Обґрунтування параметрів способу активного попереднього розвантаження порід підошви при проведенні підготовчих виробок - Автореферат

При цьому найбільш інтенсивні прояви гірничого тиску спостерігаються у вибої гірничих виробок, де формується основа стійкості породного контуру (у безпосередній близькості від вибою), котра багато в чому визначає наступний експлуатаційний стан виробки і область деформацій розтягу (перед вибоєм), від чого залежить ефективність буро-підривних робіт. З різноманітних способів підтримки підготовчих виробок і збільшення швидкості їх проведення найбільш перспективними є активні способи управління напружено-деформованим станом (НДС) масиву, суть яких полягає в цілеспрямованій зміні НДС гірничих порід навколо виробки. Рішення цієї задачі можливо досягти шляхом управління станом масиву навколо виробки безпосередньо у її вибої перед початком розвитку гірничого тиску, одночасно підвищуючи ефективність буро-підривних робіт при її проведенні. Наукові положення і результати, що захищаються, і їхня новизна: - управління напруженнями навколо проведеної виробки забезпечується активним попереднім розвантаженням порід підошви вибуховим способом, при цьому ступінь розвантаження, визначенний по інтенсивності тріщинуватості порід, повинен бути: більш 0,5 для підвищення стійкості виробки (коефіцієнт тріщинуватості попередньо висаджених порід підошви ктр ? 0,03) і не менше 0,7...0,8 для підвищення ефективності буро-підривних робіт (ктр > 0,06...0,08); зміна форм областей штучної тріщинуватості порід (аркова прямокутна, еліптична) не знижує ефективності розвантаження, якщо відношення довжини lp і глибини hp розвантаження до висоти гірничої виробки hв витримується в межах 0,25...0,75, при цьому ширина області розвантаження rx повинна становити не менше половини ширини виробки.Виходячи з цього, були поставлені такі задачі досліджень: - дослідити закономірності розподілу напружень навколо виробки при створенні штучної області тріщинуватості в її підошві перед вибоєм; У результаті була отримана система нерівностей з оцінки необхідної глибини розвантаження порід підошви в залежності від основних гірничотехнічних факторів (висоти hв, ширини 2а, кривизни контуру в боках c1 і покрівлі c3, вихідного напруженого стану масиву (Р, LP,) і модуля деформації порід до Eo і після Ер розвантаження): 2а ? dp3/z3 - hв u y ? hp?Cpa ? 2а ? dc3/z3 - hв (1) Нижня ліва - вказує на межу глибини розвантаження за умови забезпечення міцності порід sбс у боках виробки при дії напружень стиску, а права нерівність обмежує глибину розвантаження за умови дотримання міцності порід skc у покрівлі на стиск. зміна концентрації напружень на породному контурі гірничої виробки визначається ступенем розвантаження порід (відношенням модулів деформації порід після і до їх розвантаження), котрий має бути більш 0,5 у протяжній частині виробки; З формули (3) випливає, що якщо Ср = 0, то sq = s0, тобто одержуємо напруження на вихідному контурі гірничої виробки (без розвантаження), а при Ср = 1, то sq = sp, - напруження на знов утвореному після розвантаження породному контурі.Отримано вирази і системи нерівностей по оцінці необхідної глибини розвантаження порід підошви в залежності від основних гірничотехнічних факторів (висоти, ширини гірничої виробки, кривизни її контуру, вихідного напруженого стану масиву і зміни модуля деформації порід), підтверджена їхня придатність для інженерних розрахунків. Доведено, що основним параметром способу збільшення стійкості виробки є відносна глибина області розвантаження, а для підвищення ефективності БПР - відносна довжина в області розвантаження, розміри котрих доцільно змінювати в межах: 0,5 ? lp / hв ? 0,75 Встановлено, що при управлінні стійкістю протяжної гірничої виробки і підвищенні ефективності БПР зміна концентрації напружень на породному контурі досягається ступенем розвантаження, котрий повинен бути не менше 0,7...0,9 перед вибоєм виробки і не менше 0,5 у її протяжній частині. Показано, що різноманітні форми (прямокутна, еліптична, аркова) областей штучної тріщинуватості порід, а також ширина області rx розвантаження за однакових глибини і ступеня розвантаження роблять незначний вплив на напружений стан порід навколо виробки, що дозволяє спростити технологію здійснення способу АПР. Розроблено метод розрахунку розподілу напружень на контурі довільної форми виробки при АПР порід підошви, котрий відрізняється тим, що вперше враховано ступінь розвантаження порід від напружень через відношення модулів деформації порід після і до вибуху і його вплив на ефективність розвантаження, оцінюваного за зміною напружень на породному контурі.

. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