Исследование механизма обрушения пород кровли на объёмной модели слоистого трансверсально- изотропного массива при подвигании очистного забоя

УДК622.831.312

С.Ф. Власов, А.А. Сидельников

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ОБРУШЕНИЯ ПОРОД КРОВЛИ НА ОБЪЁМНОЙ МОДЕЛИ СЛОИСТОГО ТРАНСВЕРСАЛЬНО- ИЗОТРОПНОГО МАССИВА ПРИ ПОДВИГАНИИ ОЧИСТНОГО ЗАБОЯ

Наведено результати дослідження механізму обвалення порід покрівлі з використанням покрокового комп’ютерного моделювання посування лави у шаруватому трансверсально-ізотропному масиві гірських порід.

Представлены результаты исследования механизма обрушения пород кровли в выработанное пространство лавы на основании результатов пошагового моделирования перемещения очистного забоя в объёмной компьютерной модели слоистого трансверсально-изотропного массива горных пород.

The results of researching the roof fall mechanism around a moving longwall applying three-dimensional computer model of the stratified transversely isotropic rock mass are presented in the article. Parameters and results of the three-dimensional simulation of the rock mass are valid for Western Donbas conditions.

Введение. В сложившихся экономических условиях на действующих горнодобывающих предприятиях Украины предполагается увеличение объемов добычи угля за счет внедрения высокоэффективных технологий ведения горных работ и использования современной высокопродуктивной горной техники. Однако интенсификация технологии добычи угля определила широкий круг горнотехнических задач, связанных с негативными проявлениями горного давления в подготовительных и очистных выработках, что, в свою очередь, приводит к снижению добычи, увеличению себестоимости угля и значительному повышению уровня аварийности на производстве. Применение высокоэффективных технологий и способов управления горным давлением в очистных выработках требует знания закономерностей распределения зон предельного состояния массива горных пород как по длине лавы, так и по длине выемочного столба.

Суть вопроса. В результате движения очистного забоя и увеличения размера выработанного пространства в массиве горных пород происходят качественные и количественные изменения. Одним из основных показателей, характеризующих такие изменения, является переход вмещающих угольный пласт горных пород в предельное состояние. Как правило, переход в предельное состояние сопровождается потерей устойчивости обнажений и обрушением пород в выработанное пространство. Геометрические размеры и момент появления зон, в которых горная порода находится в предельном состоянии, позволяют определить шаг обрушения непосредственной и основной кровли, что является важным технологическим параметром, который существенно влияет на процесс выемки угля.

Цель статьи – исследовать механизм обрушения пород кровли в выработанное пространство лавы на основании результатов пошагового моделирования перемещения очистного забоя в объёмной компьютерной модели слоистого трансверсально-изотроп­ного массива горных пород.