Головна
Форум
Галерея
Контакти
FOR FOREIGN PARTICIPANTS
Дисертація Поротніков В'ячеслав Вікторович

Поротніков В'ячеслав Вікторович

 

Обґрунтування параметрів зміцнення трубчастими анкерами слабких приконтурних порід підземних виробок

 

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю: 05.15.11. – 2006 р.

 

Науковий керівник: д-р техн. наук, проф. І.А. Ковалевська

 

Актуальністю роботи стало те, що забезпечення стійкості підземних гірничих виробок ресурсозберігаючими технологіями зміцнення приконтурних порід анкерним кріпленням є важливим напрямком підвищення ефективності роботи вугільних шахт. Особливого значення ця проблема набуває при спорудженні й експлуатації підземних виробок у слабких гірських породах, які характеризуються інтенсивним розвитком зсувів породного контуру і навантажень на кріплення, що породжує надмірні матеріальні і трудові витрати.

Метою роботи є підвищення стійкості підтримуваних підземних виробок у слабких породах на базі встановлення закономірностей щодо оптимізації параметрів силової взаємодії трубчастих анкерів з породними стінками шпуру.

Автором встановлено, що:

– максимальна реакція опору трубчастого анкера ТА2 у піддатливому режимі досягається при модулі деформації заповнювача, що не розширюється, не нижче граничного значення, що визначається за лінійним зв'язком з коефіцієнтом Пуассона заповнювача і степеневою залежністю від співвідношення внутрішнього і зовнішнього діаметрів металевої труби, а також відношення модуля пружності трубної заготовки до модуля деформації стінок шпуру. Урахування цієї закономірності дозволяє у слабких породах реалізувати високоефективний режим постійного опору трубчастого анкера ТА2 при одночасному зниженні його металоємності до 30-50%;

– при жорсткості заповнювача, що не розширюється, нижче граничного значення максимальна реакція опору трубчастого анкера ТА2 забезпечується заповнювачем, у складі якого процентний вміст портландцементу, що розширюється, нелінійно залежить від величини необхідного початкового тиску на контакті заповнювача з металевою трубою і лінійно – від піщано-цементного відношення сухої суміші. Це дозволило в слабких породах підвищити несучу здатність трубчастого анкера ТА2 у 1,7...3,6 рази.

Наукове значення роботи полягає у розкритті механізму регулювання процесу взаємодії трубчастого анкера ТА2 зі слабкими породними стінками шпуру, що відбивається у встановленні закономірностей зміни поля напружень у системі «трубчастий анкер ТА2-стінки шпуру» залежно від механічних і геометричних параметрів її елементів.


Характерна епюра розподілення осьових дотичних напружень при збереженні суцільності заповнювача в системі «трубчастий анкер ТА2-породні стінки шпуру»

 

Практичне значення роботи полягає в обґрунтуванні вихідних геомеханічних параметрів ефективного зміцнення анкерами слабких гірських порід; в експериментальному встановленні зв'язку механічних характеристик заповнювача з піщано-цементного каменю з параметрами складу сухої суміші протягом всього часу його твердіння; у розробці науково обґрунтованої інженерної методики з вибору раціональних параметрів трубчастих анкерів ТА2 для зміцнення слабких гірських порід.