [2] наведена на рис. 2.
По М.М. Протод’яконову сутність утворення ядра склепіння полягає в то-
му, що горизонтальному розпору Т, який діє у вершині склепіння і викликає
зсувні зусилля, протистоять сили тертя на осі ох у межах напівпрогіну х = а.
У стані граничної рівноваги одержуємо рівняння моментів сил щодо точки
М. З (7) випливає, що склепіння рівноваги має форму параболи. З метою за-
безпечення запасу стійкості склепіння приймається:
Ty
xP
2
2
; (7)
bfpaT , (8)
де f = tg коефіцієнт міцності по М.М. Протод’яконову; кут природного
укосу; b висота склепіння, інтенсивність зсувних додаткових сил, що за-
безпечують запас стійкості склепіння.
Геотехническая механика"
Рис. 2 – Розрахункова схема М.М. Протод’яконова
При х = а, тобто для точки опори, з (7) і (8) одержимо:
2
2
2
b
afb
pa . (9)
Очевидно, що ця функція має максимум. Прирівнюючи її першу похідну
до нуля, одержимо:
f
a
b (10)
Тиск на 1 м довжини виробки
f
a
P
2
3
4
(11)
На відміну від В. Ріттера, у розрахунку М.М. Протод’яконова уведен запас
стійкості склепіння і передбачається, що кріплення несе повну вагу порід в
об’ємі склепіння, тобто працює в незалежному режимі.
Подання М.М. Протод’яконова про фізичну сутність склепіннєутворення
менш чіткі: передбачуваному ним зсуву склепіння по лінії ох перешкоджає
масив гірських порід, сили Т уведені штучно, припущення про склепіннєут-
ворення при будь-яких прогинах виробки неспроможно.
На методи розрахунків, що базуються на гіпотезі склепіння, не накладено
ніяких обмежень, тому необхідно розглянути область його застосування.
Выпуск № 81
Наведені результати досліджень показують, що в стані граничної рівнова-
ги процес склепіннєутворення нестабільний, форма склепіння може варіюва-
тися, його висота змінюватися, а в ряді умов над первинним склепінням обва-
лення можуть виникати вторинні.
Склепіннєутворення можна прийняти за умови:
рмм
n
i Sq .
1
, (12)
де
n
iq
1
– вага порід в межах склепіння обвалення (ядра); S довжина дуги,
що обмежує склепіння; ( мм.р – межа міцності порід на розтяг (одноосьовий).
Оскільки відшарування склепіння починається в його вершині, більш про-
сто максимальну величину висоти склепіння визначити з умови
рмм
nn
b
.
21
max
1
, (13)
де n1 коефіцієнт запасу міцності; n2 коефіцієнт структурного ослаблення
порід за рахунок наявності дефектів.
Приймаючи за даними досліджень n1 = n2 = n3, одержимо умову склепін-
нєутворення:
lрмм
3
1
. . (14)
Таким чином, область допустимого застосування гіпотези склепіння обмежу-
ється однорідними зв'язними породами і умовою склепіннєутворення (4).
З наведеного ясно, що гіпотеза склепіння не враховує вихідного напруже-
ного стану, впливу характеристик кріплення, глибини робіт, часу, та впливу
очисних робіт. Область її застосування обмежується однорідними зв'язними
породами при дотриманні умови (14).
Гіпотеза утворення склепіння над підготовчою виробкою розкрита у робо-
ті [7]. Цей винахід відноситься до гірничої справи й може бути використаний
для охорони і безремонтної підтримки повторно використовуваних підготов-
чих виробок на межі з виробленим простором на пологих та похилих вугіль-
них пластах.
Відомі способи охорони повторно використовуваних підготовчих виробок,
які включають спорудження низки штучних огороджень на бермі штреку за
лавою. До них відносяться бутові породні смуги, залізобетонні тумби, цілики
вугілля, костри, органні ряди, кущі зі стояків і ін., які забезпечують відносно
невисоку стійкість виробок без ціликів [8].
До недоліків цього способу варто віднести низьку надійність і стійкість
Геотехническая механика"
підготовчих виробок, що призводять до деформацій вміщуючих порід і кріп-
лення внаслідок високих концентрацій напружень. Наслідком експлуатації
даного способу є капітальний ремонт виробок, що вимагає збільшення перері-
зу виробки з випуском породи буропідривним способом, заміни кріплення,
затяжок і значних капіталовкладень.
