Зависимость высоты зон сдвижения пород с разрывом сплошности от размеров очистных выработок

Цель. На основании экспериментальных данных о размерах очистных выработок и параметрах мульд сдвижения земной поверхности установить зависимости изменение высоты зоны сдвижения пород с разрывом их сплошности по мере развития очистных работ. Методика. На основании статистической обработки эксперимент...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2016
Автори:	Антощенко, Н., Филатьев, М., Дубовик, А.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України 2016
Назва видання:	Розробка родовищ
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/133572
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Зависимость высоты зон сдвижения пород с разрывом сплошности от размеров очистных выработок / Н. Антощенко, М. Филатьев, А. Дубовик // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2016. — Т. 10, вип. 4. — С. 44-49. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-133572
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1335722018-06-02T03:04:07Z Зависимость высоты зон сдвижения пород с разрывом сплошности от размеров очистных выработок Антощенко, Н. Филатьев, М. Дубовик, А. Цель. На основании экспериментальных данных о размерах очистных выработок и параметрах мульд сдвижения земной поверхности установить зависимости изменение высоты зоны сдвижения пород с разрывом их сплошности по мере развития очистных работ. Методика. На основании статистической обработки экспериментальных данных установить зависимость верхней границы зоны сдвижения пород с разрывом сплошности от значений максимального оседания земной поверхности и размеров очистных выработок. Результаты. На основании проведенных исследований определено, что максимальная высота распространения зоны подработанных пород с разрывом их сплошности достигается при удалении очистного забоя на расстояние, равное длине лавы. Научная новизна. Используя значения углов сдвижения подработанных пород, определенных по максимальному оседанию земной поверхности и размерам очистных выработок, предлагаются зависимости для расчета верхней границы зоны сдвижения пород с разрывом сплошности. Практическая значимость. На основании принятых теоретических положений, экспериментальных данных и проведенных исследований предложена эмпирическая зависимость расчета высоты распространения зоны подработанных пород с разрывом их сплошности. Мета. На підставі експериментальних даних про розміри очисних виробок і параметрах мульд зрушення земної поверхні встановити залежності зміни висоти зони зрушення порід з розривом їх суцільності та ступеня розвитку очисних робіт. Методика. На підставі статистичної обробки експериментальних даних встановити залежність верхньої межі зони зрушення порід з розривом суцільності від значень максимального осідання земної поверхні і розмірів очисних виробок. Результати. На підставі проведених досліджень визначено, що максимальна висота поширення зони підроблених порід з розривом їх суцільності досягається при видаленні очисного забою на відстань, рівну довжині лави. Наукова новизна. Використовуючи значення кутів зрушення підроблених порід, визначених по максимальному осіданню земної поверхні та розмірами очисних виробок, пропонуються залежності для розрахунку верхньої межі зони зрушення порід з розривом суцільності. Практична значимість. На підставі прийнятих теоретичних положень, експериментальних даних і проведених досліджень запропонована емпірична залежність розрахунку висоти поширення зони підроблених порід з розривом їх суцільності. Purpose. To establish dependences describing changes in the height of rocks displacement zone with fissure in the course of stope development using experimental data about the stopes’ dimensions and parameters of the land surface displacement troughs. Methods. On the basis of statistical processing of experimental data to establish dependence of the upper boundary of rocks displacement zone with fissure on values of the maximum land surface subsidence and the stopes’ dimensions. Findings. The conducted research allowed to determine that the maximum height to which the underworked rocks zone with fissure spreads is reached when the stoping face is located at the distance equal to lava length. Originality. Dependences for calculating the upper boundary of rocks displacement zone with fissure were derived from the values of the underworked rocks displacement angles determined by the maximum land surface subsidence and the stopes’ dimensions. Practical implications. Departing from the relevant theoretical provisions, experimental data and the conducted research, we obtained an empirical dependence for calculating the height to which the underworked rocks zone with fissure spreads. 2016 Article Зависимость высоты зон сдвижения пород с разрывом сплошности от размеров очистных выработок / Н. Антощенко, М. Филатьев, А. Дубовик // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2016. — Т. 10, вип. 4. — С. 44-49. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. 2415-3435 DOI: doi.org/10.15407/mining10.04.044 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/133572 622.834 ru Розробка родовищ УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Цель. На основании экспериментальных данных о размерах очистных выработок и параметрах мульд сдвижения земной поверхности установить зависимости изменение высоты зоны сдвижения пород с разрывом их сплошности по мере развития очистных работ. Методика. На основании статистической обработки экспериментальных данных установить зависимость верхней границы зоны сдвижения пород с разрывом сплошности от значений максимального оседания земной поверхности и размеров очистных выработок. Результаты. На основании проведенных исследований определено, что максимальная высота распространения зоны подработанных пород с разрывом их сплошности достигается при удалении очистного забоя на расстояние, равное длине лавы. Научная новизна. Используя значения углов сдвижения подработанных пород, определенных по максимальному оседанию земной поверхности и размерам очистных выработок, предлагаются зависимости для расчета верхней границы зоны сдвижения пород с разрывом сплошности. Практическая значимость. На основании принятых теоретических положений, экспериментальных данных и проведенных исследований предложена эмпирическая зависимость расчета высоты распространения зоны подработанных пород с разрывом их сплошности.
format	Article
author	Антощенко, Н. Филатьев, М. Дубовик, А.
spellingShingle	Антощенко, Н. Филатьев, М. Дубовик, А. Зависимость высоты зон сдвижения пород с разрывом сплошности от размеров очистных выработок Розробка родовищ
author_facet	Антощенко, Н. Филатьев, М. Дубовик, А.
author_sort	Антощенко, Н.
title	Зависимость высоты зон сдвижения пород с разрывом сплошности от размеров очистных выработок
title_short	Зависимость высоты зон сдвижения пород с разрывом сплошности от размеров очистных выработок
title_full	Зависимость высоты зон сдвижения пород с разрывом сплошности от размеров очистных выработок
title_fullStr	Зависимость высоты зон сдвижения пород с разрывом сплошности от размеров очистных выработок
title_full_unstemmed	Зависимость высоты зон сдвижения пород с разрывом сплошности от размеров очистных выработок
title_sort	зависимость высоты зон сдвижения пород с разрывом сплошности от размеров очистных выработок
publisher	УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України
publishDate	2016
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/133572
citation_txt	Зависимость высоты зон сдвижения пород с разрывом сплошности от размеров очистных выработок / Н. Антощенко, М. Филатьев, А. Дубовик // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2016. — Т. 10, вип. 4. — С. 44-49. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.
series	Розробка родовищ
work_keys_str_mv	AT antoŝenkon zavisimostʹvysotyzonsdviženiâporodsrazryvomsplošnostiotrazmerovočistnyhvyrabotok AT filatʹevm zavisimostʹvysotyzonsdviženiâporodsrazryvomsplošnostiotrazmerovočistnyhvyrabotok AT dubovika zavisimostʹvysotyzonsdviženiâporodsrazryvomsplošnostiotrazmerovočistnyhvyrabotok
first_indexed	2025-07-09T19:14:54Z
last_indexed	2025-07-09T19:14:54Z
_version_	1837197948606218240
fulltext	Founded in 1900 National Mining University Mining of Mineral Deposits ISSN 2415-3443 (Online) \| ISSN 2415-3435 (Print) Journal homepage http://mining.in.ua Volume 10 (2016), Issue 4, pp. 44-49 44 UDC 622.834 https://doi.org/10.15407/mining10.04.044 ЗАВИСИМОСТЬ ВЫСОТЫ ЗОН СДВИЖЕНИЯ ПОРОД С РАЗРЫВОМ СПЛОШНОСТИ ОТ РАЗМЕРОВ ОЧИСТНЫХ ВЫРАБОТОК Н. Антощенко1, М. Филатьев2, А. Дубовик3 1Донбасский государственный технический университет, Лисичанск, Украина 2Кафедра охраны труда, Донбасский государственный технический университет, Лисичанск, Украина 3Государственное предприятие “Угольная компания “Краснолиманская”, Родинское, Украина Ответственный автор: e-mail mfilatev@gmail.com, тел. +380958462460 DEPENDENCE BETWEEN THE HEIGHT OF ROCKS DISPLACEMENT ZONE WITH FISSURE AND THE SIZE OF STOPES M. Antoshchenko1, M. Filatiev2, O. Dubovyk3 1Donbas State Technical University, Lysychansk, Ukraine 2Department of Labour Protection, Donbas State Technical University, Lysychansk, Ukraine 3State Enterprise “Coal Company “Krasnolymanska”, Rodynske, Ukraine Corresponding author: e-mail mfilatev@gmail.com, tel. +380958462460 ABSTRACT Purpose. To establish dependences describing changes in the height of rocks displacement zone with fissure in the course of stope development using experimental data about the stopes’ dimensions and parameters of the land surface displacement troughs. Methods. On the basis of statistical processing of experimental data to establish dependence of the upper bounda- ry of rocks displacement zone with fissure on values of the maximum land surface subsidence and the stopes’ dimensions. Findings. The conducted research allowed to determine that the maximum height to which the underworked rocks zone with fissure spreads is reached when the stoping face is located at the distance equal to lava length. Originality. Dependences