Визначення параметрів склепіння природної рівноваги при формуванні навантаження на кріплення горизонтальної виробки

Рейтинг користувача:  / 0
ГіршийКращий 

Authors:


В. Г. Шаповал, orcid.org/0000-0003-2993-1311, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e‑mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О. В. Солодянкін, orcid.org/0000-0002-0837-6438, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e‑mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О. Є. Григор’єв, orcid.org/0000-0002-1121-4720, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e‑mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О. І. Дубовик, orcid.org/0000-0001-6627-7457, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e‑mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Державне підприємство «Первомайськвугілля», м. Гірське, Луганська обл., Україна


повний текст / full article



Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2021, (2): 017 - 025

https://doi.org/10.33271/nvngu/2021-2/017



Abstract:



Мета.
Розробка напівемпіричного методу визначення гірського тиску на кріплення підземних виробок і обґрунтування області його раціонального використання з урахуванням глибини розташування виробки, розмірів виробки й міцності вміщуючих порід.


Методика.
Теоретичні дослідження геомеханічних процесів, що протікають в околі гірничих виробок, з використанням аналітичних і чисельних математичних методів. Аналіз і узагальнення результатів досліджень.



Результати.
Розроблена методика визначення навантаження (гірського тиску) на підтримуючі конструкції кріплень. В її основу покладено пропонований метод розрахунку коефіцієнта стійкості гірської породи на межі контакту склепіння обвалення (арки вивалу) і незруйнованого породного масиву, тобто на межі пружної та непружної частини приконтурного породного масиву. Запропоновано коефіцієнт стійкості у вигляді відношення проекції на вертикальну вісь сил, що утримують обмежений склепінням обвалення породний масив, до проекції сил, що зсувають.


Наукова новизна.
Уперше запропоновано аналітико-емпіричний метод визначення стійкості склепіння природної рівноваги над горизонтальними й похилими виробками з урахуванням глибини їх закладення, геометричних розмірів, міцнісних властивостей породи та її питомої ваги. Це є основною відмінністю пропонованого методу від відомого напівемпіричного методу визначення склепіння природної рівноваги й навантаження на кріплення М. М. Протодьяконова.


Практична значимість.
Отримані результати дозволяють з використанням математичних методів виконувати прогноз стійкості горизонтальних виробок з урахуванням глибини їх закладення, геометричних розмірів і міцнісних властивостей вміщуючих порід.


Ключові слова:
гірнича виробка, склепіння обвалення порід, гірський тиск, міцність порід, сили що утримують, сили що зсувають

References.


1. Solodyankin, A. V., Martovitsky, A. V., & Smirnov, A. V. (2015). Substantiation of effective solutions of supporting extended workings based on an assessment of geomechanical conditions at Pavlogradugol” mine. Naukovedenie, 3(7), 1-14. https://doi.org/10.15862/13TVN315.

2. Nazimko, V., & Zakharova, L. (2017). Cluster behavior of the ground during its irreversible movement. Acta Geodunamica et Geomaterialia, 14(4), 445-462. https://doi.org/10.13168/AG.2017.0025.

3. Solodyankin, A., Hapieiev, S., Vygodin, M., & Yanko, V. (2017). Energy efficient technologies to support mine workings under complicated geomechanical conditions. Advanced Engineering Forum, 25, 35-42. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AEF.25.35.

4. Shashenko, А., Solodyankin, A., & Gapieiev, S. (2010). Bifurcation model of rock bottom heaving in mine workings, (pp. 71-76). New Techniques and Technologies in Mining. London: CRC Press/Balkema.

5. Grigoriev, O., Tereschuk, R., & Tokar, L. (2015). Assessment of economic efficiency AMS-A (anchor-meshwork-shotcreting) support structure in terms of coal mines. In New Developments in Mining Engineering 2015: Theoretical and Practical Solutions of Mineral Resources Mining, (pp. 85-89). London: Taylor & Francis Group.

6. Sdvyzhkova, O., Babets, D., Kravchenko, K., & Smir­nov, A. V. (2015). Rock state assessment at initial stage of longwall mining in terms of poor rocks of Western Donbass. In New Developments in Mining Engineering: Theoretical and Practical Solutions of Mineral Resources Mining, (pp. 65-70). London: Taylor & Francis Group.

7. Yihe, Yu., & Liqiang, M. (2019). Application of Roadway Backfill Mining in Water-Conservation Coal Mining: A Case Study in Northern Shaanxi, China. MDPI, Sustainability, 11(13), 3719. https://doi.org/10.3390/su11133719.

