УДК 622.281                                                       

        Демин В.Ф., Баймульдин М.М., Демина Т.В., Кушеков К.К., Суров Е.Г.

Карагандинский государственный технический университет

Неупругие  деформации  в  горном массиве  подготовительных выработок  в  зависимости от  условий 

эксплуатации

 

На процесс поддержания выработок оказывают влияние горно-геомеханические и технологические факторы. Для оценки влияния формы сечения подготовительной горной выработки исследовалось напряженно-деформированное состояние при образовании зон разрушения в приконтурных боковых породах. Для геомеханической интерпретации результатов моделирования рассмотрен конвейерный штрек 64к10-з сечением 16,2 м² пласта к10 шахты «Абайская» УД АО «АрселорМиттал Темиртау», пройденный на глубине 630-640 м (рисунок 1).

Подпись:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – Структура разреза вмещающих пород по конвейерному штреку  21к12-с   шахты  «Абайская» УД АО «АрселорМиттал Темиртау»

 

Для определения условной зоны неупругих деформаций использована программа «Расчет напряжения и долговечности», синтезированная на основе теорий упругости и кинетической прочности твердых тел [1], позволяющая определить напряженно-деформированное состояние  и оценить устойчивость породного обнажения.

На рисунке 2 показаны изолинии максимальных касательных напряжений, возникающих в боковых вмещающих породах при арочной, полигональной, трапецевидной и прямоугольной формах поперечного сечения выработок.

         Сравнение эпюр изолиний ослабления массива показывает, что форма выработок оказывает существенное влияние на картину распределения максимальных касательных напряжений τк. Исследования  свидетельствуют об предпочтительности для рассматриваемых условий арочной формы сечения выработки.   

    а                                                                                            б                                                                              

      в                                                                              г

Рисунок 2 – Изолинии максимальных касательных напряжений, возникающих во вмещающих породах при полигональной (а), прямоугольной (б), арочной (в) и трапецевидной (г) формах сечения выемочных выработок

         Изменение угла наклона в диапазоне от 0 до 30о не приводит к существенному изменению нагрузочной картины (для примера принята арочная форма крепи выемочной выработки). Зона растрескивания вмещающих горных пород максимальна для горизонтально залегающих пластов и возникает на расстоянии 1,7-1,8 м и приближается к сечению выработки на 0,05 м при росте угла падения пласта на 10о  (рисунок 3).

            а                                                                                  б

          

          в                                                                                     г

Рисунок 4 – Влияние угла падения угольного пласта (а) на распределения максимальных касательных напряжений вокруг подготовительной выработки при а: а – 0, б – 10, в – 20 и 30о

 

         Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что в рассматриваемых условиях разработки наиболее предпочтительной является арочная форма сечения выемочной выработки. 

         Литература:

1.  Цай Б.Н. Термоактивационная природа прочности горных пород. КарГТУ, Караганда, 2007. - 204 с.

Сведения об авторах

 

Название организации:  Карагандинский государственный технический

                                         университет (КарГТУ)

Почтовый адрес:            100027, г. Караганда, Б. Мира 56, кафедра РМПИ, 

                                         тел. 8 (7212) 562619, факс: 8 (7212) 560328.

Фамилия, имя, отчество:

                  1.   Демин Владимир Федорович, e-mail: vladfdemin@mail.ru

                  2.   Баймульдин Мурат Муратович

                  3.   Демина Татьяна Владимировна.

                  4.   Кушеков Каиргали Кушекович

                  5.   Суров Евгений Григорьевич

Должность:

1.     Профессор кафедры разработки месторождений полезных ископаемых КарГТУ.

2.     Магистр КарГТУ.

3.     К.т.н., ст. преп.

4.     К.т.н.

5.     Магистрант КарГТУ.

Научная степень, звание

1.     Докт. техн. наук, профессор.

2.     Магистр.

3.     Канд. техн. наук

4.     К.т.н.

5.     -

 

 

 

 

 

АННОТАЦИЯ

           Исследованы проблемы применения  анкерной крепи на шахтах для закрепления штанг  в выработках в целях обеспечения безопасности ведения горных работ.

           The problems of using stressing compositions on the mineral basis in the ore mines of the  deposit to drapple rods in stopes to provide safe mining operations have been considered

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕЦЕНЗИЯ  на статью

Демина В.Ф., Баймульдина М.М., Деминой Т.В.,

Кушекова К.К., Сурова Е.Г.

Неупругие  деформации  в  горном массиве  подготовительных выработок  в  зависимости от  условий 

эксплуатации

         Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что в рассматриваемых условиях разработки наиболее предпочтительной является арочная форма сечения выемочной выработки. 

         По степени влияния угла падения пласта на картину распределения максимальных касательных напряжений и долговечности по условным зонам неупругих деформаций установлено его несущественное влияние в диапазоне от 0 до 30º.

         Выполненные исследования позволили установить влияние горно-геологических и горнотехнических факторов на образование зон неупругих деформаций во вмещающих породах и установить рациональные параметры применения анкерной крепи в подготовительных горных выработках.

Получены эмпирические зависимости изменения максимальных нормальных напряжений в зависимости от изменения длины анкера.

        Разработанная моделирующая информационная интеллектуальная система позволяет автоматизировать процесс расчета параметров технологии применения анкерной крепи.

        Статья имеет научный и практический интерес и может быть рекомендована к опубликованию.

 

Рецензент, проф., д.т.н.,

зав. кафедрой МД и Г                                                          Ф.К. Низаметдинов

 

 

 

ЭКСПЕРТНОЕ     ЗАКЛЮЧЕНИЕ

на возможность опубликования  статей:

   1     Демин В.Ф., Баймульдин М.М., Демина Т.В., Кушеков К.К., Суров Е.Г.

.  «Неупругие  деформации  в  горном массиве  подготовительных выработок  в  зависимости от  условий  эксплуатации»

       Составлено на основе выписки

из протокола заседания кафедры РМПИ  КарГТУ.

№ 9  от    03.01.2013г.

ВЫПИСКА

из протокола заседания кафедры РМПИ №

от  03.01.2013 г.

                                                                               Присутствовало:  18 человек

ПОВЕСТКА ДНЯ:

РАССМОТРЕНИЕ СТАТЬИ: профессора кафедры, д.т.н. Демина В.Ф. об  исследованиях, выполненных в соавторстве  Демин В.Ф., Баймульдин М.М., Демина Т.В., Кушеков К.К., Суров Е.Г. (все КарГТУ).

СЛУШАЛИ: проф. Демина В.Ф. о результатах выполненных совместных исследований в представленных на рассмотрение статьях:

       1.   Демин В.Ф., Баймульдин М.М., Демина Т.В., Кушеков К.К., Суров Е.Г. «Неупругие  деформации  в  массиве  горных  пород   выемочных выработок  в  зависимости от  условий  разработки»

ВЫСТУПИЛИ: проф. Камаров Р.К. и доцент Давыдов Ю.Н., отметившие актуальность, теоретическую и практическую новизну исследований в представленных на рассмотрение статьях.

ПОСТАНОВИЛИ: в связи с актуальностью темы и ее научной новизной рекомендовать вышеназванные статьи для опубликования в открытой печати.

 

           Зав. кафедрой РМПИ:                                                 Исабек Т.К.

      Секретарь:                                                                    Абдукаримова С.Ш.