for calculating the upper boundary of rocks displacement zone with fissure were derived from the values of the underworked rocks displacement angles determined by the maximum land surface subsidence and the stopes’ dimensions. Practical implications. Departing from the relevant theoretical provisions, experimental data and the conducted research, we obtained an empirical dependence for calculating the height to which the underworked rocks zone with fissure spreads. Keywords: displacement of rocks, continuity, angles of displacement, stopes, scheme, subsidence of the land surface 1. ВВЕДЕНИЕ В настоящее время при отработке угольных пла- стов практически неизученными остаются вопросы, связанные с определением границ зон сдвижения пород с разрывом их сплошности (Cho, Martin, & Sego, 2008). Такая ситуация сложилась из-за отсут- ствия непосредственного доступа к объектам наблю- дений и трудностями, связанными с определением необходимых параметров. От достоверности уста- новления границ зон сдвижения пород с разрывом сплошности зависят эффективность мероприятий, связанных с производительной работой выемочных участков (Bartlett, 2010). Отработка угольных пластов приводит к наруше- нию исходного природного состояния подрабатывае- мого массива и образованию зон с разным состоянием вмещающих пород. Одной из наиболее важных зон для обеспечения успешной отработки выемочных участков является зона сдвижения пород с разрывом сплошности (Hummel, Hummelova, Koudelkova, & Cerna, 2015; Falshtynskyi, Lozynskyi, Saik, Dychkovskyi, & Tabachenko, 2016). От размеров этой зоны зависит проявление горного давления на крепь очистных и подготовительных выработок, выделение газа и воды из подрабатываемых источников, а также изменение других сопутствующих факторов, определяющих условия эксплуатации выемочных участков (Han, Hu, M. Antoshchenko, M. Filatiev, O. Dubovyk. (2016). Mining of Mineral Deposits, 10(4), 44-49 45 & Cui, 2011; Sasaoka, Takamoto, Shimada, Oya, Hama- naka, & Matsui, 2015; Kowalski & Jędrzejec, 2015). При прогнозе газовыделения согласно (Ruko- vodstvo…, 1975) расположение верхней границы зоны сдвижения пород с разрывом сплошности НР определялось, при прочих равных условиях, в зави- симости от мощности пласта m и угла его падения α. В последствии для условий отработки пологих и наклонных пластов порядок определения НР был изменен в действующем нормативном документе (Rukovodstvo…, 1994). Дополнительно к параметрам m и α использовали значения длины лавы Lл и коэф- фициента Кл, якобы учитывающего влияние степени метаморфизма угля на величину свода разгрузки подрабатываемых пород. Практика применения этой зависимости показала возможность получения в некоторых случаях значе- ний НР, превышающих глубину ведения очистных работ Н. Такие результаты противоречат физическим представлениям о соотношении рассматриваемых параметров (НР и Н) и они не могут гарантировать необходимую точность инженерных расчетов. Недо- статочная изученность рассматриваемого вопроса подтверждается также разными зависимостями опре- деления НР и их расчетными значениями согласно (Kozlovskiy, 1975; Filat’yev, Antoshchenko, Pyzhov, & Dubovik, 2016). Следует отметить, что все рекомен- дации по определению параметра НР (Rukovodstvo…, 1975; Rukovodstvo…, 1994; Kozlovskiy, 1975; Filat’yev, Antoshchenko, Pyzhov, & Dubovik, 2016) основаны на теоретических предпосылках протека- ния процессов сдвижения пород без должного экспе- риментального их подтверждения. Важность решаемых инженерных задач с исполь- зованием параметра НР и состояние изученности указывают на актуальность достоверного определе- ния размеров зон сдвижения подрабатываемых пород