Експериментальні дослідження деформаційних характеристик охоронних споруд гірничих виробок

Abstract

Мета роботи. Вивчення деформаційних характеристик охоронних споруд, що знаходяться під впливом зовнішніх навантажень і використовуються для підтримання бічних порід у вуглепородному масиві позаду очисного вибою.

Методи. Для досягнення поставленої мети були виконані лабораторні дослідження деформаційних характеристик охоронних споруд при одновісному стисканні.

Результати. В результаті виконаних досліджень встановлено, що при одновісному стисканні дерев’яних охоронних споруд у вигляді накатних кострів зі шпал або кущів із стояків, зміна їх жорсткості зумовлена як відмінностями у властивостях деревини при дії зовнішньої сили уздовж або поперек волокон, так і конструктивними особливостями. У випадках, коли постійно діюча стискаюча сила прикладається до експериментального зразка поперек волокон (накатні костри зі шпал), зміна жорсткості відбувається за квадратичною залежністю і досягає мінімальних значень при деформації моделі на 30-35%, а при подальшому збільшенні деформації до 50% – жорсткість збільшується. Це свідчить про зростання опірності накатних кострів зовнішнім навантаженням після їх стиснення, без втрати тримкості конструкції. При дії стискаючої сили уздовж волокон (кущі зі стояків), жорсткість експериментальних зразків збільшується до моменту руйнування, коли відбувається втрата тримкості конструкції. Зміна жорсткості закладних масивів з роздробленої породи за можливості їх бокового розширення відбувається внаслідок ущільнення закладного матеріалу, тобто перекомпонування частинок роздробленої породи різних фракцій в загальному обсязі.

Новизна. Характер деформування охоронних споруд, що розглядаються як збірні конструкції, може бути описаний через зміну питомої потенційної енергії деформації, що витрачається на зміну форми та/або об’єму охоронних споруд.

Практичне значення. Для забезпечення стійкості бічних порід у вуглепородному масиві, що вміщує виробки, необхідно орієнтуватися на використання податливих охоронних споруд, розташованих над відкатним штреком.

Ключові слова: охорона гірничих виробок, охоронні споруди, жорсткість, модуль деформації, одновісне стискання, бічні породи.