Сборник научных трудов ДонГТУ

Статья

Наименование Исследование геомеханических параметров взрывной разгрузки пород в кровле выработки трапециевидной формы
Авторы Фесенко Э. В., к.т.н., доц.
Павлов Е. Е., к.т.н., доц.
Кушнирук И. В., студ.
Матвейчук И. А., студ.
Раздел Разработка полезных ископаемых
Год 2015 Выпуск 44 Страницы 22 - 28
УДК 622.831.3
Аннотация Рассмотрена сущность способа управления устойчивостью горных выработок путем взрывной разгрузки пород кровли от напряжений. Методом конечных элементов изучены закономерности распределения напряжений при разгрузке. Даны рекомендации по определению геомеханических параметров взрывной разгрузки.
Реферат Цель. Изучение закономерностей распределения напряжений и деформаций вокруг горной выработки трапециевидной формы до и после осуществлении в ее кровле взрывной разгрузки.
Методика. Определение геомеханических параметров взрывной разгрузки пород в кровле выработки трапециевидной формы на основе исследования напряжённо-деформированного состояния массива и деформаций горных пород вокруг выработки с использованием численного эксперимента методом конечных элементов.
Результаты. Рассмотрена сущность способа управления устойчивостью горных выработок путем взрывной разгрузки пород кровли от напряжений. Изучены закономерности распределения напряжений при разгрузке вокруг выработки. Установлено, что для достижения существенного снижения концентрации напряжений на контуре можно ограничиться степенью разгрузки пород в пределах 0,2 - 0,3 и не стремиться разрушить породы в кровле до полной потери их связности. При этом можно для большинства горно-геологических условий сооружения выработок обеспечить снижение напряжений в кровле в 3-5 раз и в боках в 1,5-2 раза. Показано, что лучших результатов способ взрывной разгрузки пород кровли достигает при гидростатическом нагру-жении массива (коэффициент бокового распора равен единице). В этом случае можно обеспечить снижение напряжений в кровле в 2,5-8 раз. Даны рекомендации по определению геомеханических параметров взрывной разгрузки, так данный способ обеспечивает устойчивость горных выработок, обладает высокой эффективностью и позволяет существенно повысить несущую способность верхняка трапециевидной крепи за счёт рационального перераспределения нагрузки, когда максимум смещается на стойки крепи а минимум приходится на центр.
Научная новизна. Определены геомеханические параметры взрывной разгрузки пород в кровле выработки трапециевидной формы. Обоснована степень разгрузки пород в кровле выработки. Показано влияние взрывной разгрузки пород на напряжённо-деформированное состояние массива горных пород вокруг выработки. Установлена эффективная область применения способа взрывной разгрузки пород кровли.
Практическая значимость. Применение способа взрывной разгрузки в горных выработках с трапециевидной формой поперечного сечения позволит повысить несущую способность крепи в 3-4 раза, тем самым позволит снизить плотность установки крепи, стоимость на поддержание выработок и исключит их ремонты и перекрепления.
Ключевые слова рамная крепь, трапециевидная крепь, несущая способность, напряженно-деформированное состояние, массив горных пород.
Полный текст