Геомеханические предпосылки и принципы применения анкерной стяжной крепи вбольшепролетных выработках с плоской потолочиной

Обгрунтовані геомеханічні передумови та принципи застосування анкерного стяжного кріплення в великопрольотних камерах з плоскою покрівлею.

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2009
Hauptverfasser:	Булат, А.Ф., Усаченко, В.Б.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України 2009
Schriftenreihe:	Геотехническая механика
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/33275
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Геомеханические предпосылки и принципы применения анкерной стяжной крепи вбольшепролетных выработках с плоской потолочиной / А.Ф. Булат, В.Б. Усаченко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2009. — Вип. 83. — С. 26-34. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-33275
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-332752012-05-28T12:52:01Z Геомеханические предпосылки и принципы применения анкерной стяжной крепи вбольшепролетных выработках с плоской потолочиной Булат, А.Ф. Усаченко, В.Б. Обгрунтовані геомеханічні передумови та принципи застосування анкерного стяжного кріплення в великопрольотних камерах з плоскою покрівлею. Geomechanical preconditions and principles of using anchor swiped timber in general-span courses with plane top are given. 2009 Article Геомеханические предпосылки и принципы применения анкерной стяжной крепи вбольшепролетных выработках с плоской потолочиной / А.Ф. Булат, В.Б. Усаченко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2009. — Вип. 83. — С. 26-34. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/33275 622.281 ru Геотехническая механика Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Обгрунтовані геомеханічні передумови та принципи застосування анкерного стяжного кріплення в великопрольотних камерах з плоскою покрівлею.
format	Article
author	Булат, А.Ф. Усаченко, В.Б.
spellingShingle	Булат, А.Ф. Усаченко, В.Б. Геомеханические предпосылки и принципы применения анкерной стяжной крепи вбольшепролетных выработках с плоской потолочиной Геотехническая механика
author_facet	Булат, А.Ф. Усаченко, В.Б.
author_sort	Булат, А.Ф.
title	Геомеханические предпосылки и принципы применения анкерной стяжной крепи вбольшепролетных выработках с плоской потолочиной
title_short	Геомеханические предпосылки и принципы применения анкерной стяжной крепи вбольшепролетных выработках с плоской потолочиной
title_full	Геомеханические предпосылки и принципы применения анкерной стяжной крепи вбольшепролетных выработках с плоской потолочиной
title_fullStr	Геомеханические предпосылки и принципы применения анкерной стяжной крепи вбольшепролетных выработках с плоской потолочиной
title_full_unstemmed	Геомеханические предпосылки и принципы применения анкерной стяжной крепи вбольшепролетных выработках с плоской потолочиной
title_sort	геомеханические предпосылки и принципы применения анкерной стяжной крепи вбольшепролетных выработках с плоской потолочиной
publisher	Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
publishDate	2009
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/33275
citation_txt	Геомеханические предпосылки и принципы применения анкерной стяжной крепи вбольшепролетных выработках с плоской потолочиной / А.Ф. Булат, В.Б. Усаченко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2009. — Вип. 83. — С. 26-34. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
series	Геотехническая механика
work_keys_str_mv	AT bulataf geomehaničeskiepredposylkiiprincipyprimeneniâankernojstâžnojkrepivbolʹšeproletnyhvyrabotkahsploskojpotoločinoj AT usačenkovb geomehaničeskiepredposylkiiprincipyprimeneniâankernojstâžnojkrepivbolʹšeproletnyhvyrabotkahsploskojpotoločinoj
first_indexed	2025-07-03T13:48:40Z
last_indexed	2025-07-03T13:48:40Z
_version_	1836633838823931904