с разрывом их сплошности. Идея работы состоит в определении количественных значений параметра НР с использованием экспериментальных, достаточно точно устанавливаемых, косвенных показателей. К таким показателям, в рассматриваемом случае, отно- сятся размеры очистных выработок и соответствую- щие им параметры сдвижения пород и земной по- верхности. Цель исследований – на основании экспе- риментальных данных о размерах очистных вырабо- ток и параметрах мульд сдвижения земной поверхно- сти, установить зависимости изменение НР по мере развития очистных работ. 2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ Теоретическая зависимость параметров сдвиже- ния подработанных пород от развития очистных работ и образования мульд на земной поверхности изложена в работе (Karpov, Klebanov, & Firchanek, 1981). В ней последовательно рассмотрены процессы от начала сдвижения земной поверхности до полной ее подработки (образования плоского дна мульды). Оседание земной поверхности в точке 1 (Рис. 1) начинается после осадки основной кровли при уда- лении очистного забоя от разрезной печи на некото- рое расстояние L1. Положение точки 1 на земной поверхности определяется углами полных сдвиже- ний пород по стороны разрезной печи (ψ1 P) или со стороны удаляющегося очистного забоя (ψ1 З). Рисунок 1. Схема определения параметров сдвижения пород с разрывом сплошности: 1, 2…і – положения очистного забоя и соответствующие им точки максимального оседания земной поверхности; точка і характеризует начало полной подработки земной поверхности (образование плоского дна мульды); 3 – земная поверхность; 4 – разрабатываемый пласт; 5 – разрезная печь; L1 – расстояние между очистным забоем и разрезной печью, при котором начинается сдвижение земной поверхности в точке 1; L2…Lі – размеры очистной выработки, соответствующие максимальному оседанию земной поверхности в точках 2…і; ψ1 P…ψi P – углы сдвижения пород со стороны разрезной печи; ψ1 З, ψ2 З… ψi З – углы сдвижения пород над очистным забоем M. Antoshchenko, M. Filatiev, O. Dubovyk. (2016). Mining of Mineral Deposits, 10(4), 44-49 46 Для реализации рассматриваемой схемы необхо- димо знать текущие расположения очистного забоя (1, 2…і) и соответствующие им координаты точек максимального оседания земной поверхности (Рис. 1). Эти экспериментальные данные позволяют опреде- лить изменение углов полных сдвижений как над разрезной печью (ψ1 P…ψi P), так и над удаляющимся очистным забоем (ψ1 З, ψ2 З… ψi З). Каждая экспери- ментальная точка максимального оседания земной поверхности соединяется одним отрезком прямой с неподвижной стенкой разрезной печи, а вторым от- резком – с соответствующим этой точке положением очистного забоя. Угол между первым отрезком и плоскостью пласта является углом полных сдвиже- ний над разрезной печью, а между вторым отрезком и плоскостью пласта – углом полных сдвижений над движущимся очистным забоем. В процессе удаления очистного забоя от разрез- ной печи угол ψ1 P до полной подработки земной по- верхности уменьшается до значения ψi P. Предвари- тельно установлено, что при достаточном развитии очистных работ ψi P остается постоянным для разных горно-геологических условий. Его значения находят- ся в диапазоне 50 – 60°. Средняя величина ψi P равна 55°, что совпадает с рекомендациями нормативного документа (Filat’yev, Antoshchenko, Pyzhov, & Dubovik, 2016). Это дает основание считать угол ψi P после полной подработки минимальным и постоян- ным, а его значение определяет максимальное оседа- ние земной поверхности и соответствует максималь- ному и окончательному сдвижению подработанных пород. По этой причине зона сдвижения пород с разрывом сплошности в