Геомеханічна оцінка впливу закладного масиву на стійкість виїмкового штреку при розробці тонких вугільних пластів

Abstract

Мета. Дослідження впливу формування закладного породного масиву у виробленому просторі лави на геомеханічну ситуацію масиву гірських порід навколо виїмкового штреку. Методика. Для досягнення мети використано чисельне моделювання методом скінченних елементів за допомогою програмного комплексу SolidWorks. Досліджувалась геомеханічна ситуація навколо виїмкового штреку, що повторно використовується, при традиційній технології видобутку з повним об-валенням порід покрівлі й охоронною конструкцією та технологія з формуванням закладного масиву у виробленому просторі лави. Геомеханічна оцінка надавалась на основі вивчення вертикальної компоненти напружень. Результати. Обґрунтовано геомеханічні моделі для вивчення напруженого стану масиву навколо виїмкових штреків при порівнювальних варіантах відпрацювання вугільного пласта. Встановлено, що формування закладного масиву в порівняння з варіантом «повне обвалення + охоронна конструкція» суттєво зменшує величину розтягуючих напружень у покрівлі штреку, розтягуючих напружень у підошві штреку та величину напружень у покрівлі й підошві над охоронною конструкцією. Встановлено, що при формуванні заклад-ного масиву значно збільшується до рівня непорушеного масиву розмір зони розвантаження в породах покрівлі та підошві штреку і розмір зони стискаючих напружень в породах над та під охоронною конструкцією. Наукова новизна. Виявлено особливості характеру розподілу напружень в масиві гірських порід при формуванні закладного масиву з шахтних порід у виробленому просторі лави, що свідчить про більш сприятливі умови підтри-мання виїмкових штреків позаду очисного вибою, ніж варіант з повним обваленням порід та спорудженням охоронної конструкції. Практична значимість. Формування породної закладної смуги у виробленому просторі очисних вибоїв дозволяє зменшити інтенсивність гірського тиску та зберегти виїмкову виробку у задовільному стані для повторного її ви-користання.