Науковий вісник НГУ

Геомеханічне обґрунтування параметрів безпечного доопрацювання запасів вугілля поблизу магістральних виробок

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №1 2023

Останнє оновлення: 23 березня 2023

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 2090

Authors:

В.І.Бондаренко, orcid.org/0000-0001-7552-0236, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Г.А.Симанович, orcid.org/0000-0002-2121-1742, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

І.А.Ковалевська*, orcid.org/0000-0002-0841-7316, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

М.В.Шишов, orcid.org/0000-0003-1627-0868, ТОВ «ДТЕК Енерго», м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

В.Г.Яковенко, orcid.org/0000-0002-1899-0503, ПРАТ «Шахтоуправління «Покровське», м. Покровськ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2023, (1): 046 - 052

https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-1/046

Abstract:

Мета. Геомеханічне обґрунтування параметрів ведення очисних робіт із забезпеченням експлуатаційного стану розташованих поряд магістральних виробок.

Методика. Дослідження виконувалися при застосуванні алгоритму, що включає послідовне виконання взаємопов’язаних етапів: аналіз гірничо-геологічних і гірничотехнічних умов підтримки мережі магістральних виробок; шахтні спостереження за їх станом з виявленням особливостей проявів гірського тиску та прогнозуванням імовірних негативних наслідків ведення у безпосередній близькості очисних робіт; попереднє обґрунтування можливих технологічних варіантів виймання вугільного пласта з урахуванням збереження експлуатаційного стану магістральних виробок. Наукові викладки зі встановлення найбільш доцільного варіанту ґрунтувались на розробці геомеханічних моделей поведінки гірського масиву навколо магістральних виробок при відпрацюванні суміжної виїмкової ділянки; аналізі напружено-деформованого стану масиву з прогнозуванням імовірних проявів гірського тиску; розробці рекомендацій з обмеження (або повного усунення) негативних наслідків ведення очисних робіт поблизу магістральних виробок. Наведений алгоритм дій використовує поєднання експериментальних методів шахтних досліджень із технологіями виконання обчислювальних експериментів на базі методу скінченних елементів.

Результати. Виконано системний аналіз гірничо-геологічних і гірничотехнічних умов підтримки мережі магістральних виробок, результати якого використані при обґрунтуванні уявлень про механізм виникнення особливостей проявів гірського тиску, що зафіксовані при інструментальних спостереженнях їх стану. Розроблені три варіанти доопрацювання виїмкової ділянки, що межує з магістральними виробками горизонту шахти. Для кожного з них побудована геомеханічна модель з розрахунку напружено-деформованого стану прилеглого вуглевмісного масиву, аналіз якого дозволив сформувати низку рекомендацій щодо раціональних параметрів ведення очисних робіт і конструктивно-технологічних рішень для підвищення стійкості магістральних виробок і збереження умов їх безпечної експлуатації.

Наукова новизна. Отримані нові залежності впливу ділянок, що відпрацьовуються, на стійкість мережі магістральних виробок залежно від текстури й механічних властивостей літотипів на базі дослідження напружено-деформованого стану слабометаморфізованого масиву. Уперше розроблені геомеханічні моделі взаємовпливу магістральних виробок на параметри ведення очисних робіт.

Практична значимість. Надані рекомендації дозволять одночасно зменшити втрати запасів вугілля та зберегти мережу магістральних виробок у належному експлуатаційному стані.

Ключові слова: гірський масив, гірнича виробка, стійкість, моделювання, напружено-деформований стан

References.

1. Bondarenko, V., Kovalevska, I., Symanovych, G., Sotskov, V., & Barabash, M. (2018). Geomechanics of interference between the operation modes of mine working support elements at their loading. Mining Science, (25), 219-235. https://doi.org/10.5277/msc182515.

2. Shi, L., Liu, Y., & Wang, S. (2015). Overburden failure height and fissure evolution characteristics of deep buried, extra thick coal seam and fully-mechanized caving mining of China. Proceedings of the 2015 International Conference on Water Resources and Environment, (Beijing, 25-28 July 2015), 207-216. https://doi.org/10.1201/b19079-36.

3. Sakhno, I., Sakhno, S., & Isaienkov, O. (2022). Method for controlling the floor heave in mine roadways of underground coal mines. Mining of Mineral Deposits, 16(4), 1-10. https://doi.org/10.33271/mining16.01.010.

4. Nazymko, V., & Griniov, V. (2016). Implementing FLAC3D model for simulating deformation mechanism of steel frame support set by actual profile. Mining of Mineral Deposits, 10(1), 57-62. https://doi.org/10.15407/mining10.01.057.

5. Matayev, A., Abdiev, A., Kydrashov, A., Musin, A., Khvatina, N., & Kaumetova, D. (2021). Research into technology of fastening the mine workings in the conditions of unstable masses. Mining of Mineral Deposits, 15(3), 78-86. https://doi.org/10.33271/mining15.03.078.

6. Kovalevska, I., Zhuravkov, M., Chervatiuk, V., Husiev, O., & Snihur, V. (2019). Generalization of trends in the influence of geomechanics factors on the choice of operation modes for the fastening system in the preparatory mine workings. Mining of Mineral Deposits, 13(3), 1-11. https://doi.org/10.33271/mining13.03.001.

7. Kravets, V. G., Gaiko, G. I., Zaichenko, S. V., & Stovpnyk, S. M. (2015). Progressive method of anchor-concrete support of capital mine workings and tunnels. Rozrobka Rodovyshch, 9(3), 307-312. https://doi.org/10.15407/mining09.03.307.

8. Han, F. S., & Wu, X. L. (2013). Study on Rock Bolt Support of Roadway of Coal Mine Using Neural Network. Applied Mechanics and Materials, 448-453, 3799-3802. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.448-453.3799.

9. Maghous, S., Bermand, D., & Couto, E. (2012). Three-dimensional numerical simulation of rock deformation in bolt-supported tunnels: A homogenization approach. Tunnelling and Underground Space Technology, (31), 68-79. https://doi.org/10.1016/j.tust.2012.04.008.

10. Bondarenko, V., Kovalevska, I., Cawood, F., Husiev, O., Snihur, V., & Jimu, D. (2021). Development and testing of an algorithm for calculating the load on support of mine workings. Mining of Mineral Deposits, 15(1), 1-10. https://doi.org/10.33271/mining15.01.001.

11. Małkowski, P., Niedbalski, Z., Majcherczyk, T., & Bednarek, Ł. (2020). Underground monitoring as the best way of roadways support design validation in a long time period. Mining of Mineral Deposits, 14(3), 1-14. https://doi.org/10.33271/mining14.03.001.

12. Dyczko, A., Kamiński, P., Jarosz, J., Rak, Z., Jasiulek, D., & Sinka, T. (2021). Monitoring of roof bolting as an element of the project of the introduction of roof bolting in polish coal mines-case study. Energies, 15(1), 95. https://doi.org/10.3390/en15010095.

13. Snihur, V., Bondarenko, V., Kovalevska, I., Husiev, O., & Shaikhlislamova, I. (2022). Optimization solution substantiation for resource-saving maintenance of workings. Mining of Mineral Deposits, 16(1), 9-18. https://doi.org/10.33271/mining16.01.009.

14. Ricketts, B. (2019). Eeurocoal. Changing the face of coal: an outline strategic research agenda for future coal-related RTD in the European Union. Retrieved from https://ec.europa.eu/energy/sites/ener/files/documents/12.1_euracoal.pdf.

15. Dubiński, J., Prusek, S., Turek, M., & Wachowicz, J. (2020). Hard Coal Production Competitiveness in Poland. Journal of Mining Science, (56), 322-330. https://doi.org/10.1134/S1062739120026806.

16. Shavarskyi, Ia., Falshtynskyi, V., Dychkovskyi, R., Akimov, O., Sala, D., & Buketov, V. (2022). Management of the longwall face advance on the stress-strain state of rock mass. Mining of Mineral Deposits, 16(3), 78-85. https://doi.org/10.33271/mining16.03.078.

17. Markevych, K., Maistro, S., Koval, V., & Paliukh, V. (2022). Mining sustainability and circular economy in the context of economic security in Ukraine. Mining of Mineral Deposits, 16(1), 101-113. https://doi.org/10.33271/mining16.01.101.

18. Sdvyzhkova, O., Babets, D., Moldabayev, S., & Sarybayev, M. (2020). Mathematical modeling a stochastic variation of rock properties at an excavation design. In 20 ^th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2020, (pp. 165-172). Albena, Bulgaria. https://doi.org/10.5593/sgem2020%2F1.2%2Fs03.021.

19. Skipochka, S. (2019). Conceptual basis of mining intensification by the geomechanical factor. E3S Web of Conferences, (109), 00089. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910900089.

• < Попередня
• Наступна >