close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Геомеханическое обоснование параметров крепи капитальных выработок при отработке подкарьерных запасов угольных месторождений подземным способом

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
Нгуен Ван Куанг
ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ
КРЕПИ КАПИТАЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК ПРИ ОТРАБОТКЕ
ПОДКАРЬЕРНЫХ ЗАПАСОВ УГОЛЬНЫХ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОДЗЕМНЫМ СПОСОБОМ
Специальность 25.00.20 – Геомеханика, разрушение горных пород,
рудничная аэрогазодинамика и горная
теплофизика
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Санкт–Петербург - 2016
Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный».
Научный руководитель:
доктор технических наук, профессор
Протосеня Анатолий Григорьевич
Официальные оппоненты:
Сарычев Владимир Иванович,
доктор технических наук, доцент, федеральное государственное
бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Тульский государственный университет», кафедра геотехнологий и строительства подземных сооружений, профессор
Синегубов Вячеслав Юрьевич,
кандидат технических наук, ООО «Геотехническое бюро», главный специалист
Ведущая организация – ОАО «Гипрошахт»
Защита диссертации состоится 08 июня 2016 г. в 12 ч 00
на заседании диссертационного совета Д 212.224.06 при Национальном минерально-сырьевом университет «Горный» по адресу: 199106, Санкт-Петербург, 21-я линия, дом 2, ауд. 1163.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального минерально-сырьевого университета «Горный» и на
сайте www.spmi.ru.
Автореферат разослан 08 апреля 2016 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
СИДОРОВ
Дмитрий Владимирович
2
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследований. На шахтах угольного
бассейна Куангнинь (Вьетнам) планируется отработка подкарьерных
запасов. Разработка угольных пластов под карьером требует обоснования рациональных параметров крепи капитальных выработок,
обеспечивающих их эксплуатационное состояние, безопасную и эффективную отработку пластов.
Актуальность данной задачи объясняется сложным характером взаимного влияния карьера и также наличием в массиве геологических разломов, отсутствием опыта разработки подобных месторождений.
В шахтах угольного бассейна Куангнинь отмечены разрушения крепи капитальных выработок. Одной из основных причин неудовлетворительного состояния выработок является отсутствие методики обоснования параметров крепи, учитывающей специфику
отработки подкарьерных запасов угля. На ремонт и перекрепление
выработок затрачиваются большие средства еще на стадии строительства горизонтов. Как правило, выбор крепи капитальных выработок осуществляется на основании производственного опыта, без
анализа условий их применения и расчета параметров. Поэтому поиск закономерностей формирования нагрузки на крепь выработок с
целью обоснования их параметров, обеспечивающих устойчивое
состояние выработок с минимальными эксплуатационными затратами, является актуальной задачей.
Для решения данной задачи необходима комплексная оценка
особенностей физико-механических и структурных свойств вмещающих пород, напряженно-деформированного состояния подкарьерного массива, предельного состояния пород вокруг выработок и разработка методики расчета смещения пород вокруг выработок с учетом разрыхления горных пород.
Исследованием геомеханических процессов при комбинированной разработке месторождений занимались такие ученые, как
К.Н. Трубецкой, Д.Р. Каплунов, А.А. Козырев, В.Н. Калмыков и
другие.
3
Обеспечению устойчивости выработок посвящены работы
И.В. Баклашова, Н.С. Булычева, А.А. Еременко, Б.А. Картозии,
О.В. Ковалева, М.В. Корнилкова, Г.Г. Мирзаева, А.Н. Панкратенко,
А.Г. Протосени, К.В. Руппенейта, В.Л. Трушко, М.Н. Шуплика,
Ю.З. Заславского и др.
Цель диссертационной работы: обеспечение устойчивости
капитальных горных выработок обоснованием параметров крепи
при отработке подкарьерных запасов угольных пластов в условиях
шахты Нуйбео.
Идея работы: выбор рациональных типов и параметров крепи капитальных выработок угольных шахт при комбинированной
разработке месторождения должен производиться на основе прогноза их устойчивости, базирующегося на результатах натурных
наблюдений, экспериментально-аналитических и численных методах моделирования.
Основные задачи исследований:
– анализ горно-геологических условий угольного бассейна Куангнинь на примере месторождения Нуйбео;
– оценка влияния открытой разработки на подкарьерный массив
при комбинированной разработке угольного месторождения;
– прогноз напряженно-деформированного состояния горного
массива при отработке подкарьерных запасов угля шахты Нуйбео;
– разработка методики расчета смещения вмещающих выработку
пород с учетом их разрыхления;
– обоснование рациональных типов и параметров крепи капитальных выработок шахты Нуйбео.
