Для выявления механизма взаимодействия средств крепления и охраны подготовительных выработок целиками угля были проведены исследования НДС массива горных пород в окрестности подготовительной выработки методом конечных элементов. При исследовании напряженно деформированного состояния горных пород была принята теория прочности Кулона – Мора, также известная, как теория внутреннего трения. Методикой предусматривалось исследование влияния ширины целика угля и типа крепи подготовительной выработки на интенсивность напряжений и размер зоны неупругих деформаций (ЗНД) в кровле выработки. Была выявлена зависимость интенсивности напряжений в кровле подготовительной выработки от типа крепи и способа ее охраны целиками угля различной ширины на глубине заложения 500 м, а также зависимость влияния ширины целика угля на интенсивность эквивалентных напряжений в кровле подготовительной выработки на различной глубине заложения, в условиях работы анкерно-рамной крепи. Для оценки влияния работы различных типов крепи на ЗНД была получена зависимость влияния ширины целика на величину ЗНД в кровле подготовительной выработки, закрепленной анкерной, рамной и анкерно-рамной крепью. По данным исследований определились наиболее эффективные типы крепи в условиях охраны подготовительных выработок целиками угля.
Stressedly deformed conditions of rock in the vicinity of development faces have been studied with the method of final elements with the aim of revealing the mechanism of interaction of supporting facilities and protecting development faces with coal pillars. Investigation of rock was based on Mohr-Coulomb theory of strength also known as the theory of internal friction. The procedure provided the study of the influence of pillar width and type of support in development faces on the intensity of stresses and dimensions of the area of inelastic deformation in the face roof. Relation of intensity of stresses in the roof of the development face in the type of support and method of protecting the face with coal pillars of different width at a depth of 500 – 1000 m has been revealed. Also relation different types of support to the dimensions of stressedly deformed area has been determined. Estimation of relation of support function in to the stressedness of rock showed ancher and frame support to be the most efficient. The research conducted with make it possible to define the most efficient types of support in the conditions of protection of development faces with coal pillars.
1. Зинкевич О.К. Метод конечных элементов в технике: Ил. – М., 1968. – 240с.
2. Кошелев К.В., Петренко Ю.А., Новиков А.О. Охрана и ремонт горных выработок – М.: Недра, 1990. – 218с.
3. Руководство по управлению горным давлением на выемочных участках шахт Восточного Донбасса. – Шахты: Шахт НИУИ, 1992. – 214с.
4. Ткачев В. А., Беликов А.В. Прогнозирование смещений пород кровли в выемочных выработках за первым очистным забоем в зависимости от основных горно-геологических и горнотехнических факторов. – В сб. трудов: Научно-технические проблемы разработки месторождений полезных ископаемых, шахтного и подземного строительства. – Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГПУ (НПИ), 2006. – 352с.
5. Ткачев В. А., Страданченко С.Г., Привалов А.А. Эффективные способы крепления и поддержания горных выработок на основе ресурсосберегающих технологий. – Ростов н/Д: Изв. вузов Сев.-Кавк. регион, 2005.