Методика прогноза горных ударов и выбора безопасного направления фронта очистных работ
https://doi.org/10.17073/2500-0632-2022-2-126-136
Аннотация
Планирование горных работ связано с выбором оптимальных решений по раскройке шахтного поля. При этом необходимо комплексно учитывать основные факторы, влияющие в том числе на безопасность ведения горных работ. Разработанная методика прогноза горных ударов в процессе ведения горных работ, учитывающая горные выработки выемочного участка и выработанное пространство, позволяет определить безопасное направление фронта очистных работ. Предлагаемая методика учитывает также все геологические нарушения, которые находятся и за пределами шахтного поля. В основе исходных данных, необходимых для осуществления прогноза горных ударов, предлагается использовать распределение удельной потенциальной энергии в нетронутом массиве. Прогноз осуществляется путем оценки параметра Надаи–Лоде (Lode–Nadai coefficient) при различных направлениях движения фронта очистных работ. Для определения безопасного направления предлагается в качестве критерия использовать коэффициент напряженности. В статье определен критерий безопасности для условий ш. Комсомольская, равный 10. Также для данной шахты было определено направление фронта очистных работ, при котором существенно снижаются риски проявления горных ударов. Наиболее безопасным для условий ш. Комсомольская является вариант направления между 138° и 128° против часовой стрелки от Северного направления для любых реализаций модуля деформации и коэффициента Пуассона.
Об авторах
С. С. Кобылкин
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» (НИТУ МИСиС)
Россия
Россия
Сергей Сергеевич Кобылкин – доктор технических наук, профессор кафедры Безопасности и экологии горного производства, Горный институт
Scopus ID 56209222200
г. Москва
А. С. Пугач
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» (НИТУ МИСиС)
Россия
Россия
Александр Сергеевич Пугач – старший преподаватель кафедры Физических процессов горного производства и геоконтроля, Горный институт
г. Москва
Список литературы
1. Malinnikova O., Uchaev D., Uchaev D., Malinnikov V. The study of coal tectonic disturbance using multifractal analysis of coal specimen images obtained by means of scanning electron microscopy. In: E3S Web of Conferences. 1st International Scientific Conference “Problems in Geomechanics of Highly Compressed Rock and Rock Massifs” (GHCRRM 2019). 2019;129:01017. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201912901017
2. Zakharov V. N., Malinnikova O. N. Modeling geomechanical and geodynamic behavior of miningaltered rock mass with justifying mechanisms of initiation and growth of failure zones. In: International European Rock Mechanics Symposium, EUROCK 2018. Geomechanics and Geodynamics of Rock Masses. 2018;1:167–180.
3. Tianwei L., Hongwei Z., Sheng L., Jun H., Weihua S., Batugin A. S., Guoshui T. Numerical study on 4-1 coal seam of xiaoming mine in ascending mining. Scientific World Journal. 2015. https://doi.org/10.1155/2015/516095
4. Lan T., Sun J., Batugin A. S., Jia W., Zhang Z. Dynamic characteristics of fault structure and its controlling impact on rock burst in mines. Shock and Vibration. 2021;2021:7954876. https://doi.org/10.1155/2021/7954876
5. Lan T., Zhang H., Li S., Batugina I., Batugin A. Application and development of the method of geodynamic zoning according to geodynamic hazard forecasting at coal mines in China. In: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. World Multidisciplinary Earth Sciences Symposium (WMESS 2018). 3–7 September 2018, Prague, Czech Republic. 2019;221(1):012088. https://doi.org/10.1088/1755-1315/221/1/012088
6. Марков Г. А. Тектонические напряжения и горное давление в рудниках Хибинского массива. Л.: Наука; 1977. 213 с.
7. Ловчиков А. В. Новая концепция механизма горно-тектонических ударов и других динамических явлений для условий рудных месторождений. Горные науки и технологии. 2020;5(1):30–38. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2020-1-30-38
8. Яковлев Д. В., Цирель С. В., Мулев С. Н. Закономерности развития и методика оперативной оценки техногенной сейсмической активности на горных предприятиях и в горнодобывающих регионах. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2016;(2):34–47. URL: https://www.sibran.ru/upload/iblock/ca1/ca15451a9d2410129c5af3babe2bafef.pdf
9. Яковлев Д. В., Исаев Ю. С., Мулев С. Н. и др. Аппаратно-программный комплекс «Geo Info Trans Sistem (GITS) в системах геодинамического и экологического мониторинга. В: Международная конференция «Горная геофизика». 22–25 июня 1998. СПб.: ВНИМИ; 1998.
10. Kovtanyuk L. V., Panchemko G. L. On compression of a heavy compresible layer of an elastoplastic or elastoviscoplastic. Medium. Mechanics of Solids. 2017;52(6):653–662. https://doi.org/10.3103/S002565441706005X
11. Kondner R. L., Zelasko J. S. A hyperbolic stress strain formulation for sands. In: Proceedings of the 2nd Pan American Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering. Sao Paulo, Brazil. 1963;1:289–324.
12. Duncan J. M., Chang C.-Y. Nonlinear analysis of stress and strain in soil. Journal of the Soil Mechanics and Foundation Division. 1970;96(5):1629–1653.
13. Janbu J. Soil Compressibility as determined by oedometer and triaxial tests. In: Proceedings of European Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering (ECSMFE). Wiesbaden, Germany. 1963;1:9–25.
14. Von Soos P. Properties of soil and rock. In: Grundbau-Taschenbuch. Part 4. Ed. 4. Berlin: Ernst & Sohn; 1990. (In German)
15. Устинов Д. В. Влияние выбора модели вмещающего массива на результаты моделирования роходки перегонных тоннелей метрополитена. Геотехника. 2018;10(5–6):34–50.
16. Справочник (кадастр) физических свойств горных пород. Под ред. Н. В. Мельникова, В. В. Ржевского, М. М. Протодьяконова. М.: Недра; 1975. 279 с.
17. Трушко О. В. Оценка геодинамической устойчивости горных выработок глубоких рудников. Наука, техника и образование. 2015;(2):58–62.
18. Трушко О. В., Петров Д. Н., Стрелецкий А. В. Обеспечение устойчивости горных выработок. Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2012;(2):51–55.
19. Басов В. В. Исследование геомеханического состояния неустойчивых пород в окрестности сопряжений горных выработок. Горные науки и технологии. 2019;4(1):23–30. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2019-1-23-30
20. Курленя М. В., Серяков В. М., Ерёменко А. А. Техногенные геомеханические поля напряжений. Новосибирск: Наука; 2005. 264 с.
Рецензия
Для цитирования:
Кобылкин С.С., Пугач А.С. Методика прогноза горных ударов и выбора безопасного направления фронта очистных работ. Горные науки и технологии. 2022;7(2):126-136. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2022-2-126-136
For citation:
Kobylkin S.S., Pugach A.S. Rock burst forecasting technique and selecting a safe coal face advance direction. Mining Science and Technology (Russia). 2022;7(2):126-136. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2022-2-126-136
Просмотров:
2815
Послать статью по эл. почте 