fulltext	26 Выпуск № 83 УДК 622.281 А.Ф. Булат, академик НАН Украины, (ИГТМ НАН Украины) В.Б. Усаченко, инженер (НПП Технополис «Экоиндустрия») ГЕОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ И ПРИНЦИПЫ ПРИМЕНЕНИЯ АНКЕРНОЙ СТЯЖНОЙ КРЕПИ В БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫХ ВЫРАБОТКАХ С ПЛОСКОЙ ПОТОЛОЧИНОЙ Обгрунтовані геомеханічні передумови та принципи застосування анкерного стяжного кріплення в великопрольотних камерах з плоскою покрівлею GEOMECHANICAL PRECONDITIONS AND PRINCIPLES OF USING ANCHOR SWIPED TIMBER IN GENERAL-SPAN COURSES WITH PLANE TOP. Geomechanical preconditions and principles of using anchor swiped timber in general-span courses with plane top are given. Анкерные крепи [1] находят все большее применение в широком спектре условий различных месторождений. Неизбежным является применение анкеров в условиях гипсовых шахт, где размеры оставляемых навсегда камер достигают по высоте до 25 м, а по ширине до 17 м. В таких условиях применение подпор- ных крепей технически затруднено, а экономически нецелесообразно. Нашими исследованиями [2] доказана перспектива применения на гипсовых шахтах ан- керных стяжных крепей (АСК), которые обеспечивают повышение устойчиво- сти потолочины камер за счет формирования в анкеруемом массиве зон сжатия, образующихся в результате натяжения между собой наклонно (45-600) установ- ленных анкеров. В настоящей статье рассмотрены некоторые принципы приме- нения АСК, что на наш взгляд, должно обеспечить повышение уровня обосно- ванности и области ее использования. Мощные гипсовые месторождения разрабатываются камерно-столбовыми системами разработки со столбчатыми и ленточными целиками с оставлением защитных породных пачек в потолочине и почве. Оставляемые в потолочине подземных камер защитные пачки (3,5-9,0 м) характеризуются природной ани- зотропией гипсового массива (траверсально-изотропный) в силу генетического образования гипсовых пластов в условиях послойного осадконакопления. Как правило, защитные пачки состоят из 3-6 слоев, что дает основание рассматри- вать их как геокомпозитные несимметричные системы в связи с различной мощностью слагаемых слоев. В условиях естественного монолитного состояния гипсового массива доста- точно продолжительное время устойчивость потолочины камер обеспечивается без инженерных мер. Однако, в условиях проявления неоднородностей в пото- лочине пород камер, таких как геологические нарушения, развитие трещинных зон, утонения намечаемого несущего слоя, замещение над ним сплошного слоя брекчиевидными породами, разгрузка массива проведением камер вызывает раскрытие естественных и развитие послойных, наклонных и ортогональных "Геотехническая механика" 27 слоя пород трещин, что существенно снижают рабочие прочностные показате- ли гипса в потолочинах. Совокупность этих факторов, в конечном счете, приводит к потере устойчи- вости потолочины в виде вывалообразования. Этот процесс характеризуется первоначальным формированием эпицентральных вывалов, которые со време- нем трансформируются в свод естественного равновесия. Прибегая к известной терминологии можно сказать, что в процессе подготовки вывала имеет место период так называемой спокойной устойчивости. Затем развивается первый вы- вал, а через 6-12 месяцев – второй, с формированием которого деформацион- ный процесс переходит в режим бурной неустойчивости, завершается образо- ванием глобального свода объединяющего в себе минисводы. Резюмирую можно заключить, что вывалообразование в камерах – это гео- механический процесс зарождения и эволюции деформаций в породном масси- ве потолочины камер под влиянием естественных и техногенных факторов, обуславливающих во времени и пространстве изменение напряженно- деформированного состояния пород, структурно-фазовых переходов в массиве, которые завершаются самоорганизующихся критичностей вывалов. Здесь сле- дует указать на физический механизм этих процессов, который протекает по смешанному типу – изгиб, растяжение, отрыв и сдвиг. Развитие этих процессов имеет механическую стадийность: плавное опускание потолочины, развитие