начальный период оседания земной поверхности после осадки основной кровли не может распространяться за пределы выше значе- ния параметра H1 P. По мере удаления очистного за- боя от разрезной печи параметр H1 P будет увеличи- ваться. Количественные его значения, исходя из схе- мы (Рис. 1), зависят от соотношения расстояния L, глубины ведения очистных работ Н и углов ψi P, ψ1 P. Если точки максимального оседания земной поверх- ности располагаются над серединой выработанного пространства, то текущее значение параметра НР можно рассчитать согласно уравнению: 2 Р i Р tgL Н ψ⋅ = . (1) При других вариантах расположения точек мак- симального оседания земной поверхности (разных углах со стороны разрезной печи ψP и очистного забоя ψЗ): p Р i Р tg tgL Н ψ ψ⋅ = , (2) где: ψi P – угол, соответствующий максимальному осе- данию земной поверхности со стороны разрезной печи при удалении забоя на текущее расстояние Lі. Используя экспериментальные данные о размерах очистных выработок и соответствующие им пара- метры мульд сдвижения земной поверхности (Pravyla…, 2004; Larchenko, 1998; Babenko, 2009; Nazarenko & Yoshchenko, 2011), согласно расчетной схемы (Рис. 1), определили текущие значения углов сдвижения пород (ψP и ψЗ). Затем для каждого поло- жения очистного забоя по уравнениям (1) и (2) рас- считали параметр НР (Табл. 1). Полученные на основании экспериментальных данных зависимости НР = f(L) приведены для рас- сматриваемых объектов на графике (Рис. 2). Таблица 1. Исходные экспериментальные данные (Pravyla…, 2004; Larchenko, 1998; Babenko, 2009; Nazarenko & Yosh- chenko, 2011) и результаты определения параметра НР для разных горно-геологических условий № п/п Шахта, пласт, лава Н, м m, м Удаление очистного забоя, м Диапазон изменения углов сдвижения, град Диапазон изменения высоты верхней границы сдвижения пород с разрывом сплошности НР, м L1 Lm * ψЗ ψP уравне- ние (1) уравне- ние (2) уравне- ние (3) 1 “Степная”, С6 107 0.91 24 286 81 – 28 87 – 55 17 – 204 9 – 97 28 – 110 2 Шахта Аппалачского басейна 220 1.65 141 483 82 – 36 82 – 50 85 – 290 37 – 220 148 – 234 3 “Степная”, С6, №604 120 0.92 24 95 85 – 67 83 – 69 17 – 68 21 – 66 31 – 84 4 “Степная”, С6, №606 120 1.05 35 161 84 – 52 79 – 60 25 – 115 33 – 99 43 – 109 5 “Степная”, С6, №715, №713 190 0.95 37 218 89 – 60 80 – 58 26 – 156 48 – 170 51 – 171 6 “Юбилейная”, С6, №530 150 1.00 33 200 83 – 47 85 – 68 24 – 143 19 – 86 40 – 122 7 “Юбилейная”, С1, 2-я восточная 135 0.95 16 138 88 – 64 86 – 63 11 – 99 13 – 98 22 – 118 8 “Юбилейная”, С6 ’, №605, №607 250 0.71 58 338 81 – 51 87 – 61 41 – 241 19 – 198 68 – 225 9 “Першотравневе”, С4 ’, №302, №304 140 0.63 20 88 84 – 70 88 – 76 14 – 63 7 – 50 25 – 83 *Примечание: Lт – максимальное удаление очистного забоя от разрезной печи при проведении экспериментов Согласно приведенному уравнению (1) параметр НР изменяется прямопропорционально удалению очистного забоя от разрезной печи L. Коэффициен- том пропорциональности является постоянное значе- ние tgψi P/ 2. Для большинства объектов, что было обосновано ранее, ψi P = 55°, а коэффициент пропор- циональности равен 0.71. В условиях шахты Аппалачского бассейна со- гласно результатам обработки экспериментальных данных (Larchenko, 1998) получено значение ψi P = 50°. Ему соответствует коэффициент пропорци- ональности – 0.60. Такая разница в количественном определении значений ψi P отразилась на расположе- нии прямых 1 и 2 (Рис. 2). M. Antoshchenko, M. Filatiev, O. Dubovyk. (2016). Mining of Mineral Deposits, 10(4), 44-49 47 200 Нр, м 100 L = Lл 1 0.71 ; – Н = ·р L ;2 0.60 – H = ·Lp (1 );3 – H = expp 92.56/ + (2.55-0.03 )·L R = 0.98 1 2 3 0 50 80 150 L, м 