Методы исследований. В работе использовалась комплексная методика исследования, включающая анализ литературных источников, опыта комбинированной открыто-подземной разработки
угольных месторождений; геологических материалов месторождения Нуйбео; натурных исследований смещения пород вокруг капитальных выработок шахт угольного бассейна Куангнинь; численное
моделирование геомеханических процессов в вмещающем выработку горном массиве.
4
Научная новизна работы:
Установлены закономерности формирования напряженнодеформационного состояния пород вокруг капитальных выработок в
подкарьерном массиве, вызванные открытой разработкой угольного
пласта;
Выявлены закономерности изменения смещения пород в
окрестности выработки с учетом предельного состояния и разрыхления вмещающего горного массива.
Защищаемые научные положения:
1. Прогноз напряженно-деформированного состояния пород вокруг выработок при подземной разработке подкарьерных запасов
угля должен учитывать наличие карьера, зона влияния которого по
вертикальному направлению составляет 320 м, в плане 120 м, что
уменьшает напряжения в подкарьерном горном массиве.
2. При прогнозе напряженно-деформированного состояния пород вокруг капитальных выработок необходимо учитывать наличие
области предельного состояния, параметры которой зависят от физико-механических характеристик пород, глубины заложения и месторасположения выработок относительно карьера.
3. Тип и параметры крепи капитальных выработок принимаются
на основе прогноза напряженно-деформированного состояния пород
и смещения контура выработки, величины которых определяются
категорией устойчивости породы и ее разрыхлением (дилатансией).
Практическая значимость работы:
– разработана методика расчета параметров напряженнодеформированного состояния массива вокруг капитальных выработок при отработке подкарьерных запасов угля;
– обоснованы рациональные типы и параметры крепи капитальных выработок в зависимости от категории устойчивости горных
пород.
Достоверность и обоснованность научных положений и
рекомендаций подтверждается использованием современных методов горной геомеханики; численного метода конечных элементов,
реализованного на сертифицированном программном комплексе
5
Abaqus; результатами натурных наблюдений за величинами смещения контура выработок на шахтах угольного бассейна Куангнинь;
согласованностью результатов аналитических и натурных исследований за смещениями горных пород вокруг горных выработок.
Научная и практическая ценность. Результаты исследования могут быть использованы для обоснования параметров крепи
капитальных выработок, при отработке подкарьерных запасов угля
месторождения Нуйбео, а также при разработке пластов с аналогичными условиями на шахтах угольного бассейна Куангнинь.
Личный вклад автора заключается в постановке задач исследований; в разработке конечно-элементных моделей; в проведении численных экспериментов и анализе полученных результатов; в
анализе натурных исследований деформирования пород вокруг выработок; в обосновании типов и параметров крепи горных выработок; в разработке рекомендаций по обеспечению устойчивости капитальных выработок в условиях угольного бассейна Куангнинь.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на заседаниях кафедры строительства
горных предприятий и подземных сооружений, на заседаниях научно-технического совета по работе с аспирантами Национального
минерального - сырьевого университета “Горный”.
Публикации. По
теме
диссертации
опубликовано
3 печатных работы, из них 2 работы в изданиях, входящих в Перечень ВАК Минобрнауки России.
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 123 страницах машинописного текста, содержит 4 главы,
введение и заключение, список использованной литературы из
79 наименований, 89 рисунков и 17 таблиц.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
В главе 1 диссертационной работы выполнен анализ горногеологических и гидрогеологических условий угольного месторождения Нуйбео, комбинированных технологий отработки месторождений полезных ископаемых, методов оценки устойчивости горных
6
выработок, типов крепи и области их применения в условии угольного бассейна Куангнинь. Сформулированы цель и задачи исследований.
В главе 2 приведены результаты натурных исследований
смещений контура капитальных выработок угольных месторождений Куангнинь. Получена зависимость ожидаемых смешений породного контура выработок от прочностных характеристик горных
пород, глубины заложения и площади поперечного сечения выработок. Определены категории устойчивости пород для условий шахты
Нуйбео.
В главе 3 с помощью пространственной геомеханической
модели определены размеры зоны влияния карьера на распределение напряжений в подкарьерном горном массиве. Определена зона
предельного состояния пород вокруг выработок, получены зависимости максимальных размеров зоны предельного состояния от физико-механических свойств пород и глубины заложения выработок.
