Математическая модель напряженно-деформированного состояния пород кровли монтажного ходка, армированных анкерами

Abstract

Решение проблемы интенсификации очистных работ неразрывно связано с ускорением монтажно-демонтажных работ в лавах, в том числе и путем внедрения передовых технологий поддержания выработок анкерными крепями. Целью работы является раскрытие закономерностей изменения напряженно-деформированного состояния закрепленной анкерами непосредственной кровли монтажного ходка при различных параметрах крепи для обеспечения ее устойчивого состояния. Для этого применен теоретический метод исследования напряженно-деформированного состояния (НДС), используемый при решении краевых задач теории анизотропных пластин. Результатами исследований являются: разработанная расчетная схема закрепленной анкерами кровли монтажного ходка; получение зависимости для определения ее перемещений с учетом нагружения, количества анкеров, геометрических параметров и граничных условий. Научная новизна исследований состоит в том, что впервые принята расчетная схема кровли монтажного ходка в виде толстой слоистой анизотропной пластины (плиты) с жестко закрепленными краями, находящейся под действием нормальной распределенной нагрузки; с использованием метода конечных разностей для решения дифференциальных уравнений равновесия в перемещениях раскрыты закономерности напряженно-деформированного состояния пластины. Практическое значение работы состоит в том, что полученные результаты исследований будут использованы при расчете параметров анкерной крепи, обеспечивающих устойчивое состояние кровли монтажного ходка.

Вирішення проблеми інтенсифікації очисних робіт нерозривно пов'язане з прискоренням монтажно-демонтажних робіт в лавах, у тому числі і шляхом впровадження передових технологій підтримки виробок анкерним кріпленням. Метою роботи є розкриття закономірностей зміни напружено-деформованого стану закріпленої анкерами безпосередньої покрівлі монтажного ходка при різних параметрах кріплення для забезпечення її стійкого стану. Для цього застосований теоретичний метод дослідження напружено- деформованого стану (ПДВ), використовуваний при рішенні крайових завдань теорії анізотропних пластин. Результатами досліджень є: розроблена розрахункова схема закріпленої анкерами покрівлі монтажного ходка; отримання залежності для визначення її переміщень з урахуванням вантаження, кількості анкерів, геометричних параметрів і граничних умов. Наукова новизна досліджень полягає в тому, що уперше прийнята розрахункова схема покрівлі монтажного ходка у вигляді товстої шаруватої анізотропної пластини (плити) з жорстко закріпленими краями, нормального розподіленого навантаження, що знаходиться під дією; з використанням методу кінцевих різниць вирішено диференційні рівняння рівноваги в переміщеннях та розкриті закономірності напружено-деформованого стану пластини. Практичне значення роботи полягає в тому, що отримані результати досліджень будуть використані при розрахунку параметрів анкерного кріплення, що забезпечує стійкий стан покрівлі монтажного ходка.

The decision of problem of intensification of coal-face work is indissolubly related to the acceleration of assembling-breaking-down works in longwall face, including by introduction of front-rank technologies of supporting of mine the roof bolting. The aim of work is opening of conformities to law of change of the tensely-deformed state of the direct roof envisaged by anchors in workings at the different parameters of lining for providing of her stable state. The theoretical method of research of the tensely-deformed state, based on the decision of regional tasks of theory of anisotropic half beam, is applied for this purpose. The results of researches it is been: the worked out calculation chart of the roof envisaged by anchors of working; receipt of dependence for determination of her moving taking into account a parameter of anchor lining, geometrical parameters and border terms. The scientific novelty of researches consists of that the calculation chart of roof is first accepted working as thick stratified anisotropic plate (flags) with the hardly envisaged edges, being under an action normal up-diffused loading; with the use of certainly-different method of decision of differential equalization of equilibrium conformities to law of the tensely-deformed state of plate are exposed in moving. The practical value of work consists of that the got results of researches will be drawn on at the calculation of parameters of the roof bolting, providing the stable state of roof of working.