№82-5
Конструкція ресурсозберігаючої системи кріплення підготовчих виробок
В.В. Руських1, https://orcid.org/0000-0002-5615-2797
О.А. Гайдай1, https://orcid.org/0000-0003-0825-0023
І.В. Філіппов1 , https://orcid.org/0009-0009-3905-865X
С.М. Пойманов1 https://orcid.org/0000-0002-2932-2498
1 Національний технічний університет "Дніпровська політехніка", Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2025, 82:55-64
Full text (PDF)
https://doi.org/10.33271/crpnmu/82.055
АНОТАЦІЯ
Мета. Обґрунтування конструкції та параметрів ресурсозберігаючої системи кріплення підготовчих виробок, яка забезпечує підвищену стійкість приконтурної зони масиву в умовах складної геомеханічної ситуації, характерної для пластових родовищ Західного Донбасу.
Методика. У роботі застосовано комплексний підхід, що охоплює теоретичний аналіз напружено-деформованого стану масиву навколо підготовчої виробки, графоаналітичне визначення оптимальної форми виробки, розробку конструкції дворівневої анкерної систем кріплення нового технічного рівня та оцінку ефективності в умовах тимчасового опорного гірського тиску й повторного використання виробок.
Результати. Встановлено вплив форми поперечного перерізу гірничої виробки на її стійкість, обґрунтування доцільності використання напівеліптичного перерізу з орієнтацією великої осі у напрямку головного вертикального напруження, що дозволяє знизити концентрацію напружень на контурі виробки та забезпечити рівномірний розподіл гірського тиску. Запропоновано конструкцію кріплення підготовчої виробки нового технічного рівня у вигляді дворівневої рамно-анкерної системи, яка поєднує короткі анкери для приконтурної зони та довгі канатні анкери для стабілізації глибших шарів масиву. Технічне рішення доповнюється сітчастим армуванням, прижимними планками й металевими розстрілами, що підвищує загальну жорсткість та несучу здатність кріплення. Для складних гірничо-геологічних умов із підвищеним тиском розроблено адаптивну схему із застосуванням стояків тертя й гідравлічних елементів, здатних реагувати на зміну навантаження, що сприяє підвищенню безпеки експлуатації виробок.
Наукова новизна. Подальшого розвитку набула конструкція кріплення підготовчої виробки, яка відрізняється комплексною взаємодією несучих та опорних елементів з гірським масивом.Встановлено залежність несучої здатності сітки-затягування міжрамного простору кріплення гірничої виробки в залежності від параметрів конструктивних елементів. Наведена методика застосування запропонованої конструкції в підземних умовах.
Практичне значення. Запропонована система кріплення підвищує стійкість виробок у складних геологічних умовах, знижує металоємність конструкцій, підвищує безпеку робіт і дозволяє повторно використовувати підготовчі виробки, що сприяє ресурсозбереженню та зменшенню витрат на гірниче виробництво.
Ключові слова: кріплення виробок, анкерна система, гірничий тиск, стійкість масиву, ресурсозбереження.
Перелік посилань
1. Бондаренко, В.І., Яковенко, В.Г., Петльований, М.В., Ковалевська, І.А., & Драгун, Д.В. (2024). Аналіз особливостей вивалоутворення приконтурних порід виїмкових виробок та шляхи їх стійкістю. Збірник наукових праць НГУ, (76), 127–141. https://doi.org/10.33271/crpnmu/76.127
2. Haidai, O., Ruskykh, V., Ulanova, N., Prykhodko, V., Cabana, E. C., Dychkovskyi, R., Howaniec, N., & Smolinski, A. (2022). Mine Field Preparation and Coal Mining in Western Donbas: Energy Security of Ukraine—A Case Study. Energies, 15(13), 4653. https://doi.org/10.3390/en15134653
3. Sakhno, I., Sakhno, S., & Vovna, O. (2020). Assessing a risk of roof fall in the development mine workings in the process of longwall coal mining in terms of Ukrainian mines. Mining of Mineral Deposits, 14(1), 72–80. https://doi.org/10.33271/mining14.01.072
4. Dembure, T., Masethe, R., & Zvarivadza, T. (2025). Advanced Optimisation Of Ground Support Systems for Enhancing Underground Tunnel Stability in Geologically Adverse Conditions. Rock Mechanics Letters, 2(1), 66–75. Internet Archive. https://doi.org/10.70425/rml.202501.9
5. Хорольський, A.О. (2020). Проєктування технології кріплення виробок в складних гідрогеологічних умовах. Геотехнічні проблеми розробки родовищ, 11–15.
6. ДСТУ 60.2-00017541-019:2004 (2004). Кріплення шахтних виробок анкерне (Галузевий стандарт України).
7. Гріньов, В.Г., Хорольський А.О., & Виноградов Ю.О. (2019). Технологічні аспекти спорудження виробок у складних гідрогеологічних умовах. Геотехнічнамеханіка, 149, 132–141.
8. Bondarenko, V., Kovalevska, I., & Prokopenko, K. (2018). Research of the application of combined anchor systems for the maintenance of re-used mining workings.
9. Бондаренко, В.І., Ковалевська, І.А., Симанович, Г.А., Барабаш, М.В., Снігур, В.Г., & Гусєв O.C. (2017). Комбіновані анкерні системи для повторного використання гірничих виробок: монографія. Дніпро: ТОВ «ЛізуновПрес».
дата першого надходження статті до видання – 03.07.2025
дата прийняття до друку статті після рецензування – 04.08.2025
дата публікації (оприлюднення) – 05.09.2025