В главе 4 разработана методика расчета смещения пород вокруг выработки с учетом и без учета пластического разрыхления
пород. Обоснованы тип и параметры крепи, обеспечивающих устойчивость горных выработок вне и в зоне влияния карьера.
В заключении приведены обобщенные выводы и рекомендации, полученные по результатам исследований.
Основные результаты исследований отражены в следующих
защищаемых положениях:
1. Прогноз напряженно-деформированного состояния пород вокруг выработок при подземной разработке подкарьерных
запасов угля должен учитывать наличие карьера, зона влияния
которого по вертикальному направлению составляет 320 м, в
плане 120 м, что уменьшает напряжения в подкарьерном горном
массиве.
По проекту, выполненному в компании ОАО Винакомин,
были определены целесообразные для отработки подкарьерные запасы шахты Нуйбео, на отметках -90 ÷ -400 м. Расчетная схема для
7
оценки влияния карьера на напряженно-деформационное состояние
подкарьерного массива приведена на рисунке 1. Задача решена в
пространственной постановке методом конечных элементов.
Пространственная модель для прогноза напряженнодеформированного состояния подкарьерного горного массива шахты Нуйбео до начала проведения горных выработок строилась поэтапно. На первом этапе, с использованием геологических данных
по условиям залегающих пород и схемы строительства шахты Нуйбео, сформирована пространственная модель. На втором этапе пространственная модель массива разбивалась сеткой на конечные элементы. Размеры модели составляет 3000х3000х500 м (рисунок 1). В
качестве конечных элементов приняты десятиузловые тетраэдры.
Начальное напряженное состояние массива задавалось с учетом гравитационных напряжений. Массив горных пород рассматривался
как линейно-деформируемая среда, поэтому принята упругая модель. Прочностные и деформационные характеристики слагающих
массив пород представлены в таблице 1.
1
2
y
Z
0
x
3
Рисунок 1 – Расчетная пространственной схема конечно-элементной модели:
1 – граничные условия; 2 – карьер; 3 – массив горных пород
8
Граничные условия модели: запрещались смещения по нижней грани, в вертикальном направлении оси Y, по боковым граням
(горизонтальным направлениям) в направлении оси X, Z, верхняя
грань модели оставлялась свободно деформируемой.
Таблица 1 – Физико-механическое свойства вмещающих пород
Наименования пород
Физико-механические свойства
Песчаники
Алевролиты
Гравелиты
Объемный вес, г/см3
2,41
2,45
2,42
Модуль упругости, 104 МПа
Коэффициент Пуассона
0,40
0,25
0,25
0,25
0,80
0,30
Для определения размера зоны влияния карьера на распределение вертикальных и горизонтальных напряжений в подкарьерном
массиве рассматривались разрезы, по которым распределение
напряжения исследовалось по некоторым направлением. Ниже приведен пример расчета по продольному разрезу. Расчетная схема
представлена на рисунке 2.
+35м
C
A
A
B
В
30°
3-3
4-4
C
°
60
500
A
2-2
B
1
2000
Рисунок 2 – Расчетная схема по продольным центральным разрезам карьера:
1 – граничные условия; 2-2, 3-3, 4-4 – разрезы ;
A, B, C – породы, слагающие горный массив, соответственно песчаники,
алевролиты и гравелиты
По результатам расчета распределения вертикальных и горизонтальных напряжений в массиве в зависимости от расстояния до
9
карьера определены границы зоны влияния карьера. За границу зоны
влияния карьера принята область, в котором разница напряжений
при наличии карьера и при его отсутствии более 5 %. Результаты
расчета показывают, что зона влияния карьера по разрезу 2-2 составляет 200 м, по разрезу 3-3 – 260 м и по разрезу 4-4 – 320 м.
Для определения влияния карьера на напряженнодеформированное состояние массива пород вокруг выработок, расположенных на различных расстояниях от дна карьера, исследовался
ряд плоских конечно-элементных моделей. В качестве примера рассмотрен вентиляционный квершлаг на отметке -140 м длиной 400 м,
расположенный на расстоянии 50 м от дна карьера. Принята упругопластическая модель. На рисунке 3 представлены распределения
вертикальных и горизонтальных напряжений в вмещающем породном массиве.
Напряжение , МПа
7,0
6,45 МПа
6,0
A
5,0
4,02 МПа
4,0
3,0
B
C
2,0
1,0
0
1,0
2,0
3,0
4,0
Расстояние от контура выработки, м
При наличии карьера
При отсутствии карьера
Рисунок 3 – Распределение напряжений вокруг квершлага в зависимости
от расстояния от контура выработки:
А – нормальное тангенциальное напряжение; В – радиальное напряжение;
C – контур выработки.
