Обґрунтування області застосовності та параметрів спрощених розрахункових моделей покрівлі вугільних пластів крутого і крутопохилого залягання

Abstract

Мета. Обґрунтування спрощення методів моделювання стійкості бічних порід в вуглепородному масиві, що вміщує виробки при вивченні згинаючих деформацій. Методи. Для досягнення поставленої мети були виконані аналітичні дослідження з застосуваннями основних положень теорії пластин і теорії пружності, в яких покрівля крутого вугільного пласта розглядалася у вигляді прямокутної пластини або балки прямокутного поперечного перерізу одиничної ширини з різними типами опор. Результати. В результаті зіставлення розв’язань отриманих диференціальних рівнянь згину прямокутних пластин і балок, що знаходяться під дією рівномірно розподіленого навантаження, обґрунтовані допустимі співвідношення висоти і ширини поперечного перерізу одиничного елемента, за яких перехід до спрощеної розрахункової схеми покрівлі вугільного пласта у вигляді балки дозволяє прогнозувати її переміщення і величину прогину при вивченні згинаючих деформацій бічних порід. З урахуванням розмірів поперечного перерізу балки і кута нахилу до горизонту, визначена область застосування методу. Наукова новизна. Встановлені залежності дозволяють визначити величину прогину і напрямок вектору повного переміщення покрівлі вугільного пласта, що розглядається у вигляді балки під дією рівномірно розподіленого навантаження, з урахуванням відношення лінійних розмірів поперечного перерізу і кута нахилу. Практична значимість. Використання запропонованого методу визначення величини прогину і переміщень покрівлі у вигляді балки при дослідженні згинаючих деформацій в вуглепородному масиві, що вміщує виробки, дозволить оцінити стійкість бокових порід при виїмці вугілля смугами за падінням або підняттям. Ключові слова: виймання крутих пластів, стійкість бічних порід, прогин, балка, щитова виїмка.