Близьким за своїми характеристиками є спосіб охорони повторно викори-
стовуваних підготовчих виробок, який включає зведення в міру посування
лави на бермі штреку у виробленому просторі очисного вибою вузької відли-
тої жорсткої смуги з швидкотвердіючих ангідритового або фосфогіпсового
розчинів на всю потужність пласта, що виймається [9].
Недоліком цього способу є можливість використання його тільки в досить
міцних вміщуючих породах, а в слабких породах покрівля і підошва руйну-
ється (“обіграється”) навколо жорсткої опори, і штрек втрачає повністю пра-
цездатність. Створюються ситуації коли до 30% робочих очисних бригад за-
йняті на забезпеченні експлуатаційного стану виробок, що примикають до ла-
ви. Все це стримує і здорожчує гірничі роботи і, у більшості випадків, є від-
мови від повторного використання виробок, що охороняються на межі з ви-
робленим простором.
Основою технічного рішення є вдосконалення способу охорони підготовчої
виробки, в якому шляхом формування над виробкою спеціального склепіння рів-
новаги в міру посування очисного вибою забезпечується необхідний перерозпо-
діл і зниження концентрацій напружень у товщі гірських порід над виробкою
усередині склепіння й за рахунок цього підвищується стійкість та є можливість
безремонтного підтримання виробки в процесі експлуатації. Крім того, поліпшу-
ється безпека робіт і знижуються витрати на підтримання виробок.
Даний спосіб передбачає зведення за лавою на бермі виробки постійної
бутової опорної смуги із породи, який використовується для закладання. В
міру посування очисного вибою, з боку виробленого простору формують
комбіновану бутову смугу біля виробки й виробленого простору і між ними –
жорстку, при цьому одночасно на бермі виробки з боку вугільного масиву –
піддатливу й жорстку опори в ньому з наступним утворенням над виробкою у
верхньої товщі порід склепіння рівноваги.
Вищенаведене технічне рішення забезпечує створення над виробкою зони
низьких концентрацій напружень усередині склепіння рівноваги, що дозволяє
протягом терміну служби виробки розташовувати їй у масиві, розвантажено-
му від підвищеного опорного тиску й перебувати у стійкому стані. Незначний
гірський тиск, що виникає від ваги верхніх порід, розташованих усередині
контуру склепіння рівноваги, буде сприйматися відповідними конструкціями
кріплення виробки і біляштрековими піддатливими смугами. У цьому випад-
ку відпадає необхідність у ремонтних роботах і у зведенні кріплення з висо-
кою вантажонесучою здатністю.
На рис. 3 наведена характеристика розподілу напружень навколо підгото-
вчої виробки при охороні смугами змінної жорсткості з утворенням склепіння
рівноваги.
Выпуск № 81
1 – епюра опорного тиску над вугільним масивом вугілля; 2 – шар породи в недоторканому
масиві; 3 – масив вугільного пласта; 4 – розвантажений масив вугілля; 5 – виробка, що
охороняється для повторного використання; 6 – розвантажений масив гірських порід під
склепінням рівноваги; 7 – плавний прогин шарів породи без розриву суцільності у зоні
склепіння рівноваги; 8 – аркове кріплення; 9 – піддатлива смуга біля виробки; 10 – жорстка
ін'єкційна смуга; 11 – епюра опорного тиску над смугами змінної жорсткості;
12 – обрушені породи у виробленому просторі; 13 – характер епюри опорного тиску для
вищележачого шара породи; а – ширина жорсткої ін'єкційної смуги; б – ширина піддатли-
вої смуги; в – ширина розвантаженої частини вугільного масиву.
Рис. 3 – Характеристика розподілу напружень навколо підготовчої виробки при охороні
смугами змінної жорсткості з утворенням склепіння рівноваги
Даний спосіб охорони реалізується наступним чином.
У процесі проведення очисних робіт на вугільному пласті за лавою утво-
рюється вироблений простір із обвалених в ньому порід. Очисні роботи нега-
тивно впливають на підготовчі виробки, які передбачається використовувати
повторно. Для забезпечення сприятливих умов підтримання виробки, яка під-
лягає збереженню для повторного використання, доцільно розробляти пас-
порт охорони виробок, який передбачає застосування раціонального способу
охорони виробок за вибоєм лави з урахуванням гірничо-геологічних факторів.
