Комплексна оцінка впливу геомеханічних та технологічних факторів на інтенсифікацію деформаційних процесів в масиві порід навколо протяжних виробок

О. Солодянкін, В. Шаповал, С. Гапєєв, К. Кравченко, О. Солодянкіна
Отримано 10.06.2021, Доопрацьовано 06.10.2021, Прийнято 19.11.2021, Опубліковано 17.12.2021
Анотація

Метою досліджень є комплексна оцінка геомеханічних та технологічних факторів, що впливають на інтенсифікацію деформаційних процесів у приконтурному масиві порід в околі протяжних гірничих виробок. Результати, наведені у статті отримані з використанням методів шахтних досліджень, математичної обробки натурних вимірів, аналізу та узагальнення результатів попередніх досліджень, досвіду спорудження та експлуатації підземних гірничих виробок різного призначення. Встановлено, що збільшення площі поперечного перерізу капітальних виробок в умовах шахти імені Героїв космосу в 1,4 рази за останні 40 років викликало зростання зміщень породного контуру на величину ks = 1,175. Отримано значення коефіцієнта інтенсивності деформацій kі = 0,66, що дозволило оцінити сучасний геотехнічний стан породного масиву – зниження його міцності та збільшення напруженого стану порід через техногенну порушеність і сумарний вплив очисних та гірничопідготовчих робіт на ділянку експлуатаційного горизонту. Показано, що показник умов розробки шахти ім. Героїв Космосу на сучасному етапі експлуатації дорівнює θ = 0,41 (визначений без урахування коефіцієнта kі θ = 0,62), що свідчить про високу ступінь складності умов експлуатації комплексу гірничих виробок. Виконана оцінка гірничо-геологічних, геотехнічних та технологічних факторів та отримані коефіцієнти, що характеризують інтенсифікацію деформаційних процесів навколо протяжних виробок. Це дозволяє визначити ступень складності умов експлуатації виробок, обґрунтовано підійти до проектування конструкцій кріплення, засобів з охорони і підтримання виробок та технології ведення гірничопрохідницьких робіт. Практичними результатами має стати суттєве підвищення ефективності технологічних та організаційних рішень для забезпечення надійної і безпечної експлуатації капітальних і підготовчих протяжних виробок, а також зниження обсягів ремонтних робіт протягом тривалого терміну їх експлуатації. Встановлені залежності зміщень контуру виробок від часу їх експлуатації для умов шахти імені Героїв Космосу компанії «ДТЕК Павлоградвугілля». Встановлені значення коефіцієнтів, що призводять до інтенсифікації зміщень породного контуру протяжних виробок: від технологічного параметру – площі поперечного перерізу виробки, враховане коефіцієнтом перерізу ks та комплексу геомеханічних параметрів, що оцінюються коефіцієнтом інтенсивності деформацій kі.

Ключові слова:
капітальна гірнича виробка; тампонаж закріпного простору; міцність породного масиву; коефіцієнт перерізу; коефіцієнт інтенсивності деформацій

