Про стійкість гірничих виробок, що підтримуються армопородними оболонками, в напруженому породному масиві

Abstract

Мета. Розвиток вугледобувної промисловості Донбасу призводить до переходу гірничих робіт на усе глибші горизонти. Таким чином, проблема розробки способів кріплення та підтримки гірничих виробок в умовах глибоких шахт Донбасу стає все більш актуальною. Методика. Наведено аналіз змін в стані масиву, що сталися при порушенні рівноваги і переходу в рух межі зон різного деформування порід за рахунок градієнта напружень (наявність пустот між кріпленням і масивом). Шахтними інструментальними спостереженнями встановлено, що утворення зон руйнування поблизу капітальних, підготовчих і очисних виробок носить часовий характер, розвивається стрипкоподібно і відбувається по тріщинах, паралельних внутрішній поверхні виробки. Результати. Обґрунтовано необхідність застосування додаткових заходів щодо збільшення несучої здатності кріплення. Наукова новизна. Показано, що руйнування порід при їх залишковій міцності позначається на стійкості масиву, а також її вплив на залишкову міцність відсічі кріплення. Практична значимість. Аналіз кінетики зруйнованих порід поблизу відкритих поверхонь показав, що з урахуванням порушеності породного масиву поблизу них для обмеження його розвитку при експлуатації виробок необхідно в комплексі вирішувати питання раціонального залучення в роботу кріплення зони порушених порід навколо виробок.

Цель. Развитие угледобывающей промышленности Донбасса приводит к переходу горных работ на все более глубокие горизонты. Таким образом, проблема разработки способов крепления и поддержания горных выработок в условиях глубоких шахт Донбасса становится все более актуальной. Методика. Приведен анализ изменений в состоянии массива, произошедших при нарушении равновесия и перехода в движение границы зон различного деформирования пород за счет градиента напряжений (наличие пустот между креплением и массивом). Шахтными инструментальными наблюдениями установлено, что образование зон разрушения вблизи капитальных, подготовительных и очистных выработок носит временной характер, развивается скачкообразно и происходит по трещинам, параллельных внутренней поверхности выработки. Результаты. Обоснована необходимость применения дополнительных мер по увеличению несущей способности крепи. Научная новизна. Показано, что разрушение пород при их остаточной прочности сказывается на устойчивости массива, а также ее влияние на остаточную прочность отпора крепления. Практическая значимость. Анализ кинетики разрушенных пород вблизи открытых поверхностей показал, что с учетом нарушенности породного массива вблизи них для ограничения его развития при эксплуатации выработок необходимо в комплексе решать вопросы рационального вовлечения в работу крепления зоны нарушенных пород вокруг выработок.

Purpose. The development of the Donbass coal mining industry leads to the transition of mining operations to ever deeper horizons. Thus, the problem of developing methods for securing and maintaining mine workings in the deep mines of Donbass is becoming more and more urgent. Methods. The analysis of changes in the state of the rock mass, which occurred when the equilibrium was disturbed and the transition into motion of the boundaries of zones of different deformation of rocks due to the stress gradient (the presence of voids between the anchorage and the rock mass), is presented. Mine instrumental observations have established that the formation of destruction zones near capital, preparatory and production workings is of a temporary nature, develops abruptly and occurs along cracks parallel to the inner surface of the workings. Findings. The necessity of applying additional measures to increase the bearing capacity of the support has been substantiated. Originality. It is shown that when there is an excess of energy, it is recognized on the basis of the array, as well as it is injected onto the surplus of the process. Practical implications. Analysis of the kinetics of destroyed rocks near open surfaces showed that, taking into account the disturbance of the rock mass near them, in order to limit its development during the operation of workings, it is necessary to solve in a complex the issues of rational involvement in the work of fixing the zone of disturbed rocks around the workings.