10
2. При прогнозе напряженно-деформированного состояния пород вокруг капитальных выработок необходимо учитывать наличие области предельного состояния, параметры которой зависят от физико-механических характеристик пород, глубины заложения и месторасположения выработок относительно
карьера.
Переход горных пород вокруг выработок в предельное
напряженное состояние является одним из проявлений горного давления. Для определения размеров зон предельного состояния вокруг
выработок используют решения плоских упругопластических задач.
Для решения задачи использован численный метод на основе конечных элементов. Принята упруго-пластическая модель. Для повышения точности расчета сетка конечных элементов разбита неравномерно: она сгущается вблизи выработки, а на периферии представлена более крупными элементами.
Условие предельного состояния вокруг выработки имеет вид
(σ x  σ y ) 2  4τ 2xy  (σ x  σ y  2Kctg ρ) 2 sin 2 ρ ,
где  x ,  y , xy – соответственно нормальные и касательное напряжения; К – сцепление; ρ – угол внутреннего трения.
Расчеты выполнялись для среднеустойчивого и нарушенного
массивов пород. Физико-механические свойства для среднеустойчивого однородного массива приняты следующими: удельный вес
24,5 кН/м3; предел прочности на сжатие 40 МПа; угол внутреннего
трения ρ  30 о ; модуль упругости 0,25∙104 МПа; коэффициент
Пуассона 0,25. На участке геологического разлома со слабой нарушенной породой физико-механические свойства следующие: удельный вес 22,5 кН/м3; прочность на сжатие 10 МПа; угол внутреннего
трения ρ  15 о ; модуль упругости 0,2∙104 МПа; коэффициент Пуассона 0,25.
Размеры численной модели принимались 25 м25 м. Породный массив представлен конечным числом плоских четырехузловых
элементов. Задача симметрична относительно оси Y. Граничные
11
условия заданы на границах модели в виде перемещений в направлении оси X – U X  0 , и оси Y – UY  0 . В модели заданы начальные напряжения x   H ; y  H .
В результате анализа численного моделирования получены
конфигурация и размеры зоны предельного состояния на разных
глубинах заложения выработок (рисунок 4).
400м
300м
200м
400м
A
350м
B
100м
300м
250м
0,40м
0,62м
1,70м
2,20м
0,86м
2,80м
1,17м
3,20м
Рисунок 4 – Конфигурация зоны предельного состояния вокруг выработки:
А – выработка в среднеустойчивой породе; В – выработка в нарушенной породе.
Анализ результатов расчетов для среднеустойчивой породы
при коэффициенте бокового распора 0,33 показывает, что до глубины заложения выработки 250 м вокруг нее не возникают зоны предельного состояния. Это свидетельствует о том, что на этой глубине
напряжения в массиве не превышают предела прочности и при из12
менении напряжений, вызванных проведением выработки, горные
породы подвергаются только упругим деформациям.
При глубине заложения более 250 м вокруг выработки возникает зона предельного состояния. При коэффициенте бокового
распора 0,33 зона предельного состояния образуется в боках выработки. Наибольший размер зоны предельного состояния в боку выработки возрастает с 0,4 м при Н = 250 м до 1,17 м при Н = 400 м.
В нарушенной породе с коэффициентом бокового распора
0,6, зона предельного состояния вокруг выработки охватывает весь
контур выработки. Наибольший размер зоны предельного состояния
составляет при глубинах заложения 100 м, 200 м, 300 м и 400 м соответственно 1,7 м; 2,2 м; 2,8 м и 3,2 м.
0,8
0,7
0,6
0,5
2,5 МПа
2 МПa
A
1,5 МПа
B
1 МПа
0,98м
1,25м
1,60м
1,60м
2,20м
Рисунок 5 – Конфигурация зон предельного состояния вокруг выработки:
А – при изменению сцепления;
В – при изменению коэффициента бокового распора.
13
На рисунке 5 приведены результаты расчета размеров зоны
предельного состояния вокруг выработки при различных величинах
коэффициента бокового распора и сцепления.
Выработка А расположена на глубине 300 м, при коэффициенте бокового распора λ  0,33 . При сцеплении 1 МПа; 1,5 МПа;
2 МПа; 2,5 МПа максимальный размер зоны предельного состояния
соответственно равен 2,2 м; 1,6 м; 1,25 м; 0,98 м.
Выработка В расположена на глубине 300 м, в породе с сцеплением K = 1,5 МПа. При значении коэффициента бокового распора
λ  0,7 максимальные размеры зоны предельного состояния не изменяются. При   0,7 зона предельного состояния охватывает весь
контур выработки. Это свидетельствует о том, что коэффициент бокового распора не оказывает влияние на размер зоны предельного
состояния.
Результаты моделирования показывают, что на размер зоны
предельного состояния пород влияют следующие основные факторы: глубина заложения выработки, сцепление и угол внутреннего
трения пород. На рисунках 6-8 приведены зависимости максимального размера зоны предельного состояния пород вокруг выработки
от глубины ее заложения, угла внутреннего трения и сцепления пород.
Рисунок 6 – Зависимость максимального размера зоны предельного состояния пород от глубины заложения выработки при угле внутреннего трения 15 градусов и
сцеплении 0,6 МПа
14
Рисунок 7– Зависимость максимального размера зоны предельного состояния пород
от угла внутреннего трения при глубине заложения выработки 300 м
и сцеплении пород 1,5 МПа
Рисунок 8 – Зависимость максимального размера зоны предельного состояния пород от сцепления пород при глубине заложения выработки 300 м
и угле внутреннего трения пород 30 градусов
3. Тип и параметры крепи капитальных выработок принимаются на основе прогноза напряженно-деформированного
состояния пород и смещения контура выработки, величины которых определяются категорией устойчивости породы и ее разрыхлением (дилатансией).
15
Вокруг выработок I категории устойчивости возникают зоны
предельного состояния пород. При изменении напряжений, обусловленных проведением выработки, вмещающие породы подвергаются только упругим деформациям. Величина смещений контура
выработки за счет упругих деформаций пород невелика. В этих
условиях может быть принята анкерная или комбинированная крепь
(анкерная с сеткой, набрызгбетонная крепь с анкерами), предотвращающая вывалы породы. Рекомендуется применять сталеполимерные анкеры.
Вокруг выработок II, III и IV категорий устойчивости во
вмещающем массиве возникает зона предельного состояния, возрастающая с глубиной. Для определения рационального типа крепи,
предлагается определять смещения контура выработки с учетом дилатансии горных пород.
Коэффициент дилатансии пород вблизи выработок определяется на основе натурных наблюдений за смещениями массива. На
шахтах Дыонгкуй, Донгбак, Хэчам угольного бассейна Куангнинь
были установлены 9 замерных станций с глубинными реперами анкерного типа. Результаты наблюдений приведены в таблице 2. Изменение коэффициента разрыхления пород в приконтурной зоне
массива горной выработки представлено на рисунке 9.
Таблица 2 – Смещения глубинных реперов.
№ станции
1
2
3
4
Репера №1230
68
300
78
№3
Репера №1186
50
300
40
№2
Репера №244
18
100
38
№3
5
6
7
8
9
260
136
169
122
83
152
104
129
93
71
108
32
40
29
12
Смещения пород вокруг выработки определяются в условиях
плоской деформации из уравнения
du u
k
  k0  mm ,
dr r
r
16
где u – радиальное перемещение; r – радиальная координата; параметры k 0 , km , m определяются по экспериментальным данным.
Kp
1,12
1,11
1,10
1,09
1,08
1,07
1,06
1,05
1,04
1,03
1,02
1,01
1,00
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
l, m
Рисунок 9 – Изменение коэффициента разрыхления пород
вокруг откаточного штрека шахты «Дыонгкуй» на глубине 270 м
Из уравнения получены формулы для расчета величин смещения контура выработки:
при m  2
2
L
3 R R0
k
QRL sin ρ  0
2 E (1  sin ρ)
2
при m  2
u
u
где  
3 RL2 R0
k
QRL sin ρ  0
2 E (1  sin ρ)
2
2 sin ρ
1  sin ρ



R0 ( RL2  1)  k2 R0 ln RL ,


,
k R
1 
R0 ( RL2  1)  m 0 (1  m 2 ), 
m2
RL



; Q  p  Kctgρ , E – модуль деформации породы;
p – отпор крепи; R0 – радиус выработки; RL – радиус области предельного состояния вокруг выработки.
Радиус области предельного состояния определяется из вы-

R 
(1  sinρ)( H  Kctgρ)
ражения:  L  
,
p  Kctgρ
 R0 
17
Из результатов расчета можно заключить, что с учетом разрыхления горных пород смещения на контуре горных выработок
возрастают до 40%.