трещин по слоям с образованием пунктирных несплошностей между слоями, скачкообразное расслоение пород, разрывы между слоями, раскрытие естест- венных и образование разнонаправленных трещин с образованием блочномоза- ичных вертикальных структур и деформационных шарниров, совместное раз- витие перемещающихся вглубь массива границ сводообразования и мульд опускающихся пород в полость камеры, что является завершающей стадией развития вывалов симметричных и асимметричных). Полное понимание процессов позволяет сделать практически важный вы- вод: АСК можно возводить и спустя некоторое время после обнажения пород- ного массива потолочины, если выявлено начавшееся расслоение несущего слоя. Поэтому очевидным становится вывод о том, что одним из принципов по- вышения устойчивости потолочин камер является сохранение анизотропии за- щитных пачек, т.е. их квазимонолитности и квазислоистости. Совокупностью воздействий АСК препятствует фрагментация пород несущего слоя, чем преду- преждается его дискретизация и уменьшение иерархичности структур. Это гео- механическая предпосылка. Теоретическая предпосылка вытекает из положе- ний строительной механики. Цилиндрическая жесткость плиты (несущего слоя) определяется: ( ),112 2 3 .. ν− = cн ц Em D (1) где Е – модуль упругости гипса несущего слоя; mн.с. – мощность несущего слоя; ν – коэффициент поперечной деформации. 28 Выпуск № 83 В свою очередь поперечная жесткость определяется зависимостью: , 3 3 k n b EI D = (2) где I = в к.m 3 н..с/12 – момент инерции; вк – пролет камеры (плиты). Из выражений (1) и (2) видно, что жесткость плиты несущего слоя повыша- ется в кубической зависимости от мощности несущего слоя, Это простое дока- зательство целесообразности соединения нескольких породных слоев в геоком- позитную литомеханическую систему способную воспринимать и противосто- ять даже большим нагрузкам от проявления горного давления. Вполне понятно, что применение АСК повысит жесткость армированной потолочины и ее зна- чение определится из соотношения: D* = φDц (3) где D* – приведенная жесткость армированной потолочины; φ – коэффициент повышения жесткости потолочины анкерной стяжной крепи. Между прогибом неармированной (ωн) и армированной (ωа) потолочины также устанавливается соотношение: ω н = φ*ωа (4) Поскольку φ = ωн /ωа, а ωн>ωа, то φ>1. Таким образом, для нашего случая а н ω ωϕ +=1 (5) Следующая геомеханическая особенность в устойчивости потолочины ка- мер связана с деформационными процессами, которые имеют место в породном массиве. Незакрепленная потолочина подземных камер работает в свободном режиме деформирования, а применение любого воздействия на несущий слой изменяет этот режим, переводя его в режим запрещения (снижения) деформа- ций. Длительными наблюдениями, проведенными сотрудниками ИГТМ им. Н.С. Полякова НАН Украины на гипсовых шахтах показано, что временные процес- сы в массиве потолочины связаны с прогибом несущего слоя, т.е. с формирова- нием мульды опускания потолочины и расслоением пород. Установлена взаи- мосвязь во времени между величиной опускания потолочины и пролетом каме- ры при практически одинаковых показателях прочности гипса несущего слоя. Из положений сопротивления материалов следует, что прогиб балки по ее центру изменяется пропорционально четвертой степени ее пролета, а изгибаю- щий момент пропорционально ее длине, поэтому даже по технологическим со- ображениям пролет камеры можно увеличивать до оптимальной величины. В "Геотехническая механика" 29 приложении к нашей задаче, с определенной степенью идеализации, можно за- писать: ,4 24 0 max к в EI ω ω = (6) где ω0 – значение прогиба потолочины до развития трещинообразования. В практических целях обоснования регламента применения анкерной стяж- ной крепи из этих рассуждений важно установить точки перегиба несущего слоя. Из сопромата известно, что точки перегиба расположены на расстоянии одной трети пролета от геометрической середины балки. Это означает, что при пролете камер 10 м эти характерные точки находятся на удалении 3,3 м от се- редины камеры. Следовательно, от точки перегиба до опоры целика остается 1,7 м, поэтому считаем, что это место установки подкладок, передающих на- грузки на несущий слой пород при натяжении АСК. Таким образом, установка анкера должна осуществляться посредине этого участка, т.е. на расстоянии 0,85 м от целика. Безусловно, эти величины будут изменяться в зависимости от ши- рины камер. Из этих, в общем-то, теоретических рассуждений вытекает важное практическое следствие. Применение АСК обеспечивает перевод схемы нагру- жения несущего слоя на четырехточечную (две опоры и две точки нагружения крепью), при которой снижается влияние срезающих сил и концентрация на- пряжений в приопорных зонах. Добавим, что уменьшение или перенос даже части растягивающих напряжений из плоскости потолочины вглубь массива повышает несущую способность первого слоя со стороны камеры. Рассматривая вопрос прогиба несущего слоя в полость камеры, следует оп- ределиться его величинами. Исследованиями ВНИИСоль А.Ф. Савченко пока- зано, что трещинообразование в гипсах начинается при относительной величи- не деформаций равной 4,85·10-4. Нашими исследованиями и наблюдениями ус- тановлено, что величина расслоения пород в защитной пачке (отрыв несущего слоя) достигает при 7-12 мм. Таким образом, среднюю величину относительной деформации расслоения можно принять равной 9,5·10-4. При этом формируются пунктирные несплошности в слоях и между ними. Специалистами ВНИМИ, проведенными в условиях Новомосковской гипсовой шахты установлено, что средняя относительная деформация при обрушении гипсового пласта мощно- стью 1,5 м составила (24-34)·10-4. Отсюда вытекает следующий принцип пре- дотвращения вывалов из потолочины – деформационный: регламентный режим поддержания потолочины должен исключать предразрушение защитной пачки и обеспечивать режим упруго-вязких и упругопластических деформаций мас- сива, когда относительная деформация не больше величины 9,5·10-4. АСК обеспечивает самообжатие пород, так как гравистатические нагрузки воспринимаются массивом и анкерной системой, т.е. имеет место тормозящий эффект, уровень которого определяется деформационно-силовыми параметра- ми крепи. Второй геомеханической особенностью деформационных процессов уста- новленной нами является сводообразование, которое завершается обрушением 30 Выпуск № 83 пород элементов защищенной пачки потолочины. Таким образом, в потолочине камер имеет место развитие двух противопоставленных процессов: формирова- ние мульды опускания потолочины и дрейф свода естественного равновесия за- вершающегося вывалообразованием. Здесь имеет место такая геомеханическая особенность: прогиб несущего слоя сопровождается образованием плоских не- прерывностей по напластованию, а породы второго за ним слоя переходят из трехосного в двухосное напряженное состояние, что снижает несущую способ- ность потолочины. Именно пунктирные непрерывности являются очагами за- рождения внутрислоевого и межслоевого разрушения, а пересечение их с гра- ницами развивающегося фронта свода естественного равновесия или вывала является одним из условий формирования вертикальной мозаики в гипсовом массиве и вывалообразования в камерах. Отсюда следует практически важный принцип: повышение устойчивости потолочины может быть обеспечено уменьшением интенсивности указанных двух процессов. Техническая реализация этого принципа в выработках боль- ших пролетов и высоты должна быть связана с созданием породо-механических армированных анкерными систем, обеспечивающих повышение приконтурной (поверхностной) и глубинной устойчивости гипсового массива Самозапирание системы “массив-АСК”, исходя из теоретических представ- лений, уменьшает вогнутость поверхности прогиба несущего слои и поднимает осевую линию. Углубляя понимание процессов деформирования и обрушения большепро- летных потолочин, следует указать на их механизм в разных режимах нагруже- ния массива несущего слоя. Анализ теоретических и экспериментальных ре- зультатов показывает, что опускание несущего слоя по геометрической середи- не камер происходит в условиях отрыва (расширения) пород. В таких условиях имеет место симметричное формирование вывала. В условиях, когда вывалы формируются в приопорных зонах потолочины, и в большинстве случаев углы наклона полости вывала к плоскости потолочины составляют 45-600, ответст- венными за вывалообразование являются срезающие усилия, т.