Обґрунтування технологічних параметрів відпрацювання виїмкових стовпів на основі просторової моделі стійкості шаруватого вуглевмісного масиву - Автореферат

розробити методику моделювання покрокового переміщення очисного вибою в просторовій геомеханічній моделі виїмкової ділянки з урахуванням впливу всієї товщі шаруватого трансверсально-ізотропного масиву гірських порід, силових характеристик кріплення очисної та підготовчої виробок; Ідея роботи полягає у використанні закономірностей зміни напружено-деформованого стану шаруватого трансверсально-ізотропного масиву гірських порід для обґрунтування раціональних технологічних параметрів відпрацювання виїмкового стовпа. Ця закономірність дає можливість оцінити напружений стан гірських порід і пласта, що розробляється, попереду очисного вибою і розрахувати раціональну швидкість подачі виїмкової машини за чинником стійкості гірських порід у привибійному просторі лави. Наукова новизна отриманих результатів: 1.Вперше обґрунтована просторова компютерна геомеханічна модель виїмкової ділянки з покроковим переміщенням очисного вибою за довжиною виїмкового стовпа, з урахуванням впливу всієї товщі шаруватого трансверсально-ізотропного масиву гірських порід, силових характеристик кріплення очисної і підготовчої виробок, що дає можливість наблизити модель до реальних гірничо-геологічних і гірничотехнічних умов і підвищити точність розрахунків параметрів НДС на 30 - 40%. Наукове значення полягає у встановленні закономірностей розподілу конвергенції гірських порід на лінії посадочного ряду стояків механізованого кріплення і вертикальної складової напруження за довжиною виїмкового стовпа з використанням просторового компютерного моделювання для умов шаруватого трансверсально-ізотропного масиву гірських порід з урахуванням силових параметрів кріплення очисної і підготовчої виробок, що дає можливість обґрунтувати раціональні технологічні параметри відпрацювання виїмкових стовпів і підвищити ефективність ведення очисних робіт.У вступі обґрунтована актуальність теми, сформульовані мета та задачі досліджень, наведені наукові положення, що виносяться на захист, наукове та практичне значення роботи, а також дані щодо апробації і публікації досліджень.Та все ж використання відомих розробок не дозволяє здійснити комплексний підхід до обґрунтування параметрів технології відпрацювання виїмкових стовпів з урахуванням шаруватості, потужності, анізотропії, деформаційних і міцнісних властивостей гірських порід, послідовності та кута залягання пластів, типу застосованого очисного устаткування та періодичності прояву гірського тиску. Розвиток області граничного стану гірських порід, як у вертикальному напрямі, так і у напрямі посування очисного вибою, відбувається до величини відходу лави ?L = 90 - 100 м від розрізної печі. Розподіл зон граничного стану гірських порід при відході лави від розрізної печі ?L = 65 - 75 м (а) і ?L = 95 - 105 м (б): У безпосередньому взаємозвязку зі встановленим механізмом формування зон граничного стану знаходиться конвергенція гірських порід у лаві. 4), має місце явно виражена періодичність, тому для визначення значення конвергенції гірських порід для довільної величини відходу очисного вибою від розрізної печі запропоновано визначати параметр S, який характеризує положення лави в межах одного кроку періодичності, не залежно від положення очисного вибою за довжиною виїмкового стовпа (рис. 4) де ?у - вертикальна складова гірського тиску, МПА; F(Z; L) - функція, що відповідає закономірність розподілу вертикальної складової гірського тиску на площині вибою за довжиною лави Z залежно від положення очисного вибою уздовж виїмкового стовпа L, МПА; Lct - довжина виїмкового стовпа, м; Р0 - вертикальна складова гірського тиску в незайманому масиві на даній глибині ведення очисних робіт, МПА; k - показник згасання напружень, м-1; Х - відстань від площини очисного вибою за довжиною виїмкового стовпа, X ? [0; Lct], значення Х = 0 відповідає площині очисного вибою; ?пру - граничне значення напруження, МПА; Х0 - протяжність граничної області.Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, в якій вирішено актуальне наукове завдання з обґрунтування технологічних параметрів відпрацювання виїмкового стовпа з урахуванням зміни напружено-деформованого стану шаруватого трансверсально-ізотропного масиву гірських порід навколо очисної виробки на основі використання просторової геомеханічної моделі, що дозволяє підвищити ефективність видобутку корисної копалини. Основні наукові і практичні результати роботи полягають у наступному: 1.Виконаний аналіз методик визначення технологічних параметрів очисної виїмки показав, що на сучасному рівні розвитку гірничої науки відсутній комплексний підхід, який враховує в розрахункових схемах вплив: просторовості процесів, що відбуваються в масиві; періодичності прояву гірського тиску в очисному вибої, всієї товщі гірських порід, що вміщують вугільний пласт; шаруватості гірського масиву; анізотропії деформаційних і міцнісних властивостей гірських порід; силових параметрів кріплення підготовчої та очисної виробок. 4.

Основний зміст роботи