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Рисунок 2. Зависимость параметра НР от удаления очистного забоя от разрезной печи L: 1 – прямопропорциональная зависимость согласно уравнению (1) при ψi P = 55°; 2 – то же при ψi P = 50°; 3 – экспоненциальная зависи- мость согласно исходным экспериментальным данным в условиях шахты “Степная” при длине лавы Lл = 150 м (Pravyla…, 2004); R – корреляционное отношение; значения параметра НР полученные на ос- новании экспериментальных данных соответственно в условиях шахт: × – “Степная” (Pravyla…, 2004); – “Степная” (лава №604) (Babenko, 2009); – “Степная” (лава №606) (Babenko, 2009); – “Степная” (лавы №715 – 713) (Babenko, 2009); – “Юбилейная” (лава №530) (Babenko, 2009); – “Юбилейная” (лава 2-я восточная) (Babenko, 2009); – “Юбилейная” (лавы 605 – 607) (Babenko, 2009); – “Першотравнева” (лавы №302 – 304) (Babenko, 2009); – Аппалачского бассейна (Larchenko, 1998) Нр, м Hр з( ), м Н = ·Н –р р(з)0 84 10 58. . ; = 0 92R . 1 0 50 100 150 200 250 0 50 100 150 200 250 Рисунок 3. Зависимость между параметрами НР и НР(З), характеризующими возможную высоту распространения зоны сдвижения пород с разрывом сплошности: 1 – усредняющая прямая; R – корреляционное отношение; значе- ния параметра НР полученные на основании экспериментальных данных соответственно в условиях шахт: × – “Степная” (Pravyla…, 2004); – “Степная” (лава №604) (Babenko, 2009); – “Степная” (лава №606) (Babenko, 2009); – “Степная” (лавы №715 – 713) (Babenko, 2009); – “Юбилейная” (лава №530) (Babenko, 2009); – “Юбилейная” (лава 2-я восточная) (Babenko, 2009); – “Юбилейная” (лавы №605 – 607) (Babenko, 2009); – “Першотравнева” (лавы №302 – 304) (Babenko, 2009); – Аппалачского бассейна (Larchenko, 1998) M. Antoshchenko, M. Filatiev, O. Dubovyk. (2016). Mining of Mineral Deposits, 10(4), 44-49 48 Значения НР, определенные согласно уравнению (2), отличались от прямопропорциональных зависи- мостей (1) и (2) при удалении очистных забоев на расстояние более 200 м (Рис. 2). При L < 150 м эти отличия существенно уменьшались и зависимости НР = f(L) в этом диапазоне для всех вариантов опре- деления НР были близки к прямолинейным. Следует отметить, что расчетные значения НР необходимо определять с учетом фактической длины лавы. Значения НР остается постоянным после удале- ния очистного забоя от разрезной печи L на расстоя- ние, равное длине лавы Lл. В этом случае образуется квадрат выработанного пространства, который явля- ется ориентиром для ограничения верхней границы зоны сдвижения пород с разрывом сплошности. Например, экспериментальные данные об оседании земной поверхности в условиях шахты “Степная” получены при отработке лавы длиной 150 м (Larchenko, 1998). Такому значению длины лавы со- ответствует НР = 80 м (Рис. 2). Аналогичным образом, используя длину лавы и полученные зависимости НР = f(L), можно определить НР для других объектов. При наличии необходимых экспериментальных данных ориентировочную зависимость НР(З) = f(L) можно определить, исходя из схемы (Рис. 1), по из- менению углов сдвижения ψ1 З, ψ2 З… ψi З со стороны очистного забоя и постоянному значению ψi P над разрезной печью: ( ) ( )зР i зР i зР L Н ψψ ψψ −− ⋅⋅ = 180sin sinsin . (3) Соотношение между значениями НР и НР(З), рас- считанными для рассматриваемых объектов соответ- ственно по уравнениям (2) и (3), характеризуются прямопропорциональной зависимостью (Рис. 3): ( ) 58.1084.0 −⋅= зPР HН . (4) Коэффициент корелляции для уравнения (4) со- ставляет 0.92, что дает основание, в случае необхо- димости, использовать полученную зависимость в инженерных расчетах. 