Відділення фізики гірничих процесів Інституту геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова Національної академії наук України
початок | новини | про інститут | структура | навчання | адреси | різне

Ukr Eng Назад

Стійкість елементів конструкції підземних камер колективного порятунку працівників шахти

О.П. Круковський¹, В.В. Круковська¹, Ю.О. Виноградов²*

¹Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова Національної академії наук України, м. Дніпро, Україна

²Відділення фізики гірничих процесів Інституту геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова Національної академії наук України, м. Дніпро, Україна

*Відповідальний автор: e-mаil: my_pochta_1r@ukr.net

Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва, 2023, (25), 80-91.

https://doi.org/10.37101/ftpgv25.01.007

full text (pdf)

ABSTRACT (IN UKRAINIAN)

Мета. Розробка способу дослідження стійкості елементів конструкції підземної камери колективного порятунку працівників шахти.

Методика. Задача про деформування в часі вуглепородного масиву з гірничою виробкою, камерою колективного порятунку і елементами їх кріплення розв’язувалась із застосуванням методу скінченних елементів.

Результати. Розроблено спосіб дослідження стійкості елементів конструкції підземної камери колективного порятунку, який полягає у створенні комп'ютерної моделі гірського масиву з гірничою виробкою, камерою колективного порятунку і їх кріпленням; чисельному розрахунку поля напружень і зон непружних деформацій в породах і кріпленні; аналізі стійкості бетонних елементів кріплення камери колективного порятунку за максимальними напруженнями і характером деформування; аналізі стійкості приконтурних порід, які теж є одним з елементів конструкції підземних споруджень, за мінімальними напруженнями.

Для прикладу створено чисельну модель для дослідження стійкості елементів конструкції підземної камери колективного порятунку і гірничої виробки, закріплених анкерно-рамним кріпленням. Виконано розрахунок напруженого стану вуглепородного масиву і елементів кріплення. Показано, що в заданих гірничо-геологічних умовах використання анкерного кріплення дозволяє зберегти гірничу виробку і камеру порятунку в стійкому стані, а бетонна стінка між камерою і гірничою виробкою витримує високе навантаження і не руйнується.

Наукова новизна. Вперше запропоновано виконувати аналіз стійкості елементів конструкції камери колективного порятунку працівників шахти в два етапи: аналіз стійкості бетонних елементів кріплення за максимальними напруженнями і характером деформування; аналіз стійкості приконтурних порід за мінімальними напруженнями.

Практична значимість. Застосування запропонованого способу дозволить на етапі проектування дослідити та підвищити стійкість елементів конструкції підземних камер колективного порятунку, завдяки чому поліпшиться рівень безпеки працівників шахти.

Ключові слова: аналіз стійкості, елементи кріплення, підземна камера колективного порятунку, спосіб дослідження, чисельне моделювання

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Минеев, С.П., Беликов, И.Б., Могильченко, А.Н., Чекмезов, В.Н. & Сергеев Ю.Н. (2019). Обоснование параметров камеры спасения подземных работников на шахте «Добропольская». Геотехнічна механіка, (149), 150-159. https://doi.org/10.15407/geotm2019.149.150.

2. Krukovskyi, O.P. & Krukovska, V.V. (2023). Supporting a mine working with a shelter in various mining and geological conditions. Inżynieria Mineralna. Journal of the Polish Mineral Engineering Society, (1), 45-52. http://doi.org/10.29227/IM-2023-01-05.

3. Минеев, С.П. & Беликов, И.Б. (2019). Методология оценки параметров заложения камеры спасения в угольных шахтах, Геотехнічна механіка, (144), 126-136. https://doi.org/10.15407/geotm2019. 144.126.

4. Пункт колективного рятування працівників шахти. (2019). Патент на корисну модель № 134178. 10.05.2019. Бюл. № 9.

5. Комплекс колективного порятунку працівників шахти. (2019). Патент на корисну модель № 138076. 25.11.2019. Бюл. № 22.

6. СОУ 10.1.202020852.002:2006 Стаціонарні камери-сховища рятувальні шахтні. Загальні технічні вимоги. (2007). Київ: Мінвуглепром України, 16 с.

7. Krukovskyi, O.P. & Krukovska, V.V. (2023). Stability of underground shelters for collective rescue of coal mine workers. Recent advances in global science. Proceedings of the III International Scientific and Practical Conference, Vilnius, Lithuania, (170), 150-153.

8. Krukovska, V.V., Krukovskyi, O.P., Kocherga, V.M. & Kostrytsia, A.O. (2022). Solving coupled problems of geomechanics and gas filtration for mining safety ensuring. Geо-Technical Mechanics, (160), 106-122. https://doi.org/10.15407/geotm2022.160.106.

9. Zienkiewicz, O.C., Taylor, R. L., & Zhu, J. Z. (2013). The Finite Element Method: Its Basis and Fundamentals. Butterworth-Heinemann, 756 р.

10. de Borst, R., Crisfield, M.A., Remmers, J.J.C. & Verhoosel, C.V. (2012). Non-linear finite element analysis of solids and structures. John Wiley & Sons, 544 р.

11. Hestenes, M.R. & Stiefel, E. (1952). Methods of Conjugate Gradients for Solving Linear Systems. J. Res. Natl. Bur. Stand., (49), 409-436.

12. Ibrahim, R., Mirhosseini, F. & Zsaki, A.M. (2022). An automated a priori knowledge-based p-adaptive three-dimensional finite element mesh improvement method for stress analysis of underground excavations with prismatic cross-sections. Geomechanics and Geoengineering, (17), 141-154.

13. Krukovskyi, O., Krukovska, V., Vynohradov, Y. & Dyomin, V. (2021). Application of roof bolting to reduce water inflow into mine workings during the crossing of tectonic disturbances. E3S Web of Con-ferences, (280), 01006. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202128001006.

14. Krukovskyi, O.P., Krukovska, V.V., Bulich, Yu.Yu. & Zemlianaia, Yu.V. (2020). Some aspects of development and application of the bearing-bolt supporting technology. Resource-saving technologies of raw-material base development in mineral mining and processing. Multi-authored monograph. Petroșani, Romania: Universitas Publishing, 123-142. https://doi.org/10.31713/m901.

15. Krukovskyi, O.P., Krukovska, V.V. & Vynohradov, Yu.O. (2022). Development of roof bolting technology for application in gas- and water-bearing rocks. Prospects for developing resource-saving technologies in mineral mining and processing. Multi-authored monograph. Petroșani, Romania: Universitas Publishing, 43-76. https://doi.org/10.31713/m1103.

16. Labuz, J.F. & Zang, A. (2012). Mohr-Coulomb Failure Criterion. Rock Mechanics and Rock Engineering, (45), 975-979. https://doi.org/10.1007/s00603-012-0281-7.

17. Krukovskiy, О.P., Khvorostian, V.A. & Krukovskaia, V.V. (2013). Technology of supporting bolting of mine workings. Coal of Ukraine, (2), 13-16.

18. Krukovska, V.V. & Krukovskyi, O.P. (2019). Numerical simulation of coupled processes at injection of strengthening compositions in cracked rock with injection anchors. Geotechnical Mechanics, (149), 100-110. https://doi.org/10.15407/geotm2019.149.100.

19. Булат, А.Ф. & Виноградов, В.В. (2002). Опорно-анкерное крепление горных выработок угольных шахт. Днепропетровск: Вильпо, 372 с.

	Design by ... ...