|
Результати
дослідження впливу надпрацювання на гірничі
виробки, що закріплені композитним кріпленням
І.В
Шека1*
1Національний
технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна
*Відповідальний
автор: e-mail: vsheka1996@mail.com
Фізико-технічні проблеми
гірничого виробництва, 2023, (25), 67-79.
https://doi.org/10.37101/ftpgv25.01.006
full text (pdf)
ABSTRACT (IN UKRAINIAN)
Мета. Аналіз впливу надпрацювання
на гірничі виробки, що закріплені композитним кріпленням.
Методика. Обчислювальний
експеримент проведено на основі тривимірного моделювання геомеханічної системи підготовчої виробки із шаруватим
породним масивом, що надпрацьовується лавою,
методом скінченних елементів з використанням нелінійних закономірностей
зміни напружено-деформованого стану досліджуваного об'єкта у програмному
продукті Ansys Mechanical.
Результати.
Розроблені розрахункові моделі геомеханічної
системи дозволили визначити картину деформації композитного кріплення за
різного його перерізу. найбільш висока концентрація напружень
спостерігається при використанні базового металевого кріплення. Область σmax поширюється на 1,2 м і
1 м відповідно, після чого починається рівномірне зниження напружень.
Область з максимальними напруженнями утворюється в центральній частині
верхняка з невеликим ухилом у ліву сторону. При цьому при збільшенні
перерізу композитного кріплення до 39 спостерігається поступове зменшення
областей σmax. Результати
досліджень дозволяють отримати максимально повну картину
напружено-деформованого стану композитного кріплення виробки. На підставі
проведених експериментів можна з високим ступенем об'єктивності визначити
недоліки системи композитного кріплення, що буде покладено в основу для
розробки раціональних параментрів кріплення із
композитних матеріалів на великих глибинах.
Наукова новизна. Вперше розроблено та розраховано тривимірну
модель шаруватого гірського масиву з системою композитного кріплення різних
перерізів. Встановлено, що при використанні композитного кріплення з
перерізом 39 області σmax мають
найменші значення.
Практична значимість. Отримані результати доводять, що при надпрацюванні краще використовувати композитне
кріплення перерізом 39, що разом з полегшенням конструкції та пришвидшенням
роботи зміни буде сприяти розвитку підземного вуглевидобутку.
Ключові слова:
гірничі виробки, композитне кріплення, максимальні
напруження, моделювання, надпрацювання,
напружено-деформований стан
СПИСОК
ЛІТЕРАТУРИ
1.
Karanfil, F., & Omgba, L.D. (2023). The energy transition and export diversification in oil-dependent countries: The role of
structural factors. Ecological Economics,
204 https://doi.org/10.1016/j.ecolecon.2022.107681
2.
Kermeli, K., Crijns-Graus, W., Johannsen, R.M., & Mathiesen,
B.V. (2022). Energy efficiency
potentials in the EU industry: Impacts of deep decarbonization technologies. Energy Efficiency, 15(8) https://doi.org/10.1007/s12053-022-10071-8
3.
Bondarenko, V., Salieiev, I., Kovalevska, I., Chervatiuk,
V., Malashkevych, D., Shyshov,
M., & Chernyak, V. (2023). A new concept for complex mining of mineral
raw material resources from DTEK coal mines based on sustainable
development and ESG strategy. Mining of Mineral Deposits, 17(1), 1-6. https://doi.org/10.33271/mining17.01.001
4.
Mamaikin, O., Kicki, J., Salli, S., & Horbatova,
V. (2017). Coal industry
in the context of ukraine economic security. Mining of Mineral Deposits, 11(1), 17-22. https://doi.org/10.15407/mining11.01.017
5.
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
6.
Bondarenko, V., Symanovych, H., Barabash, M., Husiev, O.,
& Salieiev, I. (2020). Determining
patterns of the geomechanical factors influence on the fastening
system loading in the preparatory
mine workings. Mining of Mineral Deposits, 14(1),
44-50. https://doi.org/10.33271/mining14.01.044
7.
Bondarenko, V.I., Symanovych, H.A., Kovalevska, I.A., Shyshov,
M.V., & Yakovenko, V.H. (2023). Geomechanical substantiation of parameters for safe completion
of mining the coal reserves
adjacent to main workings. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (1), 46-52. https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-1/046
8.
Krukovskyi, O., Bulich, Y., Kurnosov, S., Yanzhula, O.,
& Demin, V. (2022). Substantiating
the parameters for selecting a pillar width to protect permanent mine workings at great depths. Paper presented at the IOP Conference Series: Earth and Environmental
Science, 970(1) https://doi.org/10.1088/1755-1315/970/1/012049
9.
