Обґрунтування параметрів способу охорони виробок жорсткими спорудами з компенсаційними порожнинами

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.15.02 - "Підземна розробка родовищ корисних копалин». - ДВНЗ «Донецький національний технічний університет» Міністерства освіти і науки України. - Донецьк, 2013. Дисертація присвячена обґрунтуванню параметрів охорони виробок жорсткими спорудами, які зводяться в поєднанні з компенсаційними порожнинами. В роботі дано рішення актуальної науково-технічної задачі, що полягає у встановленні закономірностей зміни напружено-деформованого стану порід, що підстилають жорсткі охоронні споруди, які зводяться в поєднанні з компенсаційними порожнинами. Експериментально встановлено, що під жорсткою охоронною спорудою, що стоїть окремо, в процесі її навантаження відбувається ущільнення і консолідація шарів порід у формі піраміди. Ця область порід переміщується разом з охоронною спорудою і є складовою частиною системи «охоронна споруда-масив, що вміщує». При цьому відношення об’ємів видавленою породи пропорційно відношенню розмірів основи охоронної споруди. Встановлено, що на початковій стадії навантаження охоронних споруд створюються умови для провокації зсувів порід в компенсаційні порожнини тим, що між опорами в підошві формується область напруг, що розтягують, на глибину (0,7-1,0)с де с-розмір компенсаційної порожнини по вісі виробки. При подальшому збільшенні навантаження руйнування і витискування порід відбувається спочатку в компенсаційних порожнинах і тільки після їх заповнення на величину (0,4-07) m відбувається руйнування і зсув підошви виробки. При цьому характер зміщення порід під жорсткими охоронними спорудами, які зводяться в поєднанні з компенсаційними порожнинами ідентичний механізму видавлювання з-під жорсткої споруди, що стоїть окремо. Встановлено, що найменші зміщення порід підошви виробки спостерігаються при максимальних зсувах порід підошви пласта в компенсаційних порожнинах, які провокуються при співвідношенні c / a = 1 де а - розмір охоронного споруди уздовж осі виробки. При цьому розмір охоронного споруди в перпендикулярному напрямку має бути не менше чим 2а. Впровадження результатів досліджень способу охорони виробок жорсткими спорудами з компенсаційними порожнинами, проведених в умовах виробок пласта m3 шахти «Щегловська-Глибока», дозволило знизити обсяги ремонтних робіт по підриванням порід підошви на 31-38%, в порівнянні з охоронними спорудами стрічкового типу, і отримати економічний ефект у розмірі 200 грн / п.м. виробки.