8. Snuparek, R., & Konecny, P. (2010). Stability of roadways in coalmines alias rock mechanics in practice. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 2(3), 281-288. https://doi.org/10.3724/SP.J.1235.2010.00281.

9. Gao, H., He, P., Chen, Z., & Li, X. (2019). A Novel Calculation Method of Process Load for Extra-Large Section Tunnels. MDPI, Symmetry, 11, 1228. https://doi.org/10.3390/sym11101228.

10. Li, C., Wang, S., Wang, Y., Cui, F., & Yang, F. (2016). Skewed Pressure Characteristics of Equivalent Load in Double-Arch Tunnel. Journal of Engineering and Technological Sciences, 48(3), 345-358. https://doi.org/10.5614/j.eng.technol.sci.2016.48.3.8.

11. Pengfei, L., Fan, W., Lifeng, F., Huidong, W., & Guowei, M. (2019). Analytical scrutiny of loosening pressure on deep twin-tunnels in rock formations. Tunnelling and Underground Space Technology, 83, 373-380. https://doi.org/10.1016/j.tust.2018.10.007.

12. Li, P.-F., Wang, F., Nie, X., & Zhang, C. P. (2019). Methods for calculating rock pressure of symmetrical multi-arch deep tunnels. Chinese Journal of Geotechnical Engineering. https://doi.org/10.11779/CJGE201609009.

13. Gao, H., He, P., Chen, Z., & Li, X. (2019). Study on a Surrounding Rock Pressure Calculation Method for Super-Large Section Highway Tunnels, China. MDPI, Symmetry, 11, 1133. https://doi.org/10.3390/sym11091133.

14. Song, Y. (2016). Calculation of Surrounding Rock Pressure Based on Pressure Arch Theory. 5th International Conference on Advanced Materials and Computer Science (ICAMCS 2016). Atlantis Press. https://doi.org/10.2991/icamcs-16.2016.59.

15. Huang, J., Zhang, Y., Ouyang, X., & Xu, G. (2019). Lagged settlement in sandy cobble strata and earth pressure on shield tunnel. Mathematical Biosciences and Engineering, 16(6). https://doi.org/10.3934/mbe.2019309.

16. Litvinsky, G. G. (2012). Rock pressure at small and deep of development. Collection of scientific papers DSTU. Alchevsk, 37, 21-28.

17. Wu, X., & Tu, Z. (2017). Research of the Shape of Pressure Arch in Layered Rock Mass Based on the Protodyakonov’s Theory. Advances in Engineering Research, 128. 7 th International Conference on Manufacturing Science and Engineering (ICMSE 2017), (pp. 250-255). Atlantis Press. https://doi.org/10.2991/icmse-17.2017.45.

18. Zhabko, A. V. (2012). Calculation of loads on the support of horizontal roadways. Bulletin of the Ural State Mining University, 27-28, 72-77.

19. Zhang, C., Han, K., Fang, Q., & Zhang, D. (2014). Functional catastrophe analysis of collapse mechanisms for deep tunnels based on the Hoek-Brown failure criterion. Journal of Zhejiang University-SCIENCE A, 15(9), 723-731. https://doi.org/10.1631/jzus.A1400014.

20. Zheng, Y., & Oui, C. (2016). On the limitations of Protodyakonov’s pressure arch theory. Modern Tunnelling Technology, 53(2), 1-8. https://doi.org/10.13807/j.cnki.mtt.2016.02.001.

21. Qiu, C., Zheng, Y., Zhang, Y., Tan, W., & Zhao, S. (2019). Discussion on Classification Method and Criterion for the Deep-buried and Shallow-buried Rock Tunnels. Modern Tunnelling Technology, 56(1), 14-21.

22. Shapoval, V., Shashenko, O., Hapieiev, S., Khalymendyk, O., & Andrieiev, V. (2020). Stability assessment of the slopes and side-hills with account of the excess pressure in the pore liquid. Mining of Mineral Deposits, 14(1), 91-99. https://doi.org/10.33271/mining14.01.091.

 

Наступні статті з поточного розділу:

Відвідувачі

3418131
Сьогодні
За місяць
Всього
124
37737
3418131

Гостьова книга

Якщо у вас є питання, побажання або пропозиції, ви можете написати їх у нашій «Гостьовій книзі»

Реєстраційні дані

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зареєстровано у Міністерстві юстиції України.
Реєстраційний номер КВ № 17742-6592ПР від 27.04.2011.

Контакти

49005, м. Дніпро, пр. Д. Яворницького, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Ви тут: Головна Архів журналу за випусками 2021 Зміст №2 2021 Визначення параметрів склепіння природної рівноваги при формуванні навантаження на кріплення горизонтальної виробки