№65-03

Підвищення стійкості гірничих виробок шляхом перерозподілу навантаження на рамне кріплення

Є.Є. Павлов¹, Е.В. Фесенко¹, А.І. Новак¹

¹ ТОВ "Технічний університет "Метінвест Політехніка", Маріуполь, Україна

Coll.res.pap.nat.min.univ. 2021, 65:28-37

Full text (PDF)

АНОТАЦІЯ

Мета. Оцінити підвищення несучої здатності рамного кріплення способом вибухового розвантаження порід покрівлі за рахунок створення різних схем розподілу зовнішнього навантаження на раму.

Методи дослідження. Виконані чисельні дослідження методом кінцевих елементів несучої здатності рамного кріплення за допомогою програмного комплексу «Ліра».

Результати. Методом кінцевих елементів вивчені закономірності зміни несучої здатності рамного кріплення гірничої виробки залежно від зміни виду навантаження. Шляхом порівняння різних схем навантаження на кріплення, розроблено рекомендації щодо розміщення розвантажувальних шпурів навколо виробки та доведено доцільність і достатність схеми розвантаження порід покрівлі виробки від напружень двома зарядами розпушення, які розміщують над вузлами піддатливості. Розроблено рекомендації щодо підвищення стійкості гірничої виробки за рахунок перерозподілу навантаження на рамне кріплення вибуховим розвантаженням порід покрівлі.

Наукова новизна. Встановленні залежності стійкості гірничої виробки й несучої здатності рамного кріплення під час вибухового розвантаження порід покрівлі від законів розподілу зовнішнього навантаження, що прикладене до рамного кріплення з боку масиву. Доведено, що найбільше навантаження рамне кріплення витримує при використанні способу вибухового розвантаження двома зарядами розпушування над стійками рамного кріплення, що забезпечує трикутний розподіл навантаження, коли максимальне навантаження приходить на стійки кріплення.

Практичне значення полягає в визначенні параметрів забезпечення стійкості гірничих виробок вибуховим розвантаженням порід покрівлі в залежності від різних схем навантаження на рамне кріплення і розробці рекомендацій щодо підвищення стійкості гірничих виробок, проведених у різних гірничо-геологічних умовах. При використанні вибухового розвантаження порід покрівлі двома зарядами розпушування, що забезпечує трикутну схему навантаження на рамне кріплення, можна зменшити щільність установки кріплення мінімум в два рази для аркового і трапецієподібного рамного кріплення.

Ключові слова: підготовчавиробка, рамне кріплення, працездатність рами, вибухове розвантаження, заряд рихлення, вигинальний момент, моделювання методом кінцевих елементів.

Перелік посилань

1. Павлов, Є.Є., & Фесенко, Е.В. (2021). Аналіз стану стійкості гірничих виробок та шляхи розвитку гірничої галузі України. Actual trends of modern scientific research. Proceedings of the 11th International scientific and practical conference. MDPC Publishing. Munich, Germany. 229-235.

2. Литвинский, Г.Г.,&Павлов, Е.Е. (2008). Исследование геомеханических параметров взрывной разгрузки пород в кровле выработки. Сборник научных трудов Донбасского государственного технического университета, 27, 5-15.

3. Павлов, Е.Е. (2009). Анализ негативных последствий переборов при проходке горных выработок. Сборник научных трудов Донбасского государственного технического университета. Алчевск, 28, 125-133.

4. Литвинский, Г.Г. Гайко, Г.И.,&Кулдыркаев, Н.И. (1999). Стальные рамные крепи горных выработок. Киев: Техника.

5. СОУ 10.1.00185790.011:2007.Підготовчі виробки на пологих пластах. Вибір кріплення, способів і засобів охорони : [чинний від 2008-04-01] (2007). Київ: Мінвуглепром України.

6. Справочник по креплению горных выработок. (1976). (Изд. 2, перераб. и доп.) М., «Недра».

7. Павлов, Є.Є., & Литвинський, Г.Г. (2010). Патент України 48196. Київ: Державне патентне відомство України.

8. Павлов, Є.Є., & Литвинський, Г.Г. (2008). Патент України 29057. Київ: Державне патентне відомство України.

9. Програмний комплекс ПК ЛІРА.(2002). Київ: НИИАСС.

10. Беляев, Н.М. (1976). Сопротивление материалов. Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука».