Исследование на моделях устойчивости пород кровли угольного пласта при действии динамических нагрузок

Abstract

Целью работы является изучение устойчивости пород кровли угольного пласта при действии динамических нагрузок. Для достижения поставленной цели были выполнены лабораторные исследования на моделях из эквивалентных материалов, когда кровля угольного пласта была представлена в виде балки с податливой опорой – пружиной постоянной жесткости. В результате выполненных исследований установлено, что при действии динамических нагрузок, т.е. при силовом воздействии падающего груза на балку, ее прогиб достигает максимальных значений не одновременно с окончанием действия внешней силы, а одно после другого, через некоторый промежуток времени. При таком взаимодействии балки с податливой опорой постоянной жесткости, количество энергии, затрачиваемой на сжатие пружины, зависит от продолжительности удара и промежутка времени, между окончанием действия внешней силы и перемещением балки, когда эта величина достигает максимальных значений. Геометрический параметр, отражающий перемещения балки при проявлении динамических нагрузок, когда установлен закон ее движения и определены моменты времени, при которых перемещение достигает максимальных значений, определяет напряженно-деформированное состояние моделируемой системы. При наличии в моделируемой деформируемой системе жестких опорных связей, сама система становится более чувствительной к проявлению ударных нагрузок. Наличие податливых связей в системе, смягчает действие динамических нагрузок, за счет уменьшения жесткости моделируемой системы. Изменение жесткости моделируемой системы зависит не только от изменения изгибной жесткости балки, но и от величины податливости опор. При наличии в моделируемой системе податливых опор, динамическая составляющая в общем прогибе балки, отражает мгновенное сжатие опоры, по отношению к статическому действию нагрузки. Для сохранения целостности пород кровли угольного пласта при действии динамических нагрузок, целесообразно применение податливых опор или закладки выработанного пространства, что позволит уменьшить величину ударной силы падающей породы и свести к минимуму вероятность разрушения боковых пород.