Обоснование параметров целиков при отработке наклонных угольных пластов в условиях шахт провинции Куангнинь Вьетнама

Проектирование и эксплуатация вспомогательных подземных выработок при разработке угольных месторождений предполагают обоснование параметров целиков угля и требуют разработки новых подходов для обоснования их геометрических параметров. С одной стороны, необходимо обеспечить достаточную устойчивость системы «массив горных пород – выработка – угольный целик», с другой – обосновать параметры «замороженных» в целиках запасов угля. Совместное решение этих двух задач требует точного прогнозирования на основе современных цифровых моделей массива горных пород. В настоящем исследовании авторы публикации, используя программное обеспечение Flac3D, представили модель массива горных пород и выработок с различными размерами угольного целика. Результаты моделирования показали, что в условиях наклонного залегания угольных пластов и массива горных пород объём добычи угля в забое влияет на напряженно-деформированное состояние массива горных пород. В ходе исследования были проанализированы различные факторы, влияющие на геометрические параметры угольного целика, изучено их влияние на поле напряжений и смещений горных пород, происходящих в условиях их наклонного залегания в массиве, а также определена величина зоны пластической деформации вокруг вспомогательной выработки. Результаты исследования имеют практическое значение и в части обоснования параметров конструкции крепи выработки. Размер угольного целика также связан с типом крепи выработки. Следует учитывать, что анкер должен иметь достаточную для прочного крепления длину и располагаться в зоне ненарушенных горных пород. Исследования показали, что для обеспечения оптимальных условий ведения горных работ и безопасности ширина угольного целика должна составлять от 10 до 15 м.

горное дело, добыча угля, угольный целик, массив горных пород, выработка, напряжения в массиве горных пород, устойчивость, цифровая модель, провинция Куангнинь, Вьетнам, Flac3D

1. Ming J. Numerical simulation of narrow coal pillars at fully-mechanized caving face with driving roadway along goaf. Coal Technology. 2010;29(12):71–73.

2. Ullah M. F., Alamri A. M., Mehmood K., et al. Coal mining trends, approaches, and safety hazards: a brief review. Arabian Journal of Geosciences. 2018;11(21):651. https://doi.org/10.1007/s12517-018-3977-5

3. Qu Q. Study on destressing technology for a roadway driven along goaf in a fully mechanized top coal caving face. Journal of Coal Science & Engineering. 2003;9(1):33–37.

4. Zhang K. X. Determining the reasonable width of chain pillar of deep coal seams roadway driving along next goaf. Journal of China Coal Society. 2011;36(1):29–35.

5. Sun Y., Li G., Zhang J., Qian D. Experimental and numerical investigation on a novel support system for controlling roadway deformation in underground coal mines. Energy Science & Engineering. 2020;8(2):490–500. https://doi.org/10.1002/ese3.530

6. Nam P. Q., Minh T. T. Studying the stability and determining the reasonable location of auxiliary mining tunnels with the steep condition coal seam in Quang Ninh. In: National Mining Science and Technical Conference. Quang Ninh. 2018.

7. Doan D. V. Research on determining the size of coal pillar for the auxiliary mining tunnels at level – 300 in Khe Cham coal mine using FLAC3D software. Mining Industry Journal. 2016;5.

8. Pham N. T., Nguyen N. V. The effects of dynamic pressure on the stability of prepared drifts near the working surface areas. Journal of Mining and Earth Sciences. 2021;62(1):85–92. (In Vietnamese). https://doi.org/10.46326/JMES.2021.62(1).10

9. Le D. T., Bui T. M. Numerical modelling techniques for studying longwall geotechnical problems under realistic geological structures. Journal of Mining and Earth Sciences. 2021;62(3):87–96. (In Vietnamese). https://doi.org/10.46326/JMES.2021.62(3).10

10. Voznesensky A. S., Kidima-Mbombi L. K. Formation of synthetic structures and textures of rocks when simulating in COMSOL Multiphysics. Mining Science and Technology (Russia). 2021;6(2):65–72. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2021-2-65-72

11. Hung V. M. Study on the law of occurrence of mine pressure and rock deformation in mechanized underground coal mining in Quang Ninh. Research project under the Ministry of Industry and Trade. 2015.

12. Pham N. T., Qi F. Application of the numerical method to analyze the effect of cross-sectional type in stabilizing the coal mine tunnel. Journal of Mining and Earth Sciences. 2022;63(2):62–70. (In Vietnamese) https://doi.org/10.46326/JMES.2022.63(2).06

13. Zhang K., Zhang Y., Ma Z., et al. Determination of the narrow pillar width of gob-side entry driving. Journal of Mining & Safety Engineering. 2015;32(3):447–452.

14. Xie G. X., Yang K., Chang J. C. Influenced of coal pillar width on deformation and fracture of gateway surrounding rocks in fully mechanized top-coal caving mining. Journal of Liaoning Technical University. 2007;26(2):173–176. (In Chinese). https://doi.org/10.3969/j.issn.1008-0562.2007.02.004

15. Yao G. M., Kang L. J., Study on the chain pillar stability of the developing entry in longwall top-coal mining. Journal of China Coal Society. 2002;027(001):6–10. (In Chinese). https://doi.org/10.3321/j.issn:0253-9993.2002.01.002