Правильне рішення цього завдання найчастіше визначає й успіх охорони ви-
робки на межі з виробленим простором.
Виходячи із цих позицій, нами запропоновано принципово новий спосіб
охорони повторно використовуваних підготовчих виробок у зоні склепіння
рівноваги з двосторонніми жорсткими і піддатливими опорами.
Сутність цього способу полягає в наступному:
По мірі посування очисного вибою (на рис. 3 не показано) й утворення за
ним виробленого простору 12, слідом за пересуванням механізованого кріп-
Геотехническая механика"
лення подається порода із прохідницького вибою (або від підривання підош-
ви) для формування комбінованої бутової опори 9, 10. Потім по перфорованій
трубі (на рис. 3. не показана), що перебуває в завалі приблизно в середній ча-
стині бутової смуги нагнітається ін'єкційний розчин з швидкотвердіючих су-
мішей, й на відстані б від виробки 5 зводять тверду ін'єкційну смугу 10 шири-
ною а. Між бровкою штреку 5 і жорсткою смугою залишають бутову піддат-
ливу стрічкову смугу з породи 9 шириною б. На протилежній стороні виробки
5 у вугільному масиві також створюють піддатливу опору 4, яка утворюється
вибурюванням вугілля з масиву 3. Далі на відстані в у глибині вугільного ма-
сиву розташовується тверда вугільна опора 3.
Використання жорстких конструкцій високої міцності 10 і 3, розташова-
них на деякій відстані від виробки 5 сприяє утворенню максимуму опорних
тисків 11, 1 над ними від дії ваги верхньої товщі порід. Цьому також сприяє і
створення двох піддатливих опор 9, 4, розташованих ближче до виробки 5,
що охороняється. Над піддатливими опорами 9, 4 опорний тиск 11, 1 зменшу-
ється за рахунок зависання товщі порід над хідником (штреком).
У процесі реалізації способу охорони підготовчої виробки створюються
сприятливі умови, що забезпечують зниження концентрацій напружень на-
вколо виробки. Піддатливі смуги 9, 4 відсувають опорний тиск 11, 1 від виро-
бки 5, а жорсткі опори 10, 4 беруть навантаження на себе. Ці опори утриму-
ють навислий породний масив 7 (консоль порідну), що утворилася під впли-
вом очисних робіт і виробленого простору 12. Жорсткі 10, 3 і піддатливі 9, 4
опори в нависаючій над виробкою 5 товщі порід 7 знижують концентрації на-
пружень і ведуть до утворення склепіння рівноваги. Під склепінням перебу-
ває частина завислої на жорстких опорах 10, 3, розвантаженої від гірського
тиску породи 6, тиск якої на кріплення виробки 5, що охороняється поширю-
ється незначно. Всі пласти породи (наприклад, пропласток 7) під склепінням
прогинаються без розриву суцільності. Виникаючий при цьому незначний
гірський тиск нейтралізується піддатливістю аркового кріплення 8 виробки 5 і
піддатливими смугами 9, 4.
Таким чином, при роботі нової (суміжної) лави у вугільному пласті 3 ви-
робка 5 буде перебувати у стійкому і безремонтному стані в процесі відпра-
цювання нового суміжного виймального стовпа.
Шари породи, які залягають вище, перебувають над жорстким вугільним
масивом 3 і практично не мають ніяких змін на всьому протязі роботи суміж-
ної лави. У той же час товща порід, що перебуває над склепінням рівноваги,
деформується незначно.
У конкретних гірничо-геологічних умовах розробки висоту ущільнюваль-
ного ядра склепіння рівноваги можна визначити, знаючи кути, які обмежують
повні зсуви товщі порід за падінням або підняттям, а також крок посадки ос-
новної покрівлі. При пологому заляганні пластів кути зсувів не залежать від
кута падіння пластів, і мають приблизно постійне значення – 65-70º.
Пропонований спосіб охорони повторно використовуваних підготовчих
виробок має наступні переваги: при відпрацюванні пластів із застосуванням
Выпуск № 81
даного способу охорони навколо виробки створюються сприятливі й однакові
в межах усього шахтного поля геомеханічні умови ведення гірничих робіт,
що характеризуються відсутністю небезпечних концентрацій напружень у
породах навколо підготовчих виробок. Це дозволяє застосовувати найбільш
прості технологічні схеми розробки пластів, забезпечити зниження експлуа-
таційних втрат вугілля, небезпеки раптових викидів вугілля, породи й газу,
ударонебезпеки при істотному скороченні питомих обсягів проведення й під-
тримання виробок.
