Complex assessment of the influence of geomechanical and technological factors on the intensification of deformation processes in the rock massif near long roadways

О. Solodyankin, V. Shapoval, S. Gapeev, К. Kravchenko, О. Solodyankinа
Received 10.06.2021, Revised 06.10.2021, Accepted 19.11.2021, Published 17.12.2021
Abstract

The purpose of the article is a complex assessment of geomechanical and technological factors influencing the intensification of deformation processes in the contour array of rocks in the vicinity of long-term mine roadways. The results presented in the article are obtained using the methods of mine research, mathematical processing of field measurements, analysis and generalization of the results of previous research, experience in construction and operation of underground mining for various purposes. It is established that the increase in the cross-sectional area of capital roadways in the conditions of the Heroiv Kosmosu mine in 1,4 times over the past 40 years has caused an increase in displacements of the rock contour by ks = 1,175. The value of the coefficient of deformation intensity kі = 0,66 was obtained, which allowed to assess the current geotechnical condition of the rock mass - reducing its strength and increasing the stress state of rocks due to man-made disturbance and the total impact of cleaning and mining operations on the operational horizon. It is shown that the indicator of the conditions of development of the Heroiv Kosmosu mine at the present stage of operation is equal to θ = 0,41 (determined without taking into account the coefficient kі and θ = 0,62), which indicates a high degree of complexity of the operating conditions of the mine roadways. The estimation of mining-geological, geotechnical and technological factors is performed and the coefficients characterizing the intensification of deformation processes around long roadways are obtained. This allows you to determine the degree of complexity of the operating conditions of the mine roadways, a reasonable approach to the design of fastening structures, means of protection and maintenance of roadways and technology of mining operations. The practical results should be a significant increase in the efficiency of technological and organizational solutions to ensure reliable and safe operation of capital and preparatory long roadways, as well as reducing the amount of repair work over the long term of their operation. The dependences of the offset contours of the roadways on the time of their operation for the conditions of the DTEK Pavlogradugol Heroiv Kosmosu mine of have been established. The values of the coefficients leading to the intensification of displacements of the rock contour of long roadways are established: from the technological parameter – the cross-sectional area of the roadways, taking into account the cross-sectional coefficient ks and the set of geomechanical parameters estimated by the strain intensity factor kі.

Keywords:
capital mine roadways; tamponage of fixing space; strength of the rock; coefficient of cross section; coefficient of deformation intensity

Retrieved from Vol. 19, No. 2, 2021

Pages 9–16

References Suggested citation
  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
en