3. ВЫВОДЫ На основании принятых теоретических положений, экспериментальных данных и проведенных исследо- ваний сделаны выводы: – используя значения углов сдвижения подрабо- танных пород, определенных по максимальному оседанию земной поверхности и размерам очистных выработок, предлагаются зависимости для расчета верхней границы зоны сдвижения пород с разрывом сплошности; – в общем случае зависимость НР = f(L) является криволинейной. Она описывается экспонентой вида: )( 21exp1 LKKP А H ⋅−+ = , (5) где: А, К1, К2 – эмпирические коэффициенты; – максимальная высота распространения зоны подработанных пород с разрывом их сплошности достигается при удалении очистного забоя на рассто- яние, равное длине лавы. БЛАГОДАРНОСТЬ Статья написана в рамках госбюджетной научно- исследовательской тематики №208 “Разработка под- системы прогноза и управления динамикой метано- вости горных выработок” (№ госрегистрации 0114U006105, 0114U004419), выполняемой Донбас- ским государственным техническим университетом. REFERENCES Babenko, E. (2009). Nastroyka modeli dlya modelirovaniya seysmicheskikh sobytiy tekhnogennoy prirody. Problemy hirskoho tysku, (17), 67-93. Bartlett, P.J. (2010). Considerations in Planning and Imple- menting Massive Underground Mines at Depth. Mining technology, 119(3), 168-174. https://doi.org/10.1179/174328610x12820409992417 Cho, N., Martin, C.D., & Sego, D.C. (2008). Development of a Shear Zone in Brittle Rock Subjected to Direct Shear. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sci- ences, 45(8), 1335-1346. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2008.01.019 Falshtynskyi, V., Lozynskyi, V., Saik, P., Dychkovskyi, R., & Tabachenko, M. (2016). Substantiating Parameters of Strat- ification Cavities Formation in the Roof Rocks during Un- derground Coal Gasification. Mining of Mineral Deposits, 10(1), 16-24. https://doi.org/10.15407/mining10.01.016 Filat’yev, M., Antoshchenko, N., Pyzhov, S., & Dubovik, A. (2016). Opredelenie zon sdvizheniya podrabotannykh po- rod s razryvom sploshnosti. Ugol’ Ukrainy, (3), 9-16. Han, H.L., Hu, N.L., & Cui, B. (2011). Dynamic Modeling of Surface Subsidence Induced by Underground Mining. Advanced Materials Research, (382), 323-327. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.382.323 Hummel, M., Hummelova, I., Koudelkova, J., & Cerna, K. (2015). Mining of Protection Pillars Without Subsidence. Journal of Mining Science, 51(2), 335-341. https://doi.org/10.1134/s1062739115020179 Karpov, E., Klebanov, F., & Firchanek, B. (1981). Prirodnye opasnosti v shakhtakh, sposoby ikh kontrolya i predot- vrashcheniya. Moskva: Nedra Kowalski, A., & Jędrzejec, E. (2015). Influence of Subsidence Fluctuation on the Determination of Mining Area Curva- tures. Archives of Mining Sciences, 60(2), 487-505. https://doi.org/10.1515/amsc-2015-0032 Kozlovskiy, B. (1975). Prognozirovanie metanovoy opasnosti v ugol’nykh shakhtakh. Moskva: Nedra. Larchenko, V. (1998). Vliyanie podzemnoy razrabotki ugol’- nykh plastov na sostoyanie zemnoy poverkhnosti. Vestnik MANEB, 4(12), 39-41. Nazarenko, V., & Yoshchenko, N. (2011). Zakonomernosti razvitiya maksimal’nykh osedaniy i naklonov poverkhnosti v mul’de sdvizheniya. Dnipropetrovsk: Natsionalnyi hirnychyi universytet. Pravyla pidrobky budivel, sporud i pryrodnykh ob’iektiv pry vydobuvanni vuhillia pidzemnym sposobom. (2004). Kyiv: Minpalyvenerho Ukrainy. Rukovodstvo po proektirovaniyu ventilyatsii ugol’nykh shakht. (1975). Moskva: Nedra. Rukovodstvo po proektirovaniyu ventilyatsii ugol’nykh shakht. (1994). Kyiv: Osnova. M. Antoshchenko, M. Filatiev, O. Dubovyk. (2016). Mining of Mineral Deposits, 10(4), 44-49 49 Sasaoka, T., Takamoto, H., Shimada, H., Oya, J., Hamanaka, A., & Matsui, K. (2015). Surface Subsidence due to Under- ground Mining Operation under Weak Geological Condi- tion in Indonesia. Journal of Rock Mechanics and Geotech- nical Engineering, 7(3), 337-344. https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2015.01.007 ABSTRACT (IN RUSSIAN) Цель. На основании экспериментальных данных о размерах очистных выработок и параметрах мульд сдви- жения земной поверхности установить зависимости изменение высоты зоны сдвижения пород с разрывом их сплошности по мере развития очистных работ. Методика. На основании статистической обработки экспериментальных данных установить зависимость верхней границы зоны сдвижения пород с разрывом сплошности от значений максимального оседания земной поверхности и размеров очистных выработок. Результаты. На основании проведенных исследований определено, что максимальная высота распростра- нения зоны подработанных пород с разрывом их сплошности достигается при удалении очистного забоя на расстояние, равное длине лавы. Научная новизна. Используя значения углов сдвижения подработанных пород, определенных по макси- мальному оседанию земной поверхности и размерам очистных выработок, предлагаются зависимости для рас- чета верхней границы зоны сдвижения пород с разрывом сплошности. Практическая значимость. На основании принятых теоретических положений, экспериментальных дан- ных и проведенных исследований предложена эмпирическая зависимость расчета высоты распространения зоны подработанных пород с разрывом их сплошности. Ключевые слова: сдвижение пород, сплошность, углы сдвижения, очистные выработки, схема, оседание земной поверхности ABSTRACT (IN UKRAINIAN) Мета. На підставі експериментальних даних про розміри очисних виробок і параметрах мульд зрушення зе- мної поверхні встановити залежності зміни висоти зони зрушення порід з розривом їх суцільності та ступеня розвитку очисних робіт. Методика. На підставі статистичної обробки експериментальних даних встановити залежність верхньої ме- жі зони зрушення порід з розривом суцільності від значень максимального осідання земної поверхні і розмірів очисних виробок. Результати. На підставі проведених досліджень визначено, що максимальна висота поширення зони підроб- лених порід з розривом їх суцільності досягається при видаленні очисного забою на відстань, рівну довжині лави. Наукова новизна. Використовуючи значення кутів зрушення підроблених порід, визначених по максима- льному осіданню земної поверхні та розмірами очисних виробок, пропонуються залежності для розрахунку верхньої межі зони зрушення порід з розривом суцільності. Практична значимість. На підставі прийнятих теоретичних положень, експериментальних даних і прове- дених досліджень запропонована емпірична залежність розрахунку висоти поширення зони підроблених порід з розривом їх суцільності. Ключові слова: зрушення порід, суцільність, кути зрушення, очисні виробки, схема, осідання земної поверхні ARTICLE INFO Received: 16 August 2016 Accepted: 31 October 2016 Available online: 30 December 2016 ABOUT AUTHORS Mykola Antoshchenko, Doctor of Technical Sciences, Rector, Donbas State Technical University, 84 Peremohy Ave., 93100, Lysychansk, Ukraine. E-mail: donstu.lisichansk@ukr.net Mykhailo Filatiev, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Labour Protection, Donbas State Technical University, 84 Peremohy Ave., 93100, Lysychansk, Ukraine. E-mail: mfilatev@gmail.com Oleksandr Dubovyk, General Director, State Enterprise “Coal Company “Krasnolymanska”, 9 Peremohy St, 85310, Rodynske, Ukraine. E-mail: company@krasnolimanskaya.com.ua

Зависимость высоты зон сдвижения пород с разрывом сплошности от размеров очистных выработок

Репозитарії

Схожі ресурси