е. сдвигающие напряжения. Из изложенного следует вывод: повышение устойчивости прикон- турных пород к камере может быть достигнуто изменением вида напряженного состояния массива, т.е. трансформацией (переводом) его из растяжения на из- гиб, из растяжения и сдвига на сжатие. Следую физическим терминологическим определениям в оценке состояния статически неоднородных структур [3], можно заключить, что в поведении сложноструктурной потолочины проявляется ближний и дальний порядок. Учитывая, что потолочина представляет собой разупрочняющуюся структуру определяющим в ее поведении является ближний порядок. По-существу, ближ- ний порядок – это необходимость обеспечения приконтурной (поверхностной) устойчивости несущего слоя, контактирующего с пригружающим слоем. Именно механизм работы анкерной стяжной крепи обеспечивает формиро- вание как квазимонолитной конструкции массива, так и сжимающих зон в по- "Геотехническая механика" 31 родах за счет нагружения и самозапирания литомеханической системы и за- прещения (уменьшения) деформаций опускания несущего слоя Задача здесь состоит в том, что необходимо обеспечить нагружение массива пород потолочины в эпицентральных деформационных зонах (средина камеры и приопорные участки), чтобы выровнять напряжения в массиве, исключив пе- ренапряжение гипса в условиях растяжения и сдвига, а, следовательно, предот- вратить отслоение нижней части несущего слоя, подверженного изгибу. Анкерная стяжная крепь по своему механизму работы наилучшим образом отвечает геомеханике устойчивости большепролетных и большевысотных ка- мер, ибо рамные (подпорные) крепи технически и экономически в таких усло- виях бесперспективны. Рассматривая принципы применения АСК, следует обратиться еще раз к ме- ханизму ее воздействия на породный массив потолочины. Из публикации [4] известно, что АСК при включении в работу формирует в породах так называе- мую шпренгельную систему, при которой в массиве создаются зоны сжатия, а вся стержневая конструкция крепи работает на растяжение. Принимая во вни- мание принцип малоэнергоемкого воздействия, очевидной становится задача – нагрузка на несущий слой потолочины, передаваемая на него в процессе натя- жения крепи, должна быть не максимально возможной, а меньше предельных возможностей, определяемых конструктивной прочностью АКС. Это согласу- ется с законом Йеркса-Додсона, согласно которому наибольшее значение ка- кой-то характеристики в системе, например, подпора АСК, достигается при не- котором среднем уровне первоначальных энергетических затрат, т.е. при сред- нем усилии энергетических затрат. Это оправдано также с той точки зрения, что максимальный подпор (натяжение) АСК будет достигнут со временем за счет опускания потолочины, которое выступает как энергетический фактор са- мозапирания литомеханической охранной системы “несущий слой – АСК”. При таком механизме работы указанной системы можно вести речь о стесненной дилатансии при ограниченной деформации пород несущего слоя, когда взаимо- действие системы “крепь – массив” характеризуется как квазиравновесное, по- скольку обеспечивается поглощение деформаций опускающегося несущего слоя конструктивной податливостью крепи при условии равнонагруженности АСК. Крепь способствует увеличению прогиба потолочины при большей моно- литности пород. Отсюда следует важный вывод относительно выбора (назначе- ния) податливости АСК монтажной, технологической, конструктивной и пре- дельной (эксплуатационной). Общей податливостью АСК должна обеспечить мягкое высвобождение энергии из породного массива при прогибе потолочины камер, чем будет достигнута некатастрофическая разгрузка эпицентральных высокоэнергонасыщенных зон породного массива. Здесь следует добавить, что важным фактором, влияющим на работу АСК, является некогерентное высво- бождение энергии разных слоев, в частности, несущего слоя потолочины и при- гружающего слоя. Обеспечить такой механизм можно разноглубинным анкеро- ванием потолочины, например, анкерами длиной до 1,5 м посредине камеры. 