Статья

Наименование	Обоснование способа механического воздействия на прочный слой пород почвы для обеспечения её устойчивости
Авторы	Касьяненко А. Л., к. т. н., с. н. с.
Раздел	Науки о земле
Год	2020	Выпуск	62	Страницы	25 - 30
УДК	622.831.312:552.122			EDN	ZHIFPA
Аннотация	Приведены результаты лабораторных исследований на моделях из эквивалентных материалов. Для уменьшения смещений пород почвы было предложено механическое воздействие на прочный слой для предотвращения его разлома до наступления второго этапа деформирования. В качестве способа механического воздействия было предложено создавать систему «прочный слой — крепь усиления — рама основной крепи» путем установки крепи усиления, контактирующего с прочным слоем через продольный лежень. Применение разработанного способа эффективно на первом этапе деформирования пород почвы, при этом смещения контура почвы уменьшились в 1,5-2 раза по сравнению с моделями без мероприятий.
Реферат	Цель. Задачей данных исследований являлось установить возможность использования несущей способности прочного слоя на устойчивость пород почвы. Методика. Исследования проводились на моделях из эквивалентных материалов с использованием плоского стенда с внутренними рабочими размерами 765816 см, обеспечивающими соблюдение граничных условий при выбранном масштабе моделирования 1:50. Всего было отработано 12 моделей, в которых исследовалось механическое воздействие на прочный слой различной толщины, прочности и глубины залегания от контура почвы. За прочный слой принимался слой пород прочность которого на 50 % и более превышает прочность остальных вмещающих пород. Результаты. Проведенные исследования позволили сделать следующие выводы: с целью уменьшения смещений пород почвы, необходимо дополнительное механическое воздействие на прочный слой для предотвращения его разлома до наступления второго этапа деформирования; в качестве способа механического воздействия было предложено создавать систему «прочный слой – крепь усиления – рама основной крепи» путем установки крепи усиления, контактирующего с прочным слоем через продольный лежень; применение разработанного способа оказывает наибольший эффект на первом этапе деформирования пород почвы, при этом смещения контура почвы уменьшились в 1,5-2 раза по сравнению с моделями без мероприятий; оптимальной областью применения разработанного способа является следующие условия: прочный слой с толщиной mпр=0,1B и глубиной залегания от контура почвы hпр=0,1B и прочностью σсж=60 МПа и более, где В — ширина горной выработки. Научная новизна. Установлены особенности деформирования пород почвы при механическом воздействии на прочный слой в её текстуре. Практическая значимость. Разработан способ механического воздействия и определена область его применения, что позволило уменьшить смещения пород почвы в 1,5-2 раза.
Ключевые слова	горная выработка, породы почвы, прочный слой, эквивалентные материалы, зона разрушенных пород, критерий подобия.
Финансирование
Благодарности
Список источников	1. Касьян, Н. Н. Исследование влияния прочного слоя в составе пород почвы выработки на её устойчивость [Текст] / Н. Н. Касьян, Ю. А. Петренко, А. Л. Касьяненко // Сборник научных трудов ГОУ ВПО ЛНР «ДонГТУ». — 2019. — № 14 (57). — С. 5–11. 2. Экспериментальные исследования пучения пород почвы подготовительных выработок на пологих пластах Донбасса [Текст]: монография / В. И. Бондаренко, И. А. Ковалевская, Г. А. Симанович [и др.]. — Днепропетровск: ЛізуновПрес, 2014. — 224 с. 3. Геомеханика нагружения крепи очистных и подготовительных выработок в слоистом массиве слабых пород [Текст]: монография / В. И. Бондаренко, И. А. Ковалевская, Г. А. Симанович, В. Г. Черватюк. — Днепропетровск: ООО «ЛизуновПресс», 2012. — 236 с. 4. Халимендик, Ю. М. Влияние отпора крепи на деформирование подготовительных выработок в зоне воздействия очистных работ [Текст] / Ю. М. Халимендик, А. С. Барышников // Розробка родовищ: зб. наук. пр. — Дніпропетровськ: Літограф, 2015. — Т. 9. — С. 85–91. 5. Сарычев, В. И. Расчетная модель геомеханической системы «комбинированная крепь — слоистый массив пород» [Текст] / В. И. Сарычев, С. И. Шестаков // Известия Тульского государственного университета. Естественные науки. — Тула, 2009. — Вып. № 3. — С. 272–281. 6. Литвинский, Г. Г. Влияние пассивного отпора пород на работоспособность арочной рамной крепи [Текст] / Г. Г. Литвинский, Е. Е. Павлов // Сборник научных трудов ДонГТУ. — Алчевск: ДонГТУ, 2010. — Вып. 30 — C. 5–15. 7. Пат. 99028 Україна, МПК8 E21D 11/14. Спосіб підтримання гірничих виробок / Г. І. Соловйов, А. Л. Касьяненко; заявник і власник Донецький національний технічний університет. — № a201015254; заявл. 25.06.12; опубл. 10.07.12, Бюл. № 13. — 2 с. 8. Пат. 103110 Україна, МПК8 Е21D 11/00, Е21D 20/00, Е21С 41/18. Спосіб охорони виїмкових виробок у шаруватих породах підошви, схильних до здимання / Г. І. Соловйов, А. Л. Касьяненко, Е. В. Поляков; заявник і власник Донецький національний технічний університет. — № a201203091; заявл. 16.03.12; опубл. 10.09.13, Бюл. № 17 — 8 с.
Полный текст