Експериментальні дослідження деформаційних характеристик закладальних масивів

Abstract

Мета роботи – визначити деформаційні характеристики закладальних масивів, що використовуються для підтримання бічних порід позаду очисного вибою на виїмковій дільниці вугільної шахти. Для досягнення поставленої мети було виконано лабораторні дослідження на зразках із дробленої породи різного гранулометричного складу, які піддавалися одновісному стисненню в сталевому циліндрі (компресійний стиск) і в тканинній оболонці (з можливістю бічного розширення закладального матеріалу). В результаті виконаних експериментальних досліджень встановлено характерні особливості деформування закладального масиву із дробленої породи під час компресійного стиснення, а також в умовах, коли можливе бічне розширення закладального матеріалу. Показано, що за можливості бічного розширення закладального матеріалу відносна деформація зв’язана лінійною обернено пропорційною залежністю з величиною насипної щільності роздробленої породи. Для дробленої породи неоднорідного гранулометричного складу, під час компресійного стиснення і за максимальних значень коефіцієнта ущільнення, вертикальний розмір ущільнюваного тіла на 36 % менше, ніж у разі одновісного стиснення закладального матеріалу з можливістю бічного розширення подрібненої породи. Причому, чим менша фракція дробленої породи, тим більша різниця, яка спостерігається під час випробувань. За компресійного стиснення зміна обсягу ущільнюваного тіла відбувається в результаті перепакування частинок різного розміру в загальному обсязі закладального матеріалу, під час стиснення з можливістю бічного розширення, переважно за рахунок горизонтальних деформацій. Величина коефіцієнта Пуассона в умовах одновісного стиснення дробленої породи з можливістю бічного розширення ущільнюваного тіла змінюється за квадратичною залежністю і досягає мінімальних значень за наявності в закладальних матеріалах неоднорідної (за розмірами частинок) дробленої породи. Максимальні значення забезпечуються після стиснення вихідного матеріалу великої або дрібної фракцій, які напочатку складають закладальний масив. Забезпечення стійкості бічних порід, експлуатаційного стану гірничих виробок на виїмкових дільницях вугільної шахти і запобігання осіданню земної поверхні досягається після зведення у виробленому просторі закладального масиву, що складається з неоднорідних (за розмірами) шматків дробленої породи в умовах, відповідних компресійному стисненню. Тому вимоги до властивостей закладальних масивів і способу закладки слід встановлювати відповідно до їх призначення.