Symanovych, H., Salieiev, I., Shyshov, M., & Odnovol,
M. (2022). Substantiating the
optimization solutions for the mine
working fastening system interaction with the enclosing
rock mass. Mining of Mineral Deposits, 16(3),
54-60. https://doi.org/10.33271/mining16.03.054
10.
Bondarenko, V.I., Kovalevska, I.A., Podkopaiev, S.V., Sheka,
I.V., & Tsivka, Y.S. (2022). Substantiating arched support made of composite materials (carbon fiber-reinforced plastic) for mine workings
in coal mines. Paper presented at the IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1049. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1049/1/012026
11.
Bondarenko, V.I., Kovalevska, I.A., Biletskyi, V.S., & Desna,
N.A. (2022). Optimization principles
implementation in the innovative technologies for re-used extraction workings maintenance. Petroleum and Coal, 64(2), 424-435. https://doi.org/10.1016/j.tust.2021.104182
12.
Fomychov, V., Fomychova, L., Khorolskyi, A., Mamaikin, O.,
& Pochepov, V. (2020). Determining
optimal border parameters to design a reused mine working. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 15(24), 3039-3049
13.
Шека, І.В., Салєєв, І.А., Шишов, М.В., Малова, О.К., Почепов, В.М., & Мамайкін,
О.Р. (2023). Аналіз використання композитних матеріалів для подальшого
застосування у кріпленнях гірничих виробок. Збірник Наукових Праць НГУ, 72, 30-42. https://doi.org/10.33271/crpnmu/72.062
14.
Бондаренко, В., Салєєв, І., Шека, І., &
Цівка, Є. (2020). Обґрунтування використання композитних матеріалів для
підвищення стійкості гірничих виробок. Ukrainian School of Mining Engineering 2020,
25-26. https://doi.org/10.33271/usme14.025
15.
Bondarenko, V., Kovalevska, I., Sheka, I., & Sachko, R.
(2023). Results of research on the stability of mine workings,
fixed by arched supports made of composite
materials, in the conditions of the pokrovske
mine administration. Paper presented at the IOP Conference Series: Earth and Environmental
Science, 1156. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1156/1/012011
16.
Соцков В.О. (2015). Обґрунтування
параметрів розташування та кріплення виробок, що надпрацьовуються,
при веденні очисних робіт на шахтах Західного Донбасу: дис. канд. техн. наук: 05.15.02 / НГУ. Дніпропетровськ
17.
Ильяшов, М.А. (2010). Обеспечение безопасности угледобычи с учетом развития очистных работ на соседних пластах. Записки
Горного института,
185, 148-151.
18.
Новикова Л.В.,
Бузило, В.И., & Наливайко, Я.М. (2001). Прогнозирование
проявлений горного давления
при подработке и надработке
угольного пласта. Вестник ХГТУ, №12. – С.193-196.
19.
Канин, В.А., Ходырев, Е.Д.,
& Галемский, П.В. (2012). Опережающая
разработка защитных пластов для предотвращения выбросов песчаников при проведении подготовительных выработок. Наукові
праці УкрНДМІ НАН України, 11, 239-250
20.
Фомичов, В.В., & Соцков, В.А.
(2014). Исследование модели
изменения состояния
дренажного штрека в условиях
надработки в шахтах Западного
Донбасса. Вісник
Національного технічного університету України" Київський політехнічний
інститут". Серія" Гірництво", (24), 71-77.
21.
Sotskov, V., & Saleev, I.
(2013). Investigation of
the rock massif stress strain state in conditions of the drainage
drift overworking. Paper presented at the Annual
Scientific-Technical Colletion
- Mining of Mineral Deposits 2013,
197-201.
22.
Bondarenko, V., Kovalevska, I., Symanovych, H., Sachko, R.,
& Sheka, I. (2023). Integrated
research into the stress-strain state anomalies, formed and developed in the mass under
conditions of high advance velocities of stope faces. Paper presented at the IOP Conference Series: Earth and Environmental
Science, 1254. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1226/1/012031
23.
Iordanov, I., Buleha, I., Bachurina, Y., Boichenko, H.,
Kayun, O., Kohtieva,
O., Dovgal, V. (2021). Experimental
research on the haulage drifts stability in steeply dipping seams. Mining of Mineral Deposits, 15(4),
56-67. https://doi.org/10.33271/MINING15.04.056
24.
Nurpeissova, М., Rysbekov, K., Kenesbayeva, А., Bekbassarov,
Z., & Levin, E. (2021). Simulation
of geodynamic processes. Engineering Journal of Satbayev University,
143(4), 16-24. https://doi.org/10.51301/vest.su.2021.i4.03
25.
Kovalevska, I., Samusia, V., Kolosov, D., Snihur, V.,
& Pysmenkova, T. (2020). Stability
of the overworked slightly metamorphosed massif around mine working. Mining of Mineral Deposits, 14(2), 43-52. https://doi.org/10.33271/mining14.02.043
|
