№81-17

Модель деформування сталевого аркового кріплення у горизонтальних підземних виробках глибоких шахт

О.Є. Григор’єв¹, О.В. Скобенко¹, В.В. Кулівар¹, Л.В. Куроп¹

¹Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна

Coll.res.pap.nat.min.univ. 2025, 81:170–176

Full text (PDF)

АНОТАЦІЯ

Мета. Розробка адекватної моделі сталевого аркового кріплення підземних виробок глибоких вугільних шахт для оцінки його напружено-деформованого стану.

Методика. Дослідження деформування сталевого аркового кріплення капітальних виробок глибоких вугільних шахт, порівняння їх з результатами аналітичних досліджень з урахуванням особливостей протікання у часі геомеханічних процесів у привибійній частині породного масиву, і побудова на цій основі нової механічної моделі деформування сталевого аркового кріплення в процесі його навантаження. В дослідженнях використані методи будівельної механіки, натурних досліджень та статистичної обробки результатів натурних вимірівю

Результати. Приймаючи до уваги розвиток геомеханічних процесів при посуванні вибою виробки, запропоновано нову двохстадійну деформаційну модель сталевого аркового кріплення, яке на першому етапі працює в режимі заданих деформацій в результаті переміщення контуру виробки, а на другому – в режимі заданого навантаження після втрати стійкості породами підошви, що дозволить обґрунтовано підходити до проєктування кріплення, обґрунтування його раціональної форми і забезпечення стійкості підземних виробок глибоких шахт і рудників.

Наукова новизна. На основі закономірностей деформування сталевого кріплення капітальних виробок запропоновано нову двоетапну деформаційну модель сталевого аркового кріплення для капітальних підземних виробок вугільних шахт і рудників, яка відповідає умовам його роботи в реальних умовах. Шляхом аналізу напружено-деформованого стану аркового кріплення обґрунтовані його можливі форми, що мають понижену матеріалоємність і адаптовані до конкретних гірничо-геологічних умов.

Практична значимість. Нова модель деформування сталевого аркового кріплення в умовах вугільних шахт дозволить зменшити витрати сталевого прокатного спецпрофілю, який використовується для виробництва кріплення і який є дефіцитним в умовах, коли основні виробники спецпрофілю – металургійні комбінати «Ім. Ілліча» та «Азовсталь», розташовані у тимчасово окупованому Маріуполі – зруйновані. Дотично це також знизить собівартість копалини що видобувається підвищить ефективність виробництва.

Ключові слова: сталеве аркове кріплення, підземні виробки, згинальні моменти, деформації, модель.

Перелік посилань

1. Хоменко,О.Є., Кононенко,М.М., & Савченко,М.В. (2018). Технологія підземної розробки рудних родовищ. Дніпро:НТУ «ДП».

2. Кононенко,М.М. (2009). Технологія кріплення бурових виробок в зонах впливу очисних камер. Геотехнічна механіка, 81, 127–133.

3. Шашенко, А.Н., Пустовойтенко, В.П., & Сдвижкова, Е.А. (2018). Геомеханика. Київ:Новий друк.

4. Гелескул,М.М.,&Каретніков,В.М. (1982). Довідник з кріплення капітальних та підготовчих гірничих виробок. Надра.

5. Янковський, О, & Бадюк, О. (2023). «Будівлі складалися та сипалися від авіаударів». Як оборонялися та виживали на заводі імені Ілліча в Маріуполі. Радіо Свобода. https://www.radiosvoboda.org/a/novyny-pryazovya-oborona-mariupolya-zavod-illicha/32387151.html

6. Мазуренко, А. (2022). Завод "Азовсталь" знищений практично повністю – "Азов". Українська Правда. https://www.pravda.com.ua/news/2022/04/19/7340745/

7. Тимошенко, С.П., & Гуд'єр, Дж. (1975). Теорія пружності. Наука.

8. Ржаніцин, О.Р. (1982). Будівельна механіка. Вища школа.

9. Максимов, О.П. (1973). Гірський тиск і кріплення виробок. Надра.

10. Виноградов, В.В. (1983). Геомеханіка управління станом масиву навколо гірничих виробок. Наукова думка.

11. Tajduś, А., Cała, M., & Tajduś, K. (2012). Geomechanika w budownictwie podziemnym i tunelowaniu. Wydawnictwa AGH, Krakow.

12. Majcherczyk, T., Szaszenko, A., & Sdwiżkowa, E. (2006). Podstawy geomechaniki. Wydawnictwa AGH, Krakow.