Моделирование потери устойчивости геокомпозитных конструкций в породах с блочной структурой

Abstract

Объект исследований – устойчивость системы «горная выработка – крепь – породный массив». Цель работы – установить особенности потери устойчивости горных выработок, оборудованных геокомпозитной охранно-поддерживающей конструкцией. Метод исследований – физическое моделирование на эквивалентных материалах. Затронуты проблемы, связанные с внедрением геокомпозитных охранно-поддерживающих конструкций. Обоснованы метод исследований и характеристики физических моделей. Исследован процесс деформирования геокомпозитных конструкций в мелкоблочной структуре среды для рамно-анкерной и рамно-анкерно-тросовой моделей. Установлены деформационные характеристики, общие и отличительные признаки потери устойчивости моделей. Показано, что при использовании рамно-анкерно-тросовой крепи потеря устойчивости геокомпозитной конструкции (за счет сдерживания перехода крупноблочной структуры в мелкоблочную) происходит при более высоких нагрузках. Эти преимущества могут быть реализованы только при наличии анкеров с высокими техническими характеристиками, большой глубиной заложения, а также высокой прочностью закрепления в массиве.

Об'єкт досліджень – стійкість системи «гірнича виробка - кріплення - пород- ний масив». Мета роботи – встановити особливості втрати стійкості гірничих виробок, обладнаних геокомпозитною охоронно-підтримуючої конструкцією. Метод досліджень – фізичне моделювання на еквівалентних матеріалах. У роботі відзначені основні проблеми, що пов'язані з широкомасштабним впровадженням геокомпозитних охоронно-підтримуючих конструкцій. Обґрунтовано вибір методу досліджень і характеристик фізичних моделей. Виконано дослідження процесу деформування геокомпозитних конструкцій в дрібноблоковій структурі середовища для двох типів моделей: рамно-анкерній і рамно-анкерно-тросовій. Отримано деформаційні характеристики і встановлено спільні та відмінні ознаки втрати стійкості моделей. Показано, що при використанні рамно-анкерно-тросового кріплення втрата стійкості геокомпозитної конструкції (за рахунок стримування переходу крупноблокової структури в дрібноблокову) відбувається при більш високих навантаженнях. Показано, що ці переваги можуть бути реалізовані тільки за наявності анкерів з високими технічними характеристиками, з великою глибиною закладення, а також високою міцністю закріплення в масиві.

Object of study – stability of the system "mine working - support - rock massif". Purpose – to determine particularity of mine working loss stability, which equipped by geokomposite protection-supporting construction. Research method – physical modelling on equivalent materials. The bases problems, connected with the wide scale interdiction of geokomposite protectionsupporting constructions, were described in this paper. The choice of research method and physical models characteristics were justified. The investigations of the geokomposite constructions deformations in smallblock medium for two models types: frame-anchor and frame-anchor-rope were implemented. Deformation characteristics were obtained and common and distinctive indications of models loss stability were established. It is shown, that loss of the geokomposite constructions stability, using frame-anchor-rope support (by change largeblock structure in smallblock) occurs at higher loads. It is shown, that these preference can be realized only in the presence of anchors with high performance, great depth of burial, as well as high strength fastening in the array.