З геомеханічної точки зору цей спосіб створює найбільш сприятливі умо-
ви для підтримання виробок у розвантаженому від гірського тиску масиві гір-
ських порід.
За економічних і технічних факторів дана схема охорони повторно вико-
ристовуваних підготовчих виробок дозволяє не тільки істотно (в 1,5-2,0 рази)
скоротити питомий обсяг і вартість проведення виробок, але й поліпшити
провітрювання виймальних дільниць, завдяки можливості здійснення його
прямоточності й підсвіжіння вихідного струменя повітря, що особливо важ-
ливо при розробці газоносних пластів.
Спрощується планування гірничих виробок при підготовці шахтних і вийма-
льних полів, оскільки є можливість безпосереднього примикання підготовчих ви-
робок до очисного вибою й поліпшення, завдяки цьому, схем підземного транс-
портування й вентиляції, зниженню травматизму шахтарів. Відпадає необхідність
видавати на поверхню породу від проведення виробок, знижується обсяг і вар-
тість ремонтних робіт у порівнянні з іншими способами охорони.
У роботі [10] зроблено оцінку стійкості підготовчої виробки з урахуван-
ням впливу очисних робіт на основі узагальнення положень теорії склепіння
рівноваги й розрахункового методу граничних елементів, розроблено розра-
хунковий алгоритм для рішення плоских задач геомеханіки для пружних не-
однорідних породних масивів зі складною геометрією, з використанням су-
часних ЕОМ, встановлено нові залежності максимальних вертикальних і го-
ризонтальних зсувів контуру кріплення повторно використовуваної підгото-
вчої виробки від геометричних параметрів охоронних смуг змінної жорсткос-
ті, у результаті кореляційного аналізу результатів 125 варіантів розрахунку,
виконаних для конкретних гірничо-геологічних умов шахт Чистяково-
Сніжнянського промислового району, розроблено й обґрунтовано принцип
вибору раціональних параметрів конструктивно-технологічної схеми кріп-
лення й охорони підготовчої виробки при комбінованій системі розробки, що
базується на розгляді її окремих елементів як взаємовпливної системи, в якій
геометричні й механічні параметри охоронної смуги змінної жорсткості є ін-
струментом для формування сприятливої (з погляду стійкості виробки) епюри
навантаження на кріплення. У шахтних умовах і на моделі встановлено, що
аркове кріплення КМП-А3-22/11,2 при створенні смуг змінної жорсткості має
симетричне навантаження її елементів, а це сприятливо позначається на робо-
ті системи “кріплення-бічні породи”. Виходячи з аналізу НДС, установлені
раціональні параметри нового способу охорони підготовчих виробок для гір-
Геотехническая механика"
ничо-геологічних умов шахт Чистяково-Сніжнянського промислового райо-
ну. Вони досягаються шляхом формування склепіння рівноваги охоронними
смугами змінної жорсткості: жорстка частина смуги шириною 8 м; піддатлива
– шириною 5 м і розвантаженням масиву свердловинами довжиною 3 м.
Економічна ефективність застосування комбінованих систем розробок ви-
значена в істотній мірі зменшенням обсягу проведення й ремонту підготовчих
виробок за рахунок удосконалення способу їх охорони та забезпечення мож-
ливості повторного використання.
Результати виконаних досліджень знайшли відображення в робочій доку-
ментації відпрацьовування виїмкових полів і впроваджені на шахті “Прогрес”
ДП “Торезантрацит”.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Цымбаревич П. М. Рудничное крепление. – М.: Углетехиздат, 1957.
2. Протодьяконов М.М. Давление горных пород и рудничное крепление. – ч.1. – Давление горных пород.
– Л.: ОГИЗ, 1931. – 104 с.
3. Оценка устойчивости кровли горных выработок / В.К. Бранчугов, Е.З. Гелюта, В.В. Куликов, И.М.
Трофимов // МУП СССР ЦНИЭИуголь, М. – 1974.
4. Лабасс А. Давление горных пород в угольных шахтах. // Горное давление. М.: Госгортехиздат, 1961.
С. 59-164.
5. Ritter W. Die Static Der Tunnel Gewolbe, Berlin, 1879.
6. Борисов А.А. Механика горных пород и массивов. М.: Недра, 1980. – 360 с.
7. Спосіб охорони підготовчої виробки /О.В. Колоколов, М.М. Табаченко, В.Ю. Медяник та ін. Деклара-
ційний патент № 36714 А (UA) від 01.02.2000. № д.р.2000020523. Опубл. 16.04.2001. Бюл.№3.
8. Бесцеликовая отработка пластов /Ю.Л. Худин, М.И. Устинов, А.В. Брайцев и др. – М.: Недра, 1983. –
280 с.
9. Повышение устойчивости подготовительных выработок угольных шахт / И.Ю. Заславский, В.Ф. Ком-
паниец, А.Г. Файвишенко, В.М. Клещенков. – М.: Недра, 1991. – 235 с.
10. Медяник В.Ю. Обоснование параметров способа охраны подготовительных выработок при комби-
нированной системе разработки пологих пластов на больших глубинах Дис. канд. техн. наук. – Днепропет-
ровск: НГУ, 2005. – 193 с.
Рекомендовано до публікації д.т.н І.А. Ковалевською 19.08.09
Выпуск № 81
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-32838 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:22:10Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Медяник, В.Ю. 2012-05-25T18:48:52Z 2012-05-25T18:48:52Z 2009 Формування склепіння рівноваги над підготовчою виробкою за допомогою смуг змінної жорсткості – як спосіб її охорони і безремонтної підтримки / В.Ю. Медяник // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2009. — Вип. 81. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/32838 622.268.6 Рассматриваются вопросы охраны и поддержания подготовительных участковых выработок при помощи охранных полос переменной жесткости на примере шахт «Чистяково-Снежнянского» промышленного региона. Предложены направления усовершенствования комбинированной системы разработки пологих пластов на глубоких горизонтах с целью улучшения технико-экономических показателей, безопасности работы и экологии. The problems of protection and support of mine working with the help of stripe construction of variable inflexibility on an example of the mine “Chistjkovo-Snegnjnskogo” of industrial region are considered. The ways of winning works improvement combined systems for slice seams mining on deep horizontes are given with the purpose of improvement of technical-economacal factors, work safety and ecology. uk Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехническая механика Формування склепіння рівноваги над підготовчою виробкою за допомогою смуг змінної жорсткості – як спосіб її охорони і безремонтної підтримки The formation of vault equilibrium above working making with the help of stripe construction of variable inflexibility as a method of protection and support without repair Article published earlier |
| spellingShingle | Формування склепіння рівноваги над підготовчою виробкою за допомогою смуг змінної жорсткості – як спосіб її охорони і безремонтної підтримки Медяник, В.Ю. |
| title | Формування склепіння рівноваги над підготовчою виробкою за допомогою смуг змінної жорсткості – як спосіб її охорони і безремонтної підтримки |
| title_alt | The formation of vault equilibrium above working making with the help of stripe construction of variable inflexibility as a method of protection and support without repair |
| title_full | Формування склепіння рівноваги над підготовчою виробкою за допомогою смуг змінної жорсткості – як спосіб її охорони і безремонтної підтримки |
| title_fullStr | Формування склепіння рівноваги над підготовчою виробкою за допомогою смуг змінної жорсткості – як спосіб її охорони і безремонтної підтримки |
| title_full_unstemmed | Формування склепіння рівноваги над підготовчою виробкою за допомогою смуг змінної жорсткості – як спосіб її охорони і безремонтної підтримки |
| title_short | Формування склепіння рівноваги над підготовчою виробкою за допомогою смуг змінної жорсткості – як спосіб її охорони і безремонтної підтримки |
| title_sort | формування склепіння рівноваги над підготовчою виробкою за допомогою смуг змінної жорсткості – як спосіб її охорони і безремонтної підтримки |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/32838 |
| work_keys_str_mv | AT medânikvû formuvannâsklepínnârívnovaginadpídgotovčoûvirobkoûzadopomogoûsmugzmínnoížorstkostíâksposíbííohoroniíbezremontnoípídtrimki AT medânikvû theformationofvaultequilibriumaboveworkingmakingwiththehelpofstripeconstructionofvariableinflexibilityasamethodofprotectionandsupportwithoutrepair |