Никита Викторович Ягель — аспирант
109428, г. Москва, ул. 2-я Институтская, д. 6, стр. 12;111020, г. Москва, Крюковский туп., д. 4
Nikita V. Yagel — postgraduate student
build. 12, 6 2-st Institutskaya st., Moscow, 109428;4 Kryukovsky tup., Moscow, 111020
Иосиф Михайлович Закоршменный — доктор технических наук, ведущий научный сотрудник
111020, г. Москва, Крюковский туп., д. 4
Iosif M. Zakorshmeny — Doctor of Technical Sciences, Leading Researcher
4 Kryukovsky tup., Moscow, 111020
Игорь Леонидович Харитонов — кандидат технических наук, первый заместитель генерального директора — технический директор
169908, Республика Коми, г. Воркута, ул. Ленина, д. 62
Igor L. Kharitonov — Candidate of Technical Sciences, First Deputy General Director — Technical Director
62 Lenin st., Vorkuta, Komi Republic, 169908
Дмитрий Иванович Блохин — кандидат технических наук, старший научный сотрудник
111020, г. Москва, Крюковский туп., д. 4
Dmitry I. Blokhin — Candidate of Technical Sciences, Senior Researcher
4 Kryukovsky tup., Moscow, 111020
Введение. В условиях, когда мощность разрабатываемого пласта не позволяет сформировать выработку требуемого сечения без присечки вмещающих пород, целесообразно применять технологические схемы с повторным использованием подготовительных выработок. Исследования в области разработки эффективных способов оценки устойчивости повторно используемых подготовительных выработок в таких условиях залегания пластов в настоящее время остаются актуальными, в том числе и для шахт Печорского угольного бассейна. Задача описываемых исследований — получить картину изменений напряженно-деформированного состояния рассматриваемой геотехнической системы и оценить величины смещений приконтурных областей подготовительной горной выработки при различных положениях очистного забоя.
Материалы и методы. Для условий одной из действующих шахт Печорского угольного бассейна проведены численные эксперименты методом конечных элементов в программном комплексе Midas GTS NX. Для описания изменений геомеханического состояния описываемой геотехнической системы использован критерий Кулона – Мора. С целью оценки достоверности результатов моделирования выполнено сравнение с результатами инструментальных замеров изменений геометрических параметров сечения, проведенных по длине выработки.
Результаты. В ходе моделирования получены пространственные распределения результирующих деформаций рассматриваемой геотехнической системы. Произведена оценка величины смещений приконтурных областей подготовительной горной выработки по мере подвигания очистного забоя. Расчетные значения вертикальных и горизонтальных деформаций позволяют оценить соответствие применяемых способов крепления и охраны выработки требованиям обеспечения расчетного сечения горной выработки расчетным показателям и могут быть использованы для оценки эффективности принимаемых решений. Результаты модельных расчетов подтверждены данными шахтных инструментальных наблюдений.
Выводы. Результаты исследования демонстрируют, что предложенная геомеханическая модель массива горных пород в полной мере отражает основные особенности его строения и изменения контура подготовительной горной выработки в процессе ее эксплуатации и может быть применена для оценки эффективности различных способов ее поддержания при повторном использовании.
Introduction. In conditions when the thickness of the mined seam does not allow to form the required cross-sectional excavation without cutting of the host rocks, it is advisable to apply technological schemes with reuse of preparatory workings. Research in the field of development of effective ways to assess the stability of reused preparatory workings in such conditions of bedding of seams at present remains relevant, including for the mines of the Pechersk Coal Basin. The task of the described research is to obtain a picture of changes in the stress-strain state of the geotechnical system under consideration and to estimate the displacement values of the near-contour areas of the preparatory mine workings at different positions of the face.
Materials and methods. Were used to carry out numerical experiments using the finite element method in the Midas GTS NX software package for the conditions of one of the operating mines in the Pechersk coal basin. The Coulomb – Mohr criterion was used to describe changes in the geomechanical state of the mining system. To assess the reliability of simulation results, comparisons were made with instrumental measurements of geometric parameters along the length of workings.
Results. During the simulation, the spatial distributions of the resulting deformations in the geomechanical system under consideration were obtained. The estimation of the magnitude of displacements in adjacent areas of preparatory mine workings was made as the face moved. The calculated values of vertical and horizontal displacements allow us to assess compliance with the requirements for fastening and protecting workings, as well as design specifications for the mining area. These values can be used to evaluate the effectiveness of decision-making. The results of model calculations are supported by data from mine instrumental observations.
Conclusions. The results of the study demonstrate that the proposed geomechanical model of rock mass fully reflects the main features of its structure and changes in the contours of preparatory mining operations during its operation and can be used to assess the effectiveness of various methods for maintaining it during reuse.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.