К оценке долговременной устойчивости потолочин выработок гипсовых шахт в зонах геологических нарушений
Показана возможность ведения горных работ на гипсовых месторождениях в зонах геологических нарушений. Обоснована актуальность оценки длительной устойчивости потолочин выработок для указанных условий. Рассмотрены типичные варианты строения потолочин выработок гипсовых шахт на ненарушенных участках и...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Геотехнічна механіка |
|---|---|
| Дата: | 2013 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2013
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60028 |
| 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: | К оценке долговременной устойчивости потолочин выработок гипсовых шахт в зонах геологических нарушений / В.А. Амелин, Б.В. Васильев, Т.Г. Войтович, Л.В. Амелина // Геотехнічна механіка: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2013. — Вип. 110. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859986677368356864 |
|---|---|
| author | Амелин, В.А. Васильев, Б.В. Войтович, Т.Г. Амелина, Л.В. |
| author_facet | Амелин, В.А. Васильев, Б.В. Войтович, Т.Г. Амелина, Л.В. |
| citation_txt | К оценке долговременной устойчивости потолочин выработок гипсовых шахт в зонах геологических нарушений / В.А. Амелин, Б.В. Васильев, Т.Г. Войтович, Л.В. Амелина // Геотехнічна механіка: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2013. — Вип. 110. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геотехнічна механіка |
| description | Показана возможность ведения горных работ на гипсовых месторождениях в зонах геологических нарушений. Обоснована актуальность оценки длительной устойчивости потолочин выработок для указанных условий. Рассмотрены типичные варианты строения потолочин выработок гипсовых шахт на ненарушенных участках и в зонах геологических нарушений. Выполнен анализ динамики формирования блочной структуры в потолочине при длительной эксплуатации выработки. Выделены наиболее характерные естественные дефекты потолочины. Рассмотрено влияние комплекса факторов на ее эксплуатационную надежность. Представлена аналитическая оценка долговременной устойчивости потолочин для трех случаев. Полученные результаты используются для выбора параметров системы разработки в нарушенных зонах.
Показана необхідність ведення гірничих робіт на гіпсових родовищах в зонах геологічних порушень. Обґрунтована актуальність оцінки довготривалої стійкості стелин виробок для вказаних умов. Розглянуто типові варіанти будови стелин виробок гіпсових шахт на непорушених ділянках і в зонах геологічних порушень. Виконано аналіз динаміки формування блокової структури в стелині при тривалій експлуатації виробки. Виділено найбільш характерні природні дефекти стелини. Розглянуто вплив комплексу факторів на її експлуатаційну надійність. Представлено аналітичну оцінку довготривалої стійкості стелин для трьох розрахункових випадків. Отримані результати використовуються для вибору параметрів системи розробки в порушених зонах. Ключові слова: гіпсова шахта, стелина, геологічне порушення, довготривала стійкість.
The authors consider possibility to perform mining operations in zones with geological disturbance in gypsum deposits. Special attention is drawn to estimate of longterm stability of the roof coals in tunnels with geological disturbance. Typical variants of the roof coal structure are considered for undisturbed areas and areas with geological disturbance in tunnels of the gypsum mines. Dynamics of block structure formation in the roof coal at longterm exploitation of the tunnel was analyzed, and the most ty pical natural defects in the roof coal were specified. Impact of a factor complex on the roof coal operating safety is considered. An analytical estimate of longterm stability of the roof coal is presented for three rated cases. The findings are used for choosing proper parameters of the mining system in disturbed zones.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:28:56Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 622.831
14
Сергиенко В.Н., канд. техн. наук, ст. науч. сотр.
Амелин В.А.
Васильев Б.В.
Войтович Т.Г.
(ИГТМ НАН Украины)
Амелина Л.В.
(ГВУЗ «ДГАУ»)
К ОЦЕНКЕ ДОЛГОВРЕМЕННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ПОТОЛОЧИН
ВЫРАБОТОК ГИПСОВЫХ ШАХТ В ЗОНАХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ
НАРУШЕНИЙ
Сергієнко В.М., канд. техн. наук, ст. наук. співр.
Амелін В.А.
Васильєв Б.В.
Войтович Т.Г.
(ІГТМ НАН України)
Амеліна Л.В.
(ДВНЗ «ДДАУ»)
ДО ОЦІНКИ ДОВГОТРИВАЛОЇ СТІЙКОСТІ СТЕЛИН ВИРОБОК
ГІПСОВИХ ШАХТ В ЗОНАХ ГЕОЛОГІЧНИХ ПОРУШЕНЬ
Sergienko V.N., Ph.D. (Tech.), Senior Researcher
Аmelin V.A.
Vasiljev B.V.
Vojtovich Т.G.
(IGTM NAS of Ukraine)
Аmelina L.V., M.S (Tech.)
(SHEI “DSAU”)
TO THE ESTIMATE OF LONG-TERM STABILITY OF THE ROOF COAL
IN TUNNELS OF GYPSUM MINES IN ZONES WITH GEOLOGICAL
DISTURBANCES
Аннотация. Показана возможность ведения горных работ на гипсовых месторождениях в зо-
нах геологических нарушений. Обоснована актуальность оценки длительной устойчивости пото-
лочин выработок для указанных условий. Рассмотрены типичные варианты строения потолочин
выработок гипсовых шахт на ненарушенных участках и в зонах геологических нарушений. Вы-
полнен анализ динамики формирования блочной структуры в потолочине при длительной экс-
плуатации выработки. Выделены наиболее характерные естественные дефекты потолочины. Рас-
смотрено влияние комплекса факторов на ее эксплуатационную надежность. Представлена анали-
тическая оценка долговременной устойчивости потолочин для трех случаев.
14
© Сергиенко В.Н., Амелин В.А., Васильев Б.В., Войтович Т.Г., Амелина Л.В., 2013
Полученные результаты используются для выбора параметров системы разработки в нару-
шенных зонах.
Ключевые слова: гипсовая шахты, потолочина, геологическое нарушение, долговременная
устойчивость.
Введение. Длительная и интенсивная добыча гипсового камня подземным спо-
собом привела практически к полной отработке пластов большой мощности, рас-
положенных на небольшой глубине и характеризующихся простым геологическим
строением. Возникла острая необходимость ведения горных работ в усложняю-
щихся горно-геологических условиях.
Анализ нормативно-технической документации и научной литературы за по-
следние два десятилетия выявил диспропорцию в изучении проявлений горного
давления применительно к отдельным элементам камерно-столбовой системы от-
работки, характерной для гипсовых месторождений. Преобладающее большинство
исследований посвящено определению параметров целиков, характеризующихся
теми или иными аномальными свойствами, и совсем немного имеется работ, в ко-
торых рассматриваются вопросы устойчивости нарушенной потолочины.
При ведении горных работ в зонах геологических нарушений существенно воз-
растают масштабы катастрофических проявлений горного давления при непра-
вильном выборе параметров системы разработки. Возникновение аварийных си-
туаций на участках с выдержанным строением кровли связано преимущественно с
локальными обрушениями потолочины. В зонах геологических нарушений в про-
цессе сдвижения породного массива вовлекаются объемы на порядок-два больше, и
границы зоны деформационных процессов выходят на земную поверхность. За-
держка с принятием защитных инженерных мероприятий приводит в отдельных
случаях к утрате контроля над ситуацией. В этом случае проблема из местной про-
изводственной перерастает в экологическую и социальную, которую уже вынуж-
дены решать местные органы власти на более высоком уровне с привлечением зна-
чительных объемов трудовых и материальных ресурсов [1].
В связи с этим актуальной является проблема определения долговременной ус-
тойчивости потолочин камер в гипсовых шахтах при ведении горных работ в зонах
геологических нарушений.
Изложение материалов исследования. При отработке гипсовых месторожде-
ний камерно-столбовым способом в кровле камер оставляют, как правило, часть
полезного ископаемого в виде защитной пачки. Основным ее назначением является
длительное удержание веса вышезалегающих слабых пород. Другая задача, решае-
мая оставлением гипсовой пачки в кровле - это предотвращение прорыва подзем-
ных вод в горные выработки. Используется особенность гипса, заключающаяся в
том, что при отсутствии трещин он является хорошим водоупором. С учетом ком-
плекса решаемых задач, параметров системы разработки, характеристик водонос-
ных горизонтов и строения защитной пачки, ее мощность колеблется от 2 до 8 м.
Уточнение строения кровли камер выполняют в соответствии с [2].
Потолочина сложена, в основном, одной породой – гипсом. Однако его струк-
тура и текстура могут быть различными, что в значительной степени влияет на фи-
зико-механические свойства потолочины.
Сведения о прочностных свойствах основных гипсоносных пород представлены
в табл. 1.
Таблица 1 - Прочностные свойства основных гипсоносных пород
Литологическая
разность
Общая
характеристика
Показатель прочности, МПа
на сжатие, σсж. на растяжение, σр.
Гипсы рыхлые, выветрелые,
закарстованные, тонковолок-
нистые, пластинчатые
слабые 0 -10 0 - 0,8
Гипсы молочно-белые, белые
мелкокристаллические, саха-
ровидные, пятнистые
малопрочные 11 - 15 0,9 - 1,4
Гипсы белые мраморовидные,
светло-серые и серые, средне-
и крупнокристал-лические
средней
прочности
16 - 25 1,5 - 2,4
Гипсы серые, темносерые
скрытнокристаллические
прочные 26 - 40
2,5 - 4,4
Гипсоангидриты темно-серые,
средне- и мелкокристалличе-
ские
повышенной
прочности
40 - 60 4,5 - 6,5
Ангидриты серо-голубые,
мелкокристаллические, мас-
сивные
высокопрочные свыше 60 свыше 6,5
Залегание гипсовых пластов горизонтальное или слабо наклонное (угол залега-
ния не превышает 10
0
). Оставленная часть пласта в кровле может быть разбита на
отдельные слои прослойками слабых пород, мощностью от единиц до десятков
сантиметров, имеющих слабое сцепление по контакту с гипсом. Основными типа-
ми пород, слагающих прослойки, являются: глина, аргиллит, алевролит, доломит. В
слое гипса могут также присутствовать включения более прочного ангидрита. По-
сле формирования камеры ее потолочина под воздействием гравитационных сил
может расслаиваться по ослабленным плоскостям с прогибом отдельных пачек, как
показано на рис. 1.
Рис. 1 - Характерное строение гипсовой потолочины со слабыми прослойками
1 – гипс, 2 – доломит, 3 - глина
В данной работе потолочина рассматривается без наличия в ее составе инород-
ных элементов, меняющих ее конструктивную прочность, например анкеров.
Предполагается, что все изменения в потолочине происходят естественным путем и
достаточно медленно, по крайней мере, в течение нескольких лет.
Устойчивость потолочины в значительной степени определяется также свойст-
вами пород непосредственной кровли пласта. Наиболее характерные типы кровли
представлены в табл. 2.
Таблица 2 - Характерные типы непосредственной кровли гипсовых пластов
Литологическая
разность
Категория
устойчивости
Показатель прочности, МПа
на сжатие σсж. на растяжение σр.
Глины, слабые аргиллиты,
рыхлые песчаники, суглинки
неустойчивая менее 5 менее 0,5
Аргиллиты, алевролиты, доло-
миты
средней
устойчивости
6 - 25 0,6 - 2,5
Ангидриты, известняки, песча-
ники, окремненные доломиты,
габбро-долериты
устойчивая 26 - 100 2,6 – 10,0
Естественный ход процессов постепенного расслаивания потолочины за счет
гравитационных сил протекает в несколько стадий.
На первой стадии за счет прогиба нижних слоев образуются расслоения в пото-
лочине. Наибольшая величина расслоений достигает единиц сантиметров и наблю-
дается по центру камеры. Скорость деформирования потолочины в вертикальном
направлении составляет десятые доли миллиметра в год.
На второй стадии, в связи с постепенным увеличением площади отслоения, ве-
личина растягивающих напряжений на поверхности потолочины в центральной
части камеры превышает прочность материала на растяжение и образуется трещи-
на, ориентация которой близка к направлению оси камеры. За счет самозаклинива-
ния потолочина с трещиной в вертикальном направлении во многих случаях сохра-
няет жесткость и деформируется как единое целое. Скорость деформирования име-
ет тот же порядок, что и в предыдущем случае.
На третьей стадии возникает система трещин, делящих потолочину камеры на
ряд крупных блоков площадью в десятки квадратных метров. Характерной особен-
ностью данной стадии является то, что система перестает быть жесткой, и поэтому
отдельные блоки могут деформироваться с различными скоростями. Состояние по-
толочины при наличии регулярных наблюдений в значительной степени является
прогнозируемым. При скорости вертикального деформирования блока более 1 мм в
год его выделяют как потенциально опасный.
На четвертой стадии происходит дробление крупных блоков на более мелкие с
площадью в единицы квадратных метров. С учетом продолжающихся процессов
расслаивания по прослойкам участок становится опасным в плане внезапного об-
рушения.
Описанная последовательность разрушения потолочины представлена на рис. 2.
Рис. 2 – Этапы образования блочной структуры в потолочине,
расположенной вне зоны геологических нарушений
Рассмотренный механизм формирования блочной структуры характерен для по-
толочины с выдержанным геологическим строением. Как показали длительные на-
блюдения за выработками Артемовской гипсовой шахты, процесс образования но-
вых трещин может происходить в течение нескольких десятилетиий, не сопровож-
даясь обрушением. При наличии геологической нарушенности деформационные
процессы в потолочине происходят гораздо быстрее и трудно поддаются прогнози-
рованию.
Наиболее типичными геологическими нарушениями в продуктивной толще яв-
ляются:
а) замещение верхней части гипсового пласта глинистым материалом или брек-
чией;
б) наличие карстовых полостей (незаполненных, заполненных водой или жид-
кой геомассой);
в) вертикальное смещение смежных элементов пласта.
По геометрическому расположению геологические нарушения в потолочине
камер могут быть:
а) выходящими непосредственно в камеру;
б) с наличием в потолочине камеры ненарушенного остатка гипсовой толщи с
мощностью ниже проектного значения.
Наибольший объем геологических нарушений связан с замещением части пото-
лочины слабыми породами. По конфигурации нарушений в проекции на плоскость
залегания пласта можно выделить следующие подтипы:
а) с плавным монотонным изменением мощности защитной пачки на большой
площади во всех направлениях и нечетко выраженным минимумом;
б) с линейно протяженной зоной замещения, ширина которой значительно
меньше длины;
в) локальное уменьшение мощности защитной пачки во многих случаях до нуля
с резко очерченным контуром.
Указанные разновидности нарушений иллюстрируются рис. 3.
Рис. 3 – Основные варианты геологической нарушенности потолочины
а) обширная зона с плавным уменьшением мощности защитной пачки;
б) протяженная зона уменьшения мощности защитной пачки;
в) локальный выход геологического нарушения в потолочине
Весь комплекс факторов, влияющих на долговременную устойчивость потоло-
чины, можно свести к двум категориям: неуправляемые (определяемые природны-
ми условиями) и управляемые (путем изменения технологии или выбором требова-
ний к устойчивости) [3].
Одним из важнейших природных факторов являются прочностные показатели
пород. Основной характеристикой для определения параметров потолочины явля-
ется предел прочности на одноосное сжатие σсж., который сравнительно легко оп-
ределяется лабораторным путем. Экспериментальные исследования большого ко-
личества проб из гипсовых месторождений Украины, России и Молдавии, показа-
ли, что по величине параметра σсж. можно с достаточной для практики точностью
оценить и другие употребляемые в расчетах прочностные характеристики:
- предел прочности на одноосное растяжение σр.= 0,1 σсж.;
- предел прочности на изгиб σи.= 0,3 σсж..
Долговременная (длительная) прочность гипса в режиме одноосного сжатия
может быть принята равной 0,85 σсж..
Коэффициент структурного ослабления kс выбирают согласно требованиям
"СНиП П-94-80 Подземные горные выработки".
Особенностью гипсовых месторождений является наличие в гипсовом пласте
пропластков слабых пород. Важной особенностью, которую необходимо учитывать
в расчетах, является отсутствие сцепления между слоями или даже наличие воз-
душного промежутка. Вследствие этого отдельные слои потолочины необходимо
рассчитывать как самостоятельные конструкции, характеризующиеся различными
геометрическими и прочностными параметрами, а также граничными условиями
[4].
Указанные выше параметры характеризуют потолочину, как вне зоны геологи-
ческих нарушений, так и в пределах этой зоны. Параметром, имеющим смысл
только в нарушенной зоне, является его ширина х, которая представлена горизон-
тальной проекцией нарушения на потолочину камеры.
Коэффициент запаса прочности n является в расчетах зависимым параметром и
для потолочин камер принимается равным 3.
Важнейшим параметром, подлежащим регулированию, является ширина l про-
лета камеры, уменьшение которой приводит к повышению устойчивости потоло-
чины. Вторым способом увеличения несущей способности потолочины является
оставление в кровле камеры дополнительной пачки гипса.
Аналитическая оценка устойчивости потолочины была выполнена, исходя из ее
четырехслойной модели. В идеальном ненарушенном виде потолочина состоит из
нижней защитной пачки мощностью mн, прослойка доломита, мощность mд которо-
го гораздо меньше, верхней защитной пачки мощностью mв и вышележащего (до
самой поверхности) слоя слабых пород мощностью h, равной глубине залегания.
Рассматриваются три наиболее характерных расчетных случая нарушенной пото-
лочины.
Перечень параметров, определяющих долговременную прочность потолочины,
приведен в табл. 3.
Таблица 3 - Перечень параметров, определяющих долговременную прочность потолочины
Наименование Обозначение Размерность
Долговременная прочность i-го слоя на одноосное сжатие σсж.д. j Па
Мощность нижней защитной пачки гипса mн м
Мощность верхней защитной пачки гипса mв м
Пролет камеры l м
Ширина нарушенного участка потолочины х м
Удельный вес i-го слоя γ Н/м
3
Коэффициент структурного ослабления kс -
Коэффициент запаса прочности n -
В первом случае на участке длиной х нарушена нижняя защитная пачка, а верх-
няя не нарушена. Принято допущение, что нижняя нарушенная пачка способна
удерживать сама себя, будучи при необходимости закрепленной анкерной крепью.
Схема модели представлена на рис. 4.
Для второго расчетного случая нарушена верхняя пачка. Схема модели пред-
ставлена на рис. 5.
Для третьего расчетного случая характерна ситуация, когда либо нарушены обе
пачки, и верхняя и нижняя, либо их мощность и прочностные характеристики тако-
вы что они не могут обеспечить заданный коэффициент запаса прочности. В этом
случае возникает необходимость оставления дополнительной защитной пачки гип-
са, мощность которой обозначается как mд. Схема модели приведена на рис. 6.
Рис. 4 – Схема для первого расчетного случая
Рис. 5 – Схема для второго расчетного случая
Рис. 6 – Схема для третьего расчетного случая
В первом расчетном случае нагрузка от слоя вышележащих слабых пород пол-
ностью воспринимается верхней пачкой гипса. Ее необходимая мощность опреде-
ляется выражением.
.
k4,2
nl1,0
)
k
nl
(0156,0
k
nl
125,0m
с.н.д.сж
3
2
с.н.д.сж
2
н
с.н.д.сж
2
н
в
(1)
Вычисление необходимой мощности нижней защитной пачки для второго рас-
четного случая осуществляется согласно выражению.
.
k16
n)xl(l1,0
)
k
n)xl(
(0156,0
k
n)xl(
125,0m
с.в.д.сж
п
2
2
с.в.д.сж
2
н
с.в.д.сж
2
н
н
(2)
Расчет мощности дополнительной защитной пачки производят по формуле:
.
k
nxhl125,0
)
k
nl
063,0(
k
nl
063,0m
с.н.д.сж
п
2
2
с.н.д.сж
2
н
с.н.д.сж
2
н
д
(3)
Нижние индексы при соответствующих параметрах обозначают: «н» - относя-
щиеся к нижней пачке гипса, «в» - к верхней пачке, «п» - к вышерасположенной
слабой породе.
Выражения (1) – (3) используются при проектировании параметров системы
разработки в нарушенных зонах.
Для оценки длительной устойчивости потолочины уже существующих камер
решается обратная задача - определение коэффициента запаса прочности n, исходя
из уже заданной мощности защитных слоев в потолочине.
––––––––––––––––––––––––––––
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Усаченко, Б.М. Геомеханика подземной добычи гипса / Б.М. Усаченко. - Киев: Наук. думка. – 1985. –
316 с.
2. Усаченко, Б.М. Геологическое обслуживание гипсовых шахт / Б.М. Усаченко, В.А. Амелин, Р.Б. Ле-
совицкая // Геотехническая механика: Межвед. сб. научн. тр. - 2007. – Вып. 73. – С. 237 – 253.
3. Амелин, В.А. Селективная отработка камерного запаса гипса комбинированным способом в услови-
ях Артемовской гипсовой шахты / В.А. Амелин, Б.В. Васильев, Л.В. Покутнева // Геотехническая механика:
Межвед. сб. научн. тр. - 2008. – Вып. 78. – С. 149 – 154.
4. Кирничанский, Г.Т. Элементы теории деформирования и разрушения горных пород / Г.Т. Кирничан-
ский. - Киев: Наук. думка. – 1989. – 184 с.
REFERENCES
1. Usachenko, B.M. (1985), Geomekhanika podzemnoy dobychi gipsa [Geomechanics underground mining of
gypsum], Naukova dumka, Kiev. Ukraine.
2. Usachenko, B.M., Amelin, V.A. and Lesovitskaya, R.B. (2007), “Geological. Servicing of a Gypsum
Mines”, Geotekhnicheskaya Mekhanika [Geo-Technical Mechanics], no. 73, pp. 237-253.
3. Amelin, V.A., Vasiliev, B.V. and Pokutneva, L.V. (2008), “The selective extraction by the combined way of
a chambered reserve of gypsum in conditions of gypsum mine of Artemovsk”, Geotekhnicheskaya Mekhanika [Geo-
Technical Mechanics]. no. 78, pp. 149-154.
4. Kirnichanskiiy, G.T. (1989), Elementy teorii deformirovaniia i razrusheniia gornych porod [Elements of the
theory of deformation and destruction of rocks] Naukova dumka, Kiev, Ukraine.
––––––––––––––––––––––––––––
Об авторах
Сергиенко Виктор Николаевич, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, старший
научный сотрудник в отделе механики горных пород, Институт геотехнической механики
им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАНУ), Днепропетровск, Украина, ser-
gienko.vic@yandex.ru.
Амелин Владимир Анатольевич, магистр, ведущий специалист в отделе механики горных пород, Ин-
ститут геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ
НАНУ), Днепропетровск, Украина, gips5@ua.fm.
Васильев Борис Васильевич, магистр, ведущий специалист в отделе механики горных пород, Институт
геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАНУ), Днеп-
ропетровск, Украина, igtmnanu@yandex/ru.
Войтович Татьяна Геннадьевна, аспирант в отделе механики горных пород, Институт геотехниче-
ской механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАНУ), Днепропетровск,
Украина, vojtovich.leonid@yandex.ru.
Амелина Лариса Владимировна, магистр, ассистент, Государственное высшее учебное заведение
«Днепропетровский государственный аграрный университет» (ГВУЗ «ДГАУ»), Днепропетровск, Украина,
gips5@ua.fm.
About the authors
Sergienko Viktor Nikolayevich, Candidate of Technical Sciences (Ph.D), Senior Researcher, Senior Researcher
in Rock Mechanics Department, M. S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the National Academy
of Sciences of Ukraine (IGTM, NASU), Dnepropetrovsk, Ukraine, sergienko.vic@yandex.ru.
Amelin Vladimir Anatolievich, Master of Science, Principal Specialist in Rock Mechanics Department, M.S.
Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Sciences of Ukraine (IGTM, NASU),
Dnepropetrovsk, Ukraine, gips5@ua.fm.
Vasiljev Boris Vasilievich, Master of Science, Principal Specialist in Rock Mechanics Department, M.S. Polya-
kov Institute of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Sciences of Ukraine (IGTM, NASU), Dne-
propetrovsk, Ukraine, igtmnanu@yandex.ru.
Vojtovich Tatiana Gennadievna, Doctoral Student in the Department in Rock Mechanics Department, M.S.
Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Sciences of Ukraine (IGTM, NASU),
Dnepropetrovsk, Ukraine, vojtovich.leonid@yandex.ru.
Amelina Larisa Vladimirovna, Master of Science, Assistant, State Higher Educational Institution “Dniprope-
trovs’k State Agrarian University” (SHEI “DSAU”), Dnepropetrovsk, Ukraine,gips5@ua.fm.
––––––––––––––––––––––––––––
Анотація. Показана необхідність ведення гірничих робіт на гіпсових родовищах в зонах гео-
логічних порушень. Обґрунтована актуальність оцінки довготривалої стійкості стелин виробок
для вказаних умов. Розглянуто типові варіанти будови стелин виробок гіпсових шахт на непору-
шених ділянках і в зонах геологічних порушень. Виконано аналіз динаміки формування блокової
структури в стелині при тривалій експлуатації виробки. Виділено найбільш характерні природні
дефекти стелини. Розглянуто вплив комплексу факторів на її експлуатаційну надійність. Предста-
влено аналітичну оцінку довготривалої стійкості стелин для трьох розрахункових випадків. Отри-
мані результати використовуються для вибору параметрів системи розробки в порушених зонах.
Ключові слова: гіпсова шахта, стелина, геологічне порушення, довготривала стійкість.
Abstract. The authors consider possibility to perform mining operations in zones with geological dis-
turbance in gypsum deposits. Special attention is drawn to estimate of long-term stability of the roof coals
in tunnels with geological disturbance. Typical variants of the roof coal structure are considered for undis-
turbed areas and areas with geological disturbance in tunnels of the gypsum mines. Dynamics of block
structure formation in the roof coal at long-term exploitation of the tunnel was analyzed, and the most typ-
ical natural defects in the roof coal were specified. Impact of a factor complex on the roof coal operating
safety is considered. An analytical estimate of long-term stability of the roof coal is presented for three
rated cases. The findings are used for choosing proper parameters of the mining system in disturbed zones.
Keywords: gypsum mines, roof, geological disturbance, long-time stability.
Статья поступила в редакцию 06.09.2013
Рекомендовано к публикации д.т.н., проф. С.И. Скипочкой
mailto:sergienko.vic@yandex.ru.
mailto:sergienko.vic@yandex.ru.
mailto:leonid@yandex.ru
mailto:sergienko.vic@yandex.ru
mailto:vojtovich.leonid@yandex
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-60028 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1607-4556 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:28:56Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Амелин, В.А. Васильев, Б.В. Войтович, Т.Г. Амелина, Л.В. 2014-04-11T10:11:43Z 2014-04-11T10:11:43Z 2013 К оценке долговременной устойчивости потолочин выработок гипсовых шахт в зонах геологических нарушений / В.А. Амелин, Б.В. Васильев, Т.Г. Войтович, Л.В. Амелина // Геотехнічна механіка: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2013. — Вип. 110. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60028 622.831 Показана возможность ведения горных работ на гипсовых месторождениях в зонах геологических нарушений. Обоснована актуальность оценки длительной устойчивости потолочин выработок для указанных условий. Рассмотрены типичные варианты строения потолочин выработок гипсовых шахт на ненарушенных участках и в зонах геологических нарушений. Выполнен анализ динамики формирования блочной структуры в потолочине при длительной эксплуатации выработки. Выделены наиболее характерные естественные дефекты потолочины. Рассмотрено влияние комплекса факторов на ее эксплуатационную надежность. Представлена аналитическая оценка долговременной устойчивости потолочин для трех случаев. Полученные результаты используются для выбора параметров системы разработки в нарушенных зонах. Показана необхідність ведення гірничих робіт на гіпсових родовищах в зонах геологічних порушень. Обґрунтована актуальність оцінки довготривалої стійкості стелин виробок для вказаних умов. Розглянуто типові варіанти будови стелин виробок гіпсових шахт на непорушених ділянках і в зонах геологічних порушень. Виконано аналіз динаміки формування блокової структури в стелині при тривалій експлуатації виробки. Виділено найбільш характерні природні дефекти стелини. Розглянуто вплив комплексу факторів на її експлуатаційну надійність. Представлено аналітичну оцінку довготривалої стійкості стелин для трьох розрахункових випадків. Отримані результати використовуються для вибору параметрів системи розробки в порушених зонах. Ключові слова: гіпсова шахта, стелина, геологічне порушення, довготривала стійкість. The authors consider possibility to perform mining operations in zones with geological disturbance in gypsum deposits. Special attention is drawn to estimate of longterm stability of the roof coals in tunnels with geological disturbance. Typical variants of the roof coal structure are considered for undisturbed areas and areas with geological disturbance in tunnels of the gypsum mines. Dynamics of block structure formation in the roof coal at longterm exploitation of the tunnel was analyzed, and the most ty pical natural defects in the roof coal were specified. Impact of a factor complex on the roof coal operating safety is considered. An analytical estimate of longterm stability of the roof coal is presented for three rated cases. The findings are used for choosing proper parameters of the mining system in disturbed zones. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехнічна механіка К оценке долговременной устойчивости потолочин выработок гипсовых шахт в зонах геологических нарушений До оцінки довготривалої стійкості стелин виробок гіпсових шахт в зонах геологічних порушень To the estimate of longterm stability of the roof coal in tunnels of gypsum mines in zones with geological disturbances Article published earlier |
| spellingShingle | К оценке долговременной устойчивости потолочин выработок гипсовых шахт в зонах геологических нарушений Амелин, В.А. Васильев, Б.В. Войтович, Т.Г. Амелина, Л.В. |
| title | К оценке долговременной устойчивости потолочин выработок гипсовых шахт в зонах геологических нарушений |
| title_alt | До оцінки довготривалої стійкості стелин виробок гіпсових шахт в зонах геологічних порушень To the estimate of longterm stability of the roof coal in tunnels of gypsum mines in zones with geological disturbances |
| title_full | К оценке долговременной устойчивости потолочин выработок гипсовых шахт в зонах геологических нарушений |
| title_fullStr | К оценке долговременной устойчивости потолочин выработок гипсовых шахт в зонах геологических нарушений |
| title_full_unstemmed | К оценке долговременной устойчивости потолочин выработок гипсовых шахт в зонах геологических нарушений |
| title_short | К оценке долговременной устойчивости потолочин выработок гипсовых шахт в зонах геологических нарушений |
| title_sort | к оценке долговременной устойчивости потолочин выработок гипсовых шахт в зонах геологических нарушений |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60028 |
| work_keys_str_mv | AT amelinva kocenkedolgovremennoiustoičivostipotoločinvyrabotokgipsovyhšahtvzonahgeologičeskihnarušenii AT vasilʹevbv kocenkedolgovremennoiustoičivostipotoločinvyrabotokgipsovyhšahtvzonahgeologičeskihnarušenii AT voitovičtg kocenkedolgovremennoiustoičivostipotoločinvyrabotokgipsovyhšahtvzonahgeologičeskihnarušenii AT amelinalv kocenkedolgovremennoiustoičivostipotoločinvyrabotokgipsovyhšahtvzonahgeologičeskihnarušenii AT amelinva doocínkidovgotrivaloístíikostístelinvirobokgípsovihšahtvzonahgeologíčnihporušenʹ AT vasilʹevbv doocínkidovgotrivaloístíikostístelinvirobokgípsovihšahtvzonahgeologíčnihporušenʹ AT voitovičtg doocínkidovgotrivaloístíikostístelinvirobokgípsovihšahtvzonahgeologíčnihporušenʹ AT amelinalv doocínkidovgotrivaloístíikostístelinvirobokgípsovihšahtvzonahgeologíčnihporušenʹ AT amelinva totheestimateoflongtermstabilityoftheroofcoalintunnelsofgypsumminesinzoneswithgeologicaldisturbances AT vasilʹevbv totheestimateoflongtermstabilityoftheroofcoalintunnelsofgypsumminesinzoneswithgeologicaldisturbances AT voitovičtg totheestimateoflongtermstabilityoftheroofcoalintunnelsofgypsumminesinzoneswithgeologicaldisturbances AT amelinalv totheestimateoflongtermstabilityoftheroofcoalintunnelsofgypsumminesinzoneswithgeologicaldisturbances |