32 Выпуск № 83 Следующие геомеханическая и горно-технологическая предпосылки связа- ны со временем возведения АСК. Общеизвестно, что наилучшим образом анкер работает при его возведении сразу после обнажения породного массива. Одна- ко упрочнение породного массива анкерами осуществляется и спустя некоторое время после проходки выработки, к примеру впереди движущегося забоя лавы. Для гипсовых шахт эта предпосылка повсеместна. В применении АСК выделя- ется также два регламента поэтапного анкерования потолочины. Первичный этап – возведение АСК сразу после обнажения массива потолочины, вторичный – спустя некоторое время после нахождения камеры в эксплуатации при выяв- ленном расслоении пород несущего слоя. По сравнению с обычной анкерной крепью АСК в таких случаях имеет преимущества АСК – это подпорно- самонапрягающая крепь активного действия, конструкция которой непредель- ных размеров с высокой грузонесущей способностью и регулируемой податли- востью, самозапирание которой обеспечивает повышение квазимонолитности (смыкание вертикальных трещин) и квазислоистости (смыкание горизонталь- ных трещин). Породный массив становится элементом грузонесущей конструк- ции. Применение АСК в большепролетных камерах 2-3 натяжных (стяжных) сис- тем в условиях различных пролетов камер и прогнозируемой высоты вывало- образования обуславливает еще некоторые геомеханические особенности рабо- ты крепи. Во-первых, разная высота прогнозируемого вывала, вызывает необ- ходимость разноглубинного анкерования породного массива. Во-вторых, раз- ноглубинное анкерование потолочины с перекрестно-наклонным расположени- ем анкеров формирует в потолочине камер геомеханический клин запирания пород в зоне потенциального вывала. Это так называемый большой геомехани- ческий клин. Малые геомеханические клины формируются под подкладками, передавающими нагрузку на несущий слой (рис. 1). Рис. 1 – Формирование большого и малых геомеханических клинов при возведении АСК Большой геомехани- ческий клин Малый геомеха- нический клин 45° "Геотехническая механика" 33 Заимствуя выводы из механики грунтов [5] о воздействии штампа на осно- вание можно заключить, что под подкладкой формируется жесткое ядро в виде клина, который назван нами малый геомеханический клин. Считают, что при нагрузках до 0,06-0,08 МПа (подпор АСК) ядро имеет форму треугольника с углом при основании равным углу внутреннего трения пород. При увеличении нагрузки до 0,25 МПа угловая точка у вершины сохраняется, но усиливается боковой распор от ядра. При увеличении прочности пород несущего слоя высо- та ядра уменьшается. Для практики интересно отметить, что с увеличением ширины подкладки (на примере штампа) в «n» раз сопровождается ростом нагрузки передаваемой на несущий слой в «n2» раз. На базе изложенного разработана матрица факторов воздействия АСК на потолочину камер и принципов управления ее деформационным состоянием (рис. 2). Рис. 2 – Матрица факторов воздействия и принципов управления состоянием потолочин камер с помощью АСК Геомеханическая задача: Запирание (самозапирание) литолого- механической системы «потолочина – АСК» Факторы управляющего воздействия повышения устойчивости потолочин камер Косона- клонное анкеро- вание Принудитель- ное натяжение косонаклон- ных анкеров Передача уси- лий натяже- ния крепи на несущий слой Запрещение (умень- шение) прогиба пото- лочины за счет само- запирания системы Запрещение де- формаций сдви- га, расслоения и вывалообразо- вания Повышение квазимоно- литности и квазислоисто- сти пород за- щитной пачки Трансфор- мация вида НДС из растяжения и сдвига на сжатие Обеспечене режи- ма деформирова- ния потолочины при относительной деформации до 9,5·10-4 Обеспечение режима опти- мального воз- действия на среднем уровне энергозатрат Уплотнение массива по вертикали и предотвра- щение рас- слоения Объем- ное сжа- тие пород потоло- чины Блокирова- ние трещи- новатости в гипсовом массиве Самозапиране системы «потолочина – АСК» про- гибом несущего слоя, вы- ступающем как энергети- ческий фактор Передача вертикаль- ных нагру- зок на цели- ки Предотвраще- ние образова- ния локальных вывалов и гло- бального свода Горнотехническая задача: Формирование многоэлементной литолого-механической шпренгельной охранной системы плоских потолочин подземных камер гипсовых шахт Принципы управления и факторы эффективности 34 Выпуск № 83 Из таблицы следует, что основными принципами являются: 1. Сохранение (усиление) квазимонолитности и трансверсальной изотропно- сти пород защитной пачки над камерами; 2. трансформация вида НДС породного массива из состояния растяжения и сдвига в состояние сжатия; 3. снижение интенсивности формирования мульды опускания потолочины в полость камеры и развития сводообразования, завершающегося вывалами; 4. обеспечение деформационного режима (регламента) поддержания пото- лочины камер при условии, что относительная деформация расслоения несуще- го слоя не превышает величины равной 9,5·10-4 и обеспечивается условия про- текания деформационного процесса в упругопластическом режиме. 5. обеспечение принципа оптимального воздействия АСК на несущий слой; 6. Формирование геомеханических клинов распора в потолочине камер пу- тем перекрестно-наклонного возведения анкеров 2-3 стяжек в зоне потенциаль- ного вывала подпор, которыми достигается при среднем уровне энергетических затрат, а дальнейшее его увеличение за счет прогиба потолочины создаст усло- вия ограничения деформаций пород и стеснения их дилатансии. Резюмируя изложенное, можно заключить, что разработка регламента по- вышения устойчивости потолочины большепролетных камерных выработок анкерными системами требует наличия таких предпосылок: 1) умения оценивать и прогнозировать горно-геомеханические условия при- менения анкерного крепления на базе анализа структурных и физико- механических показателей свойств пород потолочины; 2) знания закономерностей деформирования пород потолочины во времени и пространстве с целью оценки особенностей их взаимодействия с анкерной системой; 3) наличия разработанных принципов и регламентов управления устойчиво- стью потолочины камер в атипичных условиях и эффективных конструкций АСК для воздействия на породный массив; 4) наличия теоретической (эмпириоаналитической) базы обоснования пара- метров применяемых анкерных систем; 5) располагать методиками и инструментарием контроля работы анкерной системы и оценки изменения геомеханического состояния пород потолочины при применении анкеров. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Булат А.Ф. Опорно-анкерное крепление горных выработок угольных шахт [Текст] / А.Ф. Булат, В.В. Ви- ноградов. − Днепропетровск: Вільпо, 2002. − 372 с. 2. Булат А.Ф. Перспективний напрямок створення охоронних конструкцій гірничих виробок із застосуван- ням анкерних натяжних систем [Текст] /А.Ф. Булат, В.Б. Усаченко, В.В. Левіт // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. научн. пр. /ІИГТМ НАН України. – Дніпропетровськ, 1997. – Вип. 3. – С. 3-10. 3. Кандауров И.Н. Механика зернистых сред и ее применение в строительстве. Л., Стройиздат, 1996. – 319 с. 4. Claube c. Pat 3427811 (USA), White, Mine roof support system, - Опубл. 18.02.69. 5. Горбунов-Посадов М.И. Устойчивость фундаментов на песчаном основании, НИИОПС. – М., Госстрой- издат, 1962. – С. 29-96.

Геомеханические предпосылки и принципы применения анкерной стяжной крепи вбольшепролетных выработках с плоской потолочиной

Institution

Ähnliche Einträge