Особливість вивчення закономірностей деформування неоднорідного породного масиву навколо підготовчих виробок і в покрівлі лави. Аналіз раціональних параметрів нового способу охорони і підтримки гірської вибірки в конкретних гірничо-геологічних умовах.
Аннотация к работе
Стійкість підготовчих виробок залежить, головним чином, від способів їх проведення, охорони і розташування щодо меж очисних робіт, а також від типу, конструкції та працездатності встановленого в них кріплення. Тому розробка нових способів охорони і підтримки виробок у гірничо-геологічних умовах, що змінюються, обґрунтування параметрів цих способів на основі вивчення закономірностей взаємодії системи “кріплення-охоронна конструкція-породний масив” є актуальною задачею, що має важливе наукове і практичне значення, вирішенню якої і присвячена дисертація. Основна ідея роботи полягає у використанні закономірностей прояву гірського тиску в підготовчих виробках, які розташовані в зоні впливу очисних робіт на великих глибинах, для обґрунтування параметрів способу охорони і підтримки. Основні наукові положення, що захищаються в дисертації: - деформація виділеного перерізу підготовчої виробки в зоні впливу очисних робіт відбувається несиметрично, з перевагою вертикальних зміщень і перекосом кріплення у бік падіння пласта, в два етапи: з розташуванням лави на відстані від 300 м до 50 м і на відстані від 50 м до нуля; при цьому інтенсивність вертикальних зміщень на другому етапі в 5 разів вище, ніж на першому, що дозволяє проектувати параметри способу управління стійкістю штреку; Наукова новизна отриманих результатів: - вперше встановлені закономірності зміни напружено-деформованого стану неоднорідного породного масиву навколо підготовчої виробки, що знаходиться в зоні впливу очисних робіт, в умовах великих глибин розробки на основі розроблених нових розрахункових схем і алгоритму чисельного моделювання системи “кріплення-охоронна конструкція-породний масив”;Аналіз стану підготовчих виробок вугільних шахт України, а також витрат, повязаних з їх підтримкою і ремонтом, показує, що підтримка підготовчих виробок в експлуатаційному стані суттєво залежить від величини зміщення контуру, які зростають з поглибленням гірничих робіт. В процесі визначалися найхарактерніші види руйнувань і деформацій елементів кріплення, зміщення контуру виробок, а також показник стійкості виробок, що дорівнює у виробці поза зоною впливу лави можна виділити три зони поведінки навколишнього масиву: перша - обтискання виробки і незначні зміщення контуру (до 75 діб), друга - інтенсивні зміщення контуру (75-120 діб), третя - згасання процесів зміщення контуру (після 120 діб) (рис. у зоні впливу лави виділяються дві зони поведінки навколишнього масиву: перша - незначні зміщення контуру виробки (відстань до лави більше 50 м), друга - інтенсивні зміщення контуру виробки (відстань до лави менше 50 м) (рис. Для дослідження визначено 6 основних ситуацій кріплення виробки: виробка без кріплення (вар.Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, у якій на основі вперше встановлених для гірничо-геологічних умов шахти “Шахтарська-Глибока” ДП “Шахтарськантрацит” закономірностей зміни напружено-деформованого стану породного масиву при здійсненні комплексу заходів, що спрямовані на зниження негативного впливу підвищеного гірського тиску, вирішена актуальна науково-технічна задача підвищення стійкості підготовчих виробок у зоні впливу очисного простору, які розташовані на великих глибинах. Аналіз діяльності шахти “Шахтарська-Глибока” показує, що причиною незадовільного стану підготовчих виробок є невідповідність заходів, які використовуються, щодо підтримки і охорони виробок, що виявляється у великих зміщеннях контуру, особливо покрівлі. Доведено, що деформація виділеного перерізу підготовчої виробки в зоні впливу очисних робіт відбувається несиметрично, з переважанням вертикальних зміщень і перекосом кріплення у бік падіння пласта, в два етапи: з розташуванням лави на відстані від 300 м до 50 м і на відстані від 50 м до нуля; при цьому інтенсивність вертикальних зміщень на другому етапі в 5 разів вище, ніж на першому. Доведено на моделях з еквівалентних матеріалів, що здійснення повного комплексу запропонованих заходів зменшує зміщення контуру виробки і призводить до поліпшення геомеханічної ситуації навколо підготовчої виробки і сполучення її з лавою, що підтверджує ефективність запропонованого нового способу охорони виробки в умовах великих глибин розробки. На основі математичного моделювання деформаційних процесів в масиві навколо сполучення лави і штреку встановлені закономірності зміни напружено-деформованого стану масиву залежно від характеристик елементів способу охорони підготовчої виробки, що дозволило для умов шахти “Шахтарська-Глибока” визначити раціональні параметри нового способу запобігання негативній дії гірського тиску в зоні впливу очисних робіт, а саме: арочне піддатливе кріплення один анкер (довжиною 3 м) з боку падіння на висоті 2 м від підошви під кутом 300 до горизонталі, другий анкер з боку підняття на висоті 3 м від підошви під кутом 1350 і третій в покрівлі зі зміщенням від осі виробки у бік падіння на 0,5 м під кутом 750; з боку майбутньої лави в розкісці встановлена огорожа шириною 2,5 м із залізобетонних плит.