Виконання натурних вимірів в гірничих виробках. Оцінка напружено-деформованого стану складноструктурного неоднорідного вуглепородного масиву навколо протяжних виробок. Розробка рекомендацій із розташування транспортних і вентиляційних магістралей.
Аннотация к работе
Таким чином, встановлення закономірностей перерозподілу напружено-деформованого стану навколо виробок при відповідному їх розташуванні в просторі, що дозволить підвищити їх стійкість та знизити витрати, повязані з їх експлуатацією, є актуальною науково-технічною задачею, що має велике народногосподарське значення. Мета досліджень полягає в обґрунтуванні місця закладення основних відкочувальних і вентиляційних магістралей в складноструктурному шаруватому вуглепородному масиві в гірничо-геологічних умовах шахти ім. Основні задачі досліджень включають: обґрунтування актуальності досліджень, що виконувались, в області стійкості основних підготовчих виробок в гірничо-геологічних умовах шахти ім. Методичну основу досліджень складає комплексний підхід, який полягає в аналізі джерел інформації в області стійкості підземних гірничих виробок і методів оцінки напружено-деформованого стану породного масиву, ослабленого штучними порожнинами; натурних інструментальних спостереженнях; лабораторних дослідженнях, виконаних із залученням методу фізичного моделювання на еквівалентних матеріалах; у застосуванні чисельних методів вирішення геомеханічних задач; у використанні методів механіки суцільного деформованого твердого тіла, механіки руйнування, математичної статистики і теорії вірогідності при обробці результатів вимірів. Наукові положення, що захищаються в дисертації, : - геомеханічні процеси, котрі розвиваються навколо протяжних похилих виробок, проявляються у формі вертикальної і горизонтальної конвергенції, які змінюються в часі за експоненціальним законом, інтенсивність яких визначається положенням виробок відносно рівня підошви вугільного пласта, що припускає можливість оптимізації розташування їх в просторі з метою підвищення стійкості;Бажанова, відібрані для цього у звязку з їх особливою важливістю для розвитку гірничих робіт і схожістю гірничо-геологічних умов розташування виробок при відмінностях в гірничотехнічних умовах, оскільки рівень підошви ЦДП відповідає рівню підошви пласта m3, а ЦВМ закладена в покрівлі відносно рівня підошви пласта. Отримані результати спостережень на станціях вимірів показують, що в схожих виробках - ЦДП і ЦВМ, що знаходяться в однакових гірничо-геологічних умовах, але на різній відстані від рівня підошви вугільного пласта, форма проявів гірського тиску дуже схожа - в основному зміщення з боку підошви, а ось характер їх розвитку в часі та інтенсивність відрізняються, роблячи умови підтримання ЦДП сприятливішими, незважаючи на більшу його протяжність в порівнянні з ЦВМ і більшу глибину розташування ділянки виміру в ній. Для досліджень було визначено 31 ситуацію розміщення виробки в масиві відносно рівня підошви вугільного пласта: виробка в покрівлі (напрям « ») або підошві (напрям «-») пласта з варіюванням відстані l від рівня підошви пласта до підошви виробки в діапазоні від 0 до ±15 м. Розвиток деформацій в моделях залежно від величини навантаження розрізняється при різному положенні виробки відносно рівня підошви пласта: - при розташуванні виробки на рівні пласта вугілля (положення «0») інтенсивність зміщень починає зростати, досягши рівня навантаження 0,38 , збільшуючись до моменту досягнення максимального навантаження на навантажуючому пристрої стенду, що дорівнює , в 3 рази в боках і в 3,13 рази по вертикалі; Порівняння абсолютних значень деформацій контуру в покрівлі, підошви і боках виробки при різних її положеннях показує, що при максимальному навантаженні () у виробках, розташованих вище за пласт (напрям « ») деформації в 1,67 рази (боки), 1,57 рази (покрівля), 1,78 рази (підошва) більше, ніж при розташуванні її у напрямі «-», і відповідно у 1,07, 1,09 і 1,13 рази менше, ніж при розташуванні її на рівні «0» (рівень підошви вугільного пласта).Виконаний аналіз виробничої діяльності шахт ДП «Макіїввугілля», що дозволило визначити мету і сформулювати основні задачі досліджень, які полягають в обґрунтуванні місця закладення основних відкочувальних і вентиляційних магістралей в складноструктурному шаруватому вуглепородному масиві в гірничо-геологічних умовах шахти ім. Доведено при натурних дослідженнях, що геомеханічні процеси, котрі розвиваються навколо протяжних похилих виробок, проявляються у формі вертикальної і горизонтальної конвергенції, які змінюються в часі за експоненціальним законом, інтенсивність яких визначається положенням виробок відносно рівня підошви вугільного пласта, що припускає можливість оптимізації розташування їх в просторі з метою підвищення стійкості. Бажанова на основі математичного моделювання встановлені закономірності розподілу напружень і переміщень навколо основних транспортних і вентиляційних магістралей і визначено таке положення виробок в просторі відносно рівня підошви вугільного пласта, при якому стійкість їх максимальна. Доведено на чисельних моделях, що інтенсивність зміни конвергенції , яка визначає стан гірничої виробки, чутливіша до величини аргументу l при розташуванні виробки нижче рівня вугільного пласта, що дозволяє знизити експлуатаці