Оцінка стійкості гірничих виробок при ударних навантаженнях

Abstract

Мета. Визначити умови забезпечення стійкості гірничих виробок в вуглепородному масиві при дії ударних навантажень. Методи. Для досягнення поставленої мети були виконані аналітичні дослідження з використанням основних положень класичної механіки і теорії пружності. У лабораторних дослідженнях використовувалися експериментальні зразки із дробленої породи, яку поміщали в сталевий циліндр. Результати. В ході проведення експериментальних досліджень вивчався вплив ударної сили і ударного імпульсу падаючого вантажу на відгук площини на піддатливій основі з неоднорідною, за розмірами шматків, роздробленої породи. Зафіксовано, що при постійній кількості енергії одиничного удару (mgH = 14,7 Дж), коли висота падіння вантажу зменшується в 3 рази (від H = 1,5 м до Н = 0,5 м), а маса збільшується з m = 1 , 0 кг до m = 3,0 кг, величина ударної сили знижується на 50%. Із зростанням кількості енергії одиничного удару (з mgH = 4,9 Дж до mgH = 44,1 Дж) при однаковій висоті падіння, коли маса вантажу збільшується втричі, спостерігається зростання в 2,5 рази ударної сили. При постійній кількості енергії одиничного удару (mgH = const), зміщення площини на піддатливій основі з роздробленої породи залежить від величини ударного імпульсу падаючого вантажу. Новизна. Доведено, що при обваленні бічних порід в вуглепородному масиві що вміщає вироблення, сила удару об поверхню пропорційна часу падіння породних блоків до часу їх ударної взаємодії з площиною. Практична значимість. У глибоких вугільних шахтах, в результаті ведення гірничих робіт і ймовірності виникнення ударних навантажень від обвалень, для забезпечення стійкості гірничих виробок на виїмкових дільницях, доцільно застосування піддатливих опор або закладання виробленого простору дробленою породою, що дозволить забезпечити цілісність бічних порід у виробленому просторі.