Исследование способов борьбы с пучением почвы в горных выработках методом конечных элементов

Abstract

В статье представлены результаты исследований по разработке новых способов борьбы с пучением пород почвы в горных выработках. Показано, что существующие способы борьбы с этим явлением для различных горно-геологических условий реализованы только частично, их эффективность низкая. Для установления доминантных факторов, которые влияют на снижение пучения почвы выработок, проведено моделирование методом конечных элементов разработанных способов борьбы с пучением и выполнен их сопоставительный анализ. С использованием современного программного обеспечения проведена оценка сценариев развития геомеханических процессов с учётом особенностей деформирования геологической среды и способов поддержания горных выработок. Установленные параметры напряжённо-деформированного состояния пород позволили обосновать преимущества новых способов борьбы с пучением с применением технологий крепления на основе сталеполимерных анкеров.

У статті представлені результати досліджень з розробки нових способів боротьби зі здиманням порід підошви в гірничих виробках. Показано, що існуючі способи боротьби з цим явищем для різних гірничо-геологічних умов реалізовані тільки частково, їх ефективність низька. Для встановлення домінантних чинників, які впливають на зниження здимання підошви виробок, проведено моделювання методом скінченних елементів розроблених способів боротьби зі здиманням і виконано їх порівняльний аналіз. З використанням сучасного програмного забезпечення проведена оцінка сценаріїв розвитку геомеханічних процесів з урахуванням особливостей деформування геологічного середовища та способів підтримання гірничих виробок. Встановлені параметри напружено-деформованого стану порід дозволили обґрунтувати переваги нових способів боротьби зі здиманням із застосуванням технологій кріплення на основі сталеполімерних анкерів.

The article presents the results of research on the development of new methods for controlling the floor swelling in the mine workings. It is shown, that the existing methods for controlling the floor swelling depending on various geological conditions are only partially realized, and their efficiency is low. For the purpose of establishing the dominant factors, which would decrease the floor swelling, the newly developed methods were simulated with the help of method of finite elements, and the results were compared. Special software was developed, which estimated different scenarios of geomechanical processes dynamics with taking into account the particularities of geological environment deformations and different ways of supporting the mine workings. The established parameters of the rocks allowed validating advantages of the new methods for controlling the floor swelling with the help of support setting technologies which use the steel-polymer anchors.