Влияние параметров тампонажа закрепного пространства на давление на крепь

ISSN 0536-1028 (Print)
ISSN 2686-9853 (Online)

УДК 622.831 DOI: 10.21440/0536-1028-2021-6-5-12


Download

 

Для цитирования: Лисковец А. С., Тациенко В. П., Гоголин В. А. Влияние параметров тампонажа закрепного пространства на давление на крепь // Известия вузов. Горный журнал. 2021. № 6. С. 5–12 (In Eng.). DOI: 10.21440/0536-1028-2021-6-5-12

Введение. В работе анализируются современные методы расчета рамных крепей капитальных выработок. Показана недостаточная изученность этого вопроса при наличии тампонажа закрепного пространства. Наличие тампонажа закрепного пространства позволяет осуществить полный контакт тампонажного камня с вмещающими породами, что не удается сделать при применении бетонных затяжек. В работе используется аналитический метод расчета арочной крепи, тампонажного слоя и вмещающих пород с учетом их разупрочнения. Получены аналитические формулы, определяющие давление на крепь, которые учитывают деформационные ISSN 0536-1028 «Известия вузов. Горный журнал», № 6, 2021 11 и прочностные характеристики вмещающих пород, тампонажного камня и крепи. Проведены расчеты давления на крепь при разных значениях толщины тампонажного слоя, его модуля линейных деформаций и глубины проведения выработки. Получены зависимости давления на крепь от этих параметров, что позволяет выбирать состав тампонажного камня для различных горно-геологических условий.
Цель исследования – установить влияние толщины тампонажного слоя и его деформационных характеристик на величину давления на арочную крепь для проверки ее прочности в различных горно-геологических условиях проведения выработки.
Методология исследований основана на применении физически обоснованных аналитических методов геомеханики для решения задачи о взаимодействии крепи, тампонажного слоя и массива вмещающих пород.
Результаты. Приведены результаты расчетов давления на арочную крепь при разных значениях толщины тампонажного слоя, его деформационных характеристик и глубины проведения выработки.
Выводы. Наличие тампонажного слоя в закрепном пространстве оказывает существенное влияние на методику расчета арочной крепи. Разработанная методика учитывает, что в массиве горных пород возникает слой разупрочненных пород между тампонажным слоем и неразрушенным массивом горных пород. При разрушении горных пород в этом слое происходит увеличение объема породы, что, в свою очередь, приводит к увеличению давления на крепь через тампонажный слой. Установлено, что увеличение модуля линейной деформации тампонажного камня и толщины тампонажного слоя уменьшает давление на крепь.

Ключевые слова: арочная крепь; тампонажный слой; давление на крепь.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

  1. Лисковец А. С., Тациенко В. П. Анализ способов крепления, тампонажа закрепного пространства горных выработок и методов расчета взаимодействия крепи с массивом горных пород // Техника и технология горного дела. 2021. № 1(12). С. 27–52. DOI: 10.26730/2618-7434-2021-1-27-52
  2. Булычев Н. С. Механика подземных сооружений. М.: Недра, 1982. 272 с.
  3. Саммаль А. С., Воронина И. Ю., Шелепов Н. В. Математическое моделирование взаимодействия многослойных обделок параллельных некруговых подводных тоннелей с
    технологически неоднородным массивом пород // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2016. № 3. С. 154–163.
  4. Саммаль А. С., Сергеев С. В., Анциферов С. В., Деев П. В. Определение области применения бетонной крепи стволов в зонах тектонических нарушений // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2018. № 4. С. 317–326.
  5. Анциферов С. В., Фотиева Н. Н., Булычев Н. С., Грибанов В. Б. О расчете обделок тоннелей, сооруженных в массиве грунта, подверженного предварительному укреплению // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2015. № 3. С. 98–107.
  6. Головин К. А., Ковалев Р. А., Копылов А. Б. Расчет крепей, взаимодействующих со слоем расширяющихся пород // Известия ТулГУ. Науки о Земле. 2016. Вып. 4. С. 174–178.
  7. Деев П. В., Саммаль А. С., Анциферов С. В., Шелепов Н. В. Влияние величины технологического зазора на напряженное состояние обделок тоннелей // Известия Тульского
    государственного университета. Науки о Земле. 2018. № 4. С. 287–293.
  8. He S., Lai J., Zhong Y., Wang K. Damage behaviors, prediction methods and prevention methods of rockburst in 13 deep traffic tunnels in China // Engineering Failure Analysis. 2021. Vol. 121. P. 105178. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2020.105178
  9. Szurgacz D., Brodny J. Adapting the powered roof support to diverse mining and geological conditions // Energies. 2020. Vol. 13. No. 2. P. 405. DOI: 10.3390/en13020405
  10. Malkowski P., Ostrowski L., Brodny J. Analysis of Young's modulus for Carboniferrous sedimentary rocks and its relationship with uniaxial compressive strength using different methods of modulus determination // Journal of Sustainable Mining. 2018. Vol. 17. Issue. 3. P. 145–157.
  11. Yu Y., Bai J., Wang X., Zhang L. Control of the surrounding rock of a goaf-side entry driving heading mining face // Sustainability. 2020. Vol. 12. No. 7. P. 2623. DOI: 10.3390/su12072623
  12. Chen Z., He P., Yan D. M., et al. Upper-bound limit analysis of tunnel face stability under advanced support // Yantu Lixue. 2019. Vol. 40. No. 6. P. 2154–2162. DOI: 10.16285/j.rsm.2018.1903
  13. Вохмин С. А., Курчин Г. С., Майоров Е. С., Кирсанов А. К., Костылев С. С. Технологии крепления горных выработок глубоких горизонтов Октябрьского месторождения // Известия вузов. Горный журнал. 2019. № 7. С. 45–52. DOI: 10.21440/0536-1028-2019-7-45-52
  14. Тациенко В. П., Гоголин В. А., Ермакова И. А., Лесин Ю. В., Лисковец А. С. Расчет крепи с учетом тампонажа закрепного пространства // Вестник КузГТУ. 2019. № 3. C. 75–81.
  15. Лисковец А. С., Тациенко В. П., Гоголин В. А., Ермакова И. А. Инженерная методика расчета давления на крепь и смещения верхняка крепи при тампонаже закрепного пространства // Вестник КузГТУ. 2020. № 2. C. 97–102.
  16. Штумпф Г. Г., Рыжков Ю. А., Шаламанов В. А., Петров А. И. Физико-механические свойства горных пород и углей Кузнецкого бассейна. М.: Недра, 1994. 447 с.

 

Язык сайта

Мы индексируемся в: