Деформационная модель разгрузки увлажненного угольного массива

Abstract

В данной статье рассматривается разгрузка пласта, который не находится в предельно напряженном состоянии. Принимается, что несущая способность пласта, даже пониженная из-за водонасыщения, все же превосходит горное давление. В качестве фактора разгрузки выступает снижение модуля упругости с повышением влажности угля. Полагается, что деформации ξx, ξy, ξz в сухом и увлажненном угле одинаковы. При малой площади увлажнения всю нагрузку от кровли воспринимает сухой уголь, площадь которого только чутьчуть меньше первоначальной. При уменьшении площади сухого угля вертикальные напряжения в нем увеличиваются и вызывают заметный рост дополнительной вертикальной деформации, которая передается на влажный уголь и вызывает в нем дополнительные напряжения. Снижение прочности влажного угля является главным фактором, определяющим степень разгрузки от горного давления краевой части пласта при гидрорыхлении.

У наведеній статі розглядається розвантаження пласта, який не перебуває в гранично напруженому стані. Приймається, що несуча здатність пласта, навіть знижена через водонасичення, все ж перевершує гірничий тиск. Як фактор розвантаження виступає зниження модуля пружності з підвищенням вологості вугілля. Вважається, що деформації ξx, ξy, ξz в сухому і зволоженому вугіллі однакові. При малій площі зволоження все навантаження від покрівлі сприймає сухе вугілля, площа якого тільки трохи менше первісної. При зменшенні площі сухого вугілля вертикальні напруги в ньому збільшуються і викликають помітне зростання додаткової вертикальної деформації, яка передається на вологе вугілля і викликає в ньому додаткове напруження. Зменшення міцності вологого вугілля є головним фактором, що визначає ступінь розвантаження від гірського тиску крайової частини пласта при гідророзпушуванні.

In this article, a problem of unloading a coal seam, which is not in extremely stressed state, is considered. It is assumed that bearing capacity of the coal seam, even decreased due to water saturation, exceeds the rock pressure. It is further assumed that an unloading factor is the elastic modulus decrease with increased coal humidity. It is believed that the ξx, ξy, ξz deformations of the dry and wet coal are the same. When a wet area is small, a total load of the roof is taken by the dry coal, whose area is only slightly smaller than the original one. With the dry coal area decreasing, vertical stress therein increases and causes a significant additional increase of vertical deformation, which is transferred to the wet coal and causes additional stresses. Decreased strength of the wet coal is a main factor, which determines a rate of the buttock unloading from the rock pressure in the process of the rock hydraulic breaking.