ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ КРОВЛИ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА С ПОДАТЛИВОЙ ОПОРОЙ РАЗЛИЧНОЙ ЖЕСТКОСТИ НА МОДЕЛЯХ

Abstract

Целью работы является изучение устойчивости пород кровли угольного пласта с податливой опорой 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, которая опиралась на податливую опору различной жесткости, в зависимости от вариантов моделирования. При проведении исследований изучалось поведение моделируемой деформируемой системы после силового воздействия падающей породы на балку и было установлено, что с учетом неоднородности материала балки, при наличии податливой опоры из разрыхленной горной породы, имеющей различный гранулометрический состав, пустотность и насыпную плотность, деформация балки во времени будет отставать от ее перемещения на величину сдвига фазы, причем, чем меньше жесткость податливой опоры, тем больше отставание во времени. Максимальное перемещение балки в моделируемой системе, определяется величиной статического сжатия податливой опоры и возможного отклонения центра масс от положения равновесия при ударе. При таком взаимодействии балки с податливой опорой, количество энергии, затрачиваемой на деформирование балки, зависит от жесткости податливой опоры, продолжительности удара и промежутка времени, между окончанием действия внешней силы и максимальным перемещением балки, которая имеет податливые опорные связи. Доказано, что устойчивость моделируемой деформируемой системы обеспечивается в условиях, когда податливая опора из разрыхленной горной породы, на которую опираются породы кровли позади очистного забоя, имеет пустотность не более М≤20% и не менее М≥7%, при увеличении ее насыпной плотности. При увеличении или уменьшении пустотности податливой опоры, при действии динамических нагрузок, происходит разрушение моделируемой балки. Выполненный комплекс лабораторных исследований на моделях из эквивалентных материалов показывает, что наличие податливой опоры из разрыхленной горной породы обоснованного гранулометрического состава для поддержания кровли угольного пласта позади очистного забоя при действии динамических нагрузок, обеспечивает устойчивость боковых пород в окрестности поддерживаемых горных выработок.