Обґрунтування параметрів анкерно-бетонного кріплення під час спорудження сполучень вертикальних стволів вугільних шахт - Автореферат

Мета роботи - розробка ефективної технології кріплення вертикальних ділянок сполучень стволів з горизонтальними виробками із застосуванням комбінованого анкерно-бетонного кріплення, яке забезпечує підвищення стійкості стволу, швидкість, технологічність та економічність прохідки. 2) виконання на базі натурних досліджень якісної і кількісної оцінок стану вертикальних ділянок сполучень стволів і встановлення закономірностей між основними домінуючими факторами, які впливають на стійкість стволу; Ідея роботи - використання в охоронній конструкції ствола комбінації бетонного і анкерного кріплення, при якому орієнтоване і різноглибинне зведення останнього здійснюється на підставі оцінення деформаційно-силових характеристик системи "кріплення - породний масив" з урахуванням технічних параметрів, які забезпечують найбільший ефект стійкості ствола і ресурсозбереження. Параметри порушених ділянок стволу над сполученнями визначаються комплексом факторів, з них домінуючими є показник складності умов () і геометричні характеристики сполучень (дирекційний кут (А) проведення горизонтальної виробки, відношення ширини виробки до діаметру стволу В/D), які мають закономірний звязок у вигляді періодичної функції з дирекційним кутом з їх мінімумом в області значень 40…600 і при відношенні В/D в інтервалах 0,50…0,75 і 1,0…1,2. · встановлені особливості взаємодії породного масиву з анкерно-бетонною охоронною конструкцією, при якій орієнтоване і різноглибинне встановлення анкерів забезпечує блокування відривно-здвигових деформацій в масиві, посилює ступінь його контакту з кріпленням, при цьому забезпечується підвищення несучої здатності конструкції і зниження коефіцієнту асиметрії навантажень на кріплення.Незважаючи на значні матеріальні витрати під час кріплення, майже 48% стволів вугільних шахт мають деформоване кріплення, а 50% їхніх сполучень з горизонтальними виробками вимагає термінового ремонту (за дослідженнями НДІОМШБ). При цьому збільшення товщини кріплення на кожні 50мм дає приріст вартості стволу на 5...6%, а застосування монолітного залізобетону - в 2,5 рази відносно вартості звичайного бетона. Перехід на полегшене анкерне кріплення, згідно програми "Анкер", головним розробником якої є Інститут геотехнічної механіки НАН України, забезпечить зростання продуктивності праці в 2,0…4,5 рази, зниження витрат матеріалів у 5…10 разів, підвищення темпів прохідки виробок і безпеку праці. шахта бетонний анкерний кріплення Отримано статистичні залежності висоти поширення порушень над сполученням (Y) від дирекційного кута проведення горизонтальної виробки, що сполучається зі стовбуром (Х 1), відношення ширини виробки до діаметру ствола у світлі (Х 6), умов спорудження (Х 5). При побудові математичної моделі враховано, що сполучення стволу з горизонтальною виробкою є складною геомеханічною системою, тому для спрощення розглянута плоска задача взаємного впливу стволу і горизонтальної виробки на стійкість стволу над сполученням.Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, в якій розвязано актуальну науково-практичну задачу, що полягає в розробці ефективної технології кріплення вертикальних ділянок сполучень стволів з горизонтальними виробками із застосуванням комбінованого анкерно-бетонного кріплення, яке забезпечує підвищення стійкості стволу над сполученням, економічність, технологічність та швидкість прохідки. Визначено структуру залежності показника величини розповсюдження порушень кріплення від домінуючих факторів, які найбільше впливають на величину порушень кріплення над сполученнями: показник складності умов () і геометричні характеристики сполучень (дирекційний кут (А) проведення горизонтальної виробки, відношення ширини виробки до діаметру стволу В/D). На підставі проведених лабораторних та шахтних досліджень доведено, що анкерно-бетонне кріплення посилює режим примусової взаємодії масиву з охоронною конструкцією за рахунок орієнтованості і різноглибинності дії анкерів, які забезпечують блокування відривно-здвигових деформацій і обємність стиснення навколоконтурних порід, що підвищує несучу здатність конструкції і знижує коефіцієнт асиметрії навантажень з 2,4 до 1,3…1,1. Розроблений проект кріплення сполучення стволу з використанням анкерно-стягового кріплення на вентиляційному стволі №5 шахти ім. Використання розробленої технології забезпечило проходження вертикальних ділянок стволу над сполученнями з темпами не нижче 100 м/міс, що перевищує нормативні показники в 2,5 рази.

Основний зміст роботи