Моделирование взаимодействия анкерной крепи подвесной монорельсовой дороги с массивом горных пород

В связи с повсеместной интенсификацией горных работ существенно возрастает и нагрузка на вспомогательный транспорт, заметной составляющей которого на современных горнодобывающих предприятиях являются подвесные монорельсовые дороги. Для подвески монорельсовых дорог, в том числе и в сложных горно-геологических условиях шахт Кузбасса, в настоящее время широко применяется анкерная крепь. Однако вопросы, связанные с разработкой геомеханического обеспечения технологических решений анкерного крепления подвесных монорельсовых дорог, на сегодняшний день остаются недостаточно изученными. Поэтому исследования протекания геомеханических процессов в углепородных массивах, обусловленных воздействием подвижного состава на анкерную крепь, задачи обеспечения устойчивости системы «анкерная крепь — породный массив» несомненно, являются актуальными и практически значимыми. В представленной статье описывается расчетная модель взаимодействия анкерной крепи подвесной монорельсовой дороги с породным массивом для различных уровней нагружения. Для условий шахты им. В.Д. Ялевского АО «СУЭК-Кузбасс» проведено математическое моделирование изменения напряженно-деформированного состояния системы «анкерная крепь — породный массив». На основе результатов моделирования обоснована возможность оценки параметров устойчивости оснований анкерной крепи при действии нагрузки от подвесных монорельсовых дорог.

Блохин Д. И., Закоршменный И. М., Кубрин С. С., Харитонов И. Л., Холмянский М. Л. Моделирование взаимодействия анкерной крепи подвесной монорельсовой дороги с массивом горных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 9. – С. 25–39. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-9-0-25-39.

Блохин Дмитрий Иванович¹ — канд. техн. наