State analysis of overworked and underworked parting between contiguous seams and during their simultaneous top-down mining

Abstract

Purpose. Investigating conditions of conducting and maintaining excavation works during mining of seam . Evaluating probability of parting rocks stability loss in terms of top-down mining of two contiguous seams in a series. Methods. Carrying out computational experiments by finite elements method for investigation of the stress-strain state of lithological varieties of parting which is overworked and underworked by stoping on seams and . Findings. The paper presents the results of the analysis of the vertical and horizontal stress components distribution zones along all the height of the parting for the rock types compiling it, treating separately the impact produced by stoping on seams and on the formation of the stress-strain state. Originality. The research substantiates the possibility of disturbed rocks sections interlocking and formation of a single zone of softening along the thickness of parting during combined (with a certain displacement in the seam plane) top-down stoping on the series of seams and , which are not referred to as “adjacent seams” according to the normative documents. Practical implications. The paper describes the possibility of the significant interrelation of contiguous seams during their simultaneous top-down stoping even if they are not related to the category of “adjacent seams”. Therefore, in severe mining and geological conditions, it is recommended to estimate the probability of rocks softening along all the height of the parting.

Цель. Изучение условий проведения и поддержания пластовых выемочных выработок при отработке пласта. Оценка вероятности потери устойчивости пород междупластья в условиях нисходящего порядка совместной отработки двух смежных пластов в свите. Методика. Выполнение вычислительных экспериментов методом конечных элементов по исследованию напряженно-деформированного состояния литологических разностей междупластья, надработанного и подработанного очистной выемкой пластов. Результаты. Приведены результаты анализа зон распределения вертикальных и горизонтальных компонент напряжений по всей высоте междупластья для составляющих ее типов горных пород с разделением влияния на формирование напряженно-деформированного состояния очистных работ по пластам . Научная новизна. Обусловлена вероятность смыкания участков нарушенных пород и образования единой зоны разупрочнения по мощности междупластья при совместном (с некоторым смещением в плоскости пластов) ведении очистных работ в нисходящем порядке отработки в свите платов и , которые по нормативным документам не относятся к сближенным пластам. Практическая значимость. Установлена возможность существенного взаимовлияния смежных пластов при их совместной отработке в нисходящем порядке, даже не отнесенных к категории сближенных. Поэтому рекомендуется в сложных горно-геологических условиях проводить оценку вероятности разупрочнения пород по всей высоте междупластья.

Мета. Вивчення умов проведення і підтримання пластових виїмкових виробок при відпрацюванні пласта. Оцінка ймовірності втрати стійкості порід міжпластя в умовах спадного порядку спільного відпрацювання двох суміжних пластів у світі. Методика. Виконання обчислювальних експериментів методом скінченних елементів з дослідження напружено-деформованого стану літологічних різниць міжпластя, надробленого й підробленого очисним вийманням пластів. Результати. Наведено результати аналізу зон розподілу вертикальних і горизонтальних компонент напружень по всій висоті міжпластя для складових її типів гірських порід з поділом впливу на формування напружено-деформованого стану очисних робіт по пластах. Наукова новизна. Обумовлено ймовірність змикання ділянок порушених порід і утворення єдиної зони знеміцнення за потужністю міжпластя при спільному (з деяким зсувом у площині пластів) веденні очисних робіт у спадному порядку відпрацювання у світі пластів, які за нормативними документами не відносяться до зближених пластів. Практична значимість. Встановлено можливість суттєвого взаємовпливу суміжних пластів при їх спільному відпрацюванні в спадному порядку, навіть не віднесених до категорії зближених. Тому рекомендується у складних гірничо-геологічних умовах проводити оцінку ймовірності знеміцнення порід по всій висоті міжпластя.