Из анализа результатов исследований для капитальных выработок, находящихся в зоне и вне зоны влияния карьера, рекомендуются к применению следующие типы и параметры крепи (таблица
3).
Таблица 3 – Типы и параметры крепи выработок
Категория
устойчивости
пород
Типы и параметры крепи
в зоне влияния карьера
вне зоны влияния карьера
I
Анкера;
Анкера + сетка;
Анкера + набрызгбетон.
ℓ = 0,8-1,6 м;
nк = 0,35-0,50;
nб = 0,4; Ф6,10х10 см;
t = 100-150 мм
Анкера;
Анкера + сетка
Анкера + набрызгбетон.
ℓ = 1,0-1,8 м;
nк = 0,4-0,6;
nб = 0,5; Ф6,10х10 см;
t = 150-200 мм
II
КМП-А3; СВП-22; n = 1,25-0,9
КМП-А3; СВП-22; n = 1,0-0,8
III
КМП-А3; СВП-22; n = 1,1-1,0
КМП-А3; СВП-27; n = 1,0-0,75
IV
КМП-А5; СВП-27; n = 1,1-1,0
КМП-А5; СВП-27; n = 1,0-0,9
Примечания: ℓ – длина анкера, м; nк; nб – плотность установки анкеров в кровле и
боках выработки, анкер/м2; t – толщина набрызгбетонного покрытия, мм; n – расстояние между арками крепи КМП из специального взаимозаменяемого профиля
СВП, м.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Основные результаты выполненных исследований:
1. Разработана трехмерная конечно-элементная модель прогноза напряженно-деформированного состояния подкарьерного массива карьера. Определена зона влияния карьера на нижележащие
выработки в горно-геологических условиях шахты «Нуйбео». Получены компоненты напряжений в подкарьерном горном массиве и
вокруг выработок.
18
2. Выполнены исследования напряженно-деформированного
состояния подкарьерного массива позволили установить, что наличие карьера приводит к перераспределению вертикальных и горизонтальных напряжений. При наличии карьера вертикальные и горизонтальные напряжения вокруг горных выработок в значительной
степени уменьшаются по сравнению с отсутствием карьера, и с увеличением расстояния от дна карьера значения напряжений стремятся к природному напряженно-деформированному состоянию. Зона
влияния карьера в вертикальном направлении составляет 320 м, в
плане 120 м.
3. Определены 4 категории устойчивости горных пород в
горно-геологических условиях шахты «Нуйбео» по величине прогнозируемого смещения. Получена зависимость ожидаемых смешений породного контура выработок от глубины заложения выработки, прочностных свойств горных пород и площади сечения выработки.
4. Определены зоны предельного состояния пород вокруг
выработок методом конечных элементов. Получены зависимости
максимальных размеров зоны предельного состояния от физикомеханических свойств пород и глубины заложения выработок.
5. Разработана методика расчета смещений пород вокруг выработок с учетом разрыхления горных пород. Получены зависимости смещения контура выработки от физико-механических свойств
пород и размера зоны предельного состояния пород.
6. Разработаны рекомендации по типам и параметрам крепи
капитальных выработок, находящихся вне и в зоне влияния карьера
при отработке подкарьерных запасов в горно-геологических условиях шахты «Нуйбео» Куангнинь. Наличие карьера приводит к
уменьшению напряжения в подкарьерном массиве, что позволяет
упростить конструкции крепи выработок. Результаты исследований
показывают, что прогнозируемые смещения пород вокруг выработок
не станут причиной потери работоспособности крепи с рекомендуемыми параметрами и эксплуатационное состояние капитальных выработок в подкарьерном массиве будет обеспечено.
19
ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ
СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:
1. Протосеня А.Г., Нгуен Ван Куанг. Прогноз предельного
состояния пород вокруг выработок в условиях угольного бассейна
Куангнинь. // Горный журнал, Известия высших учебных заведений,
Екатеринбург, 2015 г., Т.6, с.23-27.
2. Ван Куанг Нгуен. Прогноз напряженного состояния массива при отработке подкарьерных запасов угля на шахте «Нуйбео»
(Вьетнам). // Записки Горного института, СПб, 2014 г., T. 207, c.226230.
3. Куанг. Н.В. Решение для открытой и подземной одновременой добычи на угольной шахте Хе Чам II-IV во Вьетнаме.// Международный университет ресурсов - Научные доклады по вопросам
ресурсов 2014., Т.1, с.172-176.
20
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа