Расчет напряженного состояния крепи горных выработок в режиме заданных смещений контура с целью определения ее несущей способности

• Автор: Шарова, Ирина Григорьевна
• Шифр специальности: 05.15.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Днепропетровск
• Количество страниц: 146 c. : ил

ВВЕДЕНИЕ i V

1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ СОСТОЯНИЕМ ГОРНОГО МАССИВА,

ВМЕЩАЮЩЕГО ПОДГОТОВИТЕЛЬНУЮ ВЫРАБОТКУ

1.1. Влияние способов проведения горных выработок на состояние горного массива

1.2. Оценка давления на крепь и смещений горного массива . . II

1.3. Учет реологических свойств пород .

1.4. Учет различных очертаний породного контура выра

ботки. V

1.5. Постановка задач исследований .

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ

СИСТЕМЫ ПОРОДАКРЕПЬ .

2.1. Расчетная схема определения давлений на крепь
по измеренным смещениям контура .
2.2. Метод вычисления ядер податливости
2.3. Решение системы уравнений для определения нагрузок на крепь
2.4. Регуляризация решения основной системы . .
2.5. Метод выделения постоянной составляющей давления на крепь
2.6. Построение эпюр нагрузок на крепь и определение напряжений в крепи . .
2.7. Учет временного фактора при решении задачи .
3. РАЦИОНАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ КРЕПИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК .i i
3.1. Анализ закономерностей изменения внутренних усилий в крепи . .
3.2. Критерий выбора крепи облегченного типа .
4.ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРОВЕРЯЛ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ КРЕПИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК.
4.1. Реализация метода расчета на шахте им. А.а. Скочинского.
4.2. Реализация метода расчета на шахте им.ХХУ
съезда КПСС
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


В работе / 3 / приведены результаты шахтных инструментальных измерений смещений контура выработки, пройденной комбайном. Расчетным путем установлено, что при проходке штрека буровзрывным способом напряжения на его контуре при учете неровностей составляют 0,8- 1,7 напряжений на гладком контуре, получающемся при проходке комбайном. Вероятность нарушения контура и образования вывалов при БВР в 2, раза выше. В работе / 4 / указывается. Кузбасса институтами ВоотНИИ и ИГД СО АН СССР показали,что при проведении выработок комбайнами деформации угольного массива меньше, чем при БВР. Приводятся '¦> результаты аналитических исследований, которыми установлено,что вероятность разрушения на контуре выработки и величина вывало-образования при комбайновой проходке соответственно в 2 и 2,3 раза меньше, чем при БВР. Изучалось влияние комбайнового и буровзрывного способов проходки на развитие трещиноватости в массиве и образование зоны неупругих деформаций / 5 /;: Определение зон развития дополнительной трещиноватости, оценка устойчивости системы " массив-крепь" при различном способе проходки выработки указывает на явное преимущество комбайновой проходки с точки зрения устойчивости системы "порода-крепь4! Влияние способа проходки горных выработок изучено также в работах / 6,7,8 /. Ш основании экспериментальных работ по исследованию влияния способа проходки горных выработок на состояние окружающего массива пород установлено новое явление образования в породах неоднородностей всляового характера вблизи выработок, сооружаемых буровзрывным способом / б /. Эффективность проведения горных выработок комбайнами доказана сравнением технико-экономических показателей проведения и крепления выработок / 9 /. Преимущества комбайновой проходки по сравнению с БВР для крепления подготовительных выработок состоит еще и в том,что при комбайновой проходке возможно снижение трудоем -кости крепления выработки за счет механизации возведения крепи / Ю /. Учеными ГДР / II / проведены исследования, подтверждающие то,' что устойчивость выработок, пройденных буровыми комбайнами, благодаря сохраненной естественной сплошности массива пород вполне удовлетворительна. Важно лишь возвести крепь как можно быстрее с целью предотвращения отслоения породных плит. Таким образом* одним из важных факторов, влияющих на пара -метры крепи и ее устойчивость, является способ проведения выработки, так как от этого в значительной мере зависят величина и характер смещения пород и нагрузки на крепь. Одним из аспектов управления системой "порода-крепь" должен стать выбор способа проведения выработок в зависимости от глубины разработки, крепости и степени выбросоопасности пород. Крепление является одним из важных параметров технологии проведения подготовительных выработок, трудоемкость которого составляет - % трудоемкости процесса проведения / /. Наиболее важные результаты, выведенные при наделении горного массива свойствами идеально упругой среды, получены С. А.Н. Динником / /,* Г. Однако многообразие горногеологических и горнотехнических условий эксплуатации выработок и связанного с ним механизма взаимодействия породы и крепи обусловило появление различных гипотез горного давления / /; Известна гипотеза свода М. М.Протодьяко-нова, В. Риттера, Ф. Энгессера, Р. Квапила, П. М.Цимбаревича и др. А.Бирбаумера, М. П;Бродского, В. И.Бе-лова, К. Терцаги и др. Подробно анализ этих гипотез изложен в обзоре книги В. З. Заславского, А. Н.Зорина, И. Л.Черняка / /. Сущность гипотезы свода заключается в следующем. После про -хождения выработки в кровле образуется свод естественного равновесия. Находящиеся в своде разрушенные породы своим весом оказывают давление на крепь. Форма свода естественного равновесия принималась различной. В основу этой гипотезы положено предположение,что в слабых породах кровли возможно смещение по плоскостям, наклоненным под некоторым углом к горизонту. Нагрузки на крепь определяются как разность силы веса сползающего столба породы и возникающих при этом сил трения / /. По мнению Ю.