Взято з Том 19, № 2, 2021

Сторінки 9–16

Використані джерела ЦИТУВАТИ
  1. Babets, D., Sdvyzhkova, O., Shashenko, O., Kravchenko, K., & Cabana, E.C. (2019). Implementation of probabilistic approach to rock mass strength estimation while excavating through fault zones. Mining of Mineral Deposits, 13(4), 72-83. https://doi.org/10.33271/mining13.04.072
  2. Выгодин М.А., Евтушенко В.В. Пучение пород почвы в выработках шахт Западного Донбасса // Уголь Украины. – 1987. - № 7. – С. 12-13.
  3. Выгодин М.А., Евтушенко В.В. Методы повышения устойчивости горных выработок на шахтах Западного Донбасса // Шахтное строительство. – 1989. – № 5. – С. 11-14.
  4. Халимендик Ю.М., Чемакин В.А., Спицын А.Ю. Совершенствование крепей горных выработок в слабометаморфизированных породах Западного Донбасса // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 1997. – № 3. – С. 96-98.
  5. Усаченко Б.М. Свойства пород и устойчивость горных выработок. – Киев: Наук. думка, 1979. – 136 с.
  6. Стыцин В.И. Изучение проявлений горного давления в основных горных выработках шахт Западного Донбасса с целью выбора рациональных параметров крепей. Дис…канд. техн. наук. – Днепропетровск, 1972. – 143.
  7. Солодянкин А.В., Мартовицкий А.В., Панченко В.В. Оценка геомеханических условий поддержания протяженных выработок шахт ОАО «Павлоградуголь» // Разработка рудных месторождений. – Кривой Рог, 2011. – Вып. 94. – С. 109-113.
  8. Tereschuk R., Hryhoriev O, Tikhonenko V. Parameters of single anchor effect area in homogeneous border rock mass // Вісник Криворізького національного університету. – Кривий Ріг, КТУ, 2016. – Вып. 41. – С. 22-25.
  9. Шашенко А.Н., Кравченко К.В., Прокудин А.З., Смирнов А.В. Методика решения задачи об устойчивости выработки с комбинированной крепью АСН-А // Вісник Криворізького національного університету. – Кривий Ріг, 2015. – Вип. 39. – С.24-29.
  10. Шашенко А.Н., Тулуб С.Б., Сдвижкова Е.А. Некоторые задачи статистической геомеханики. – К.: Універ. вид-во “Пульсари”, 2002. – 304 с.
  11. СНИП II-94-80. Подземные горные выработки. Нормы проектирования. – М.: Стройиздат, 1982. – 272 с.
  12. Солодянкин А.В., Мартовицкий А.В., Смирнов А.В. Оценка геомеханических условий и состояния протяженных горных выработок шахт ПАО «ДТЭК Павлоградуголь» // Инженерный вестник Дона, – 2015. – №2, ч.2.
  13. 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. New Developments in Mining Engineering 2015: Theoretical and Practical Solutions of Mineral Resources Mining. Taylor & Francis Group, London, 65-70.
  14. Рева В.Н., Мельников О.И., Райский В.В. Поддержание горных выработок. – М.: Недра, 1995. – 270 с.
  15. Пиньковский Г.С., Безазьян А.В. Определение прочностных характеристик горных пород при естественной влажности // Уголь Украины. – 1979. – № 8. – С. 21-22.
  16. Ким Д.Н. Исследование структурного ослабления трещиноватых пород моделированием прочностных свойств в лабораторных условиях // Вопросы исследования горного давления и сдвижения пород. – Свердловск: ИГД АН СССР, 1963. – Вып. 5. – С. 97-105.
  17. Состояние и перспективы решения проблемы горных ударов на рудниках Дальнего Востока / И.Ю. Рассказов, Г.А. Курсакин, П.А. Аникин, А.М. Гулевич, Г.М. Потапчук // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2005. – № 12. – С. 433-444.
  18. Солодянкин А.В., Машурка С.В. Оценка интенсивности ремонтных работ и устойчивость протяженных горных выработок // Вісник Криворізького національного університету. – 2016. – Вип. 41. – С. 97-102.
  19. Солодянкин А.В., Дудка И.В. Исследование влияния очистных работ на устойчивость участковых выработок в условиях ОП «Шахта «Партизанская» ГП «Антрацит» // Вісник Криворізького національного університету. – 2016. – Вип. 41. – С. 102-107.
  20. Инструкция по применению систем разработки на Старобинском месторождении. – Солигорск-Минск, 2010. – 152 с.
  21. Соловьев В.А., Аптуков В.Н., Ваулина И.Б. Поддержание выработок в соляных породах // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2017. – № 2. – С. 344-356.
  22. Мисников А.В. Прогноз и обеспечение устойчивости капитальных выработок калийных рудников в мелкослоистых породах на больших глубинах: автореф. дис… канд. техн. наук / В.А. Мисников. – Солигорск, 1991. – 17 с.
  23. Shashenko, A., Solodyankin, A., & Gapieiev, S. (2010). Bifurcation model of rock bottom heaving in mine workings. New Techniques and Technologies in Mining. London: CRC Press / Balkema, 71-76.
  24. Солодянкин А.В. Геомеханические модели в системе геомониторинга глубоких угольных шахт и способы обеспечения устойчивости выработок. Дис. … д-ра техн. наук: 05.15.04., 05.15.09. Дніпропетровськ. – 2009. – 426 с.
  25. Шашенко О.М., Солодянкін О.В., Мартовицький А.В. Управління стійкістю протяжних виробок глибоких шахт. – Дніпропетровськ: ЛізуновПрес, 2012. – 384 с.
Solodyankin, О., Shapoval, V., Gapeev, S., Kravchenko, К., & Solodyankinа, О. (2021). Complex assessment of the influence of geomechanical and technological factors on the intensification of deformation processes in the rock massif near long roadways. Journal of Kryvyi Rih National University, 19(2), 9-16. https://doi.org/10.31721/2306-5451-2021-1-53-9-16
uk