Substantiation of cable bolts parameters for supporting mine workings in conditions of laminated rocks

Abstract

Purpose. The development of approaches to the substantiation of the cable bolts installation parameters for the mine workings supporting in conditions of laminated rocks, taking into account the geometric parameters of the rocks disintegration zone. Methods. The parameters of the rocks disintegration zone in the roof of a single mine working and a mine working in the area of a longwall influence are determined by the in-situ investigations. Findings. The existing approaches to the cable bolt installation parameters are considered. The rock deformation mechanism around a single mine working is introduced. The results of the experimental supporting of mine working with roof bolts in conditions of Western Donbass are analyzed. The results of studying of rock mass deformation in the roof of the gateroad in the area of longwall influence are presented. Originality. The deformation of the rock mass around a single mine working occurs in the form of extrusion wedges of laminated rocks in the roof and floor. Behind longwall face the zone of rocks disintegration formed at a height of 6 m in the roof and the overlying strata sagged by up to 0.2 m without delaminating. Practical implications. Taking into account the geometric parameters of the rocks disintegration zones the installation parameter of cable bolts for the mine working roof supporting are substantiated. Experiments proved that the increasing of the cable bolt installation density reduces the intensity of the gateroad roof rock deformation at the face – end.

Цель. Разработка подходов к обоснованию параметров установки канатных анкеров с учетом геометрических параметров зоны дезинтеграции пород для крепления выработок в условиях слоистых пород. Методика. Натурными исследованиями установлены параметры зон дезинтеграции пород кровли одиночной выработки и выработки в зоне влияния очистных работ. Результаты. Рассмотрены существующие способы обоснования параметров установки канатных анкеров. Приведен механизм деформирования пород вокруг одиночной выработки. Проанализированы результаты эксперимента по креплению выработки анкерной крепью в условиях Западного Донбасса. Приведены результаты исследований закономерностей деформирования пород кровли подготовительной выработки в зоне влияния очистных работ. Научная новизна. Деформирование массива пород вокруг одиночной выработки происходит в виде формирования клиньев выдавливания слоистых пород почвы и кровли. За очистным забоем зона дезинтеграции пород формируется на высоту 6 м в кровлю выработки, а вышележащий массив опускается на величину до 0.2 м без расслоений. Практическая значимость. С учетом геометрических параметров зон дезинтеграции обоснованы параметры установки канатных анкеров для крепления кровли выработок в условиях слоистых пород. Экспериментально установлено, что увеличение плотности установки канатных анкеров приводит к уменьшению интенсивности деформирования пород кровли выработки на сопряжении “лава – штрек”.

Мета. Розробка підходів до обґрунтування параметрів установки канатних анкерів з урахуванням геометри- чних параметрів зони дезінтеграції порід для кріплення виробок в умовах шаруватих порід. Методика. Натурними дослідженнями встановлено параметри зон дезінтеграції порід покрівлі одиночної виробки та виробки у зоні впливу очисних робіт. Результати. Розглянуто існуючі способи обґрунтування параметрів установки канатних анкерів. Наведено механізм деформування порід навколо одиночної виробки. Проаналізовано результати експерименту з кріплення виробки анкерним кріпленням в умовах Західного Донбасу. Наведено результати досліджень закономірностей деформування порід покрівлі підготовчої виробки у зоні впливу очисних робіт. Наукова новизна. Деформування масиву порід навколо одиночної виробки відбувається у вигляді формування клинів видавлювання шаруватих порід підошви та покрівлі. За очисним забоєм зона дезінтеграції порід формується на висоту 6 м у покрівлю виробки, а вищезалягаючий масив опускається на величину до 0.2 м без розшарувань. Практична значимість. З урахуванням геометричних параметрів зон дезінтеграції обґрунтовані параметри установки канатних анкерів для кріплення покрівлі виробок в умовах шаруватих порід. Експериментально встановлено, що збільшення щільності установки канатних анкерів призводить до зменшення інтенсивності деформування порід покрівлі виробки на сполученні “лава – штрек”.