Обґрунтування конструктивних та технологічних параметрів нових видів рамного кріплення гірничих виробок - Автореферат

За цих обставин задовільний експлуатаційний стан виробок може бути забезпечений тільки при застосуванні піддатливих рамних конструкцій з відповідними силовими та кінематичними параметрами, що базується на загальновизнаному факті роботи кріплення та прилеглої до контуру частини порідного масиву в режимі взаємовпливу. Наслідком такого стану є дуже високі та невиправдані ресурсовитрати, що повязані, в першу чергу, з необхідністю пере кріплення підготовчих виробок ще до початку впливу очисних робіт, а їх стан створює серйозні перешкоди для збільшення інтенсивності відробки запасів. Складність обґрунтування та пошуку необхідних технічних рішень збільшується при цьому неможливістю прямого запозичення із закордонної практики через причину низького оснащення вітчизняних підприємств-виробників кріплення. Перераховані моменти свідчать про високу актуальність проблеми обґрунтування та створення нових конструкцій рамного піддатливого кріплення з параметрами, значення яких відповідає новим геомеханічним обставинам. Встановлені особливості деформацій приконтурної частини масиву у виробках, які проводяться та підтримуються в тяжких геомеханічних умовах, при значеннях критеріях стійкості Ку>0,4, який слідує з того, що саме схема деформації порідного контуру визначає схему навантаження конструкції та характер діючих зусиль.У першому розділі надається характеристика умов проведення та підтримання підготовчих виробок на глибоких шахтах, аналізуються тенденції розвитку засобів кріплення та приймаються оціночні критерії: критерій стійкості Ку, який запропонований Ю.З.Заславським, критерій працездатності Ак (U), запропонований проф. Аналіз їхнього стану та характеру пошкоджень кріплення дозволив установити наступне. Встановлено, що виникаюча схема навантаження є специфічною особливістю експлуатації кріплення в тяжких геомеханічних умовах і повинна обовязково ураховуватись при створенні нових конструкцій поряд з вимогами до підвищення конструктивної піддатливості до 1000 мм та робочого опору приблизно у 2 рази, тобто до рівня 320-400 КН. конструкції, що використовуються для кріплення таких шахт і вибираються на безальтернативній підставі, не відповідають умовам застосування, бо мають нестійкі силові та кінематичні характеристики; Ці значення дають межу ефективного варіювання значень необхідного опору кріплення в межах від 40-50 кн/м2 (звичайне кріплення) до 100-120 кн/м2, причому у разі погіршання умов (наприклад, збільшення глибини) межа ефективного інтервалу розширюється.Аналіз результатів обстеження стану 46 підготовчих виробок шахт з найбільш тяжкими геомеханічними умовами підтримання дозволив встановити особливості деформацій при контурної частини вміщую чого масиву та констатувати якісні зміни виникаючої в цих умовах нової схеми навантаження рамних конструкцій, яка принципово відрізняється від традиційної. Встановлено, що застосована в нових умовах конструкція (циркулярна двохшарнірна арка), не відповідає умовам застосування по-перше за своїми силовими та деформаційними характеристиками та через їх недостатність є головною причиною багатьох відказів кріплення і пере кріплення виробки ще до початку впливу очисних робіт. В розвиток рішення аналітичної задачі граничної рівноваги вперше обґрунтована фізична сутність функції знеміцнення граничної зони та її вид, який є відображенням поза граничності вітки міцнісної характеристики вміщуючи порід, і на цій основі визначені інтервали необхідних значень робочого опору від 50-60 КН/м2 до 200-250 КН/м2, а також конструктивної піддатливості від 500-600 мм до 1000 мм; показано, що зі збільшенням глибини розробки інтервали значень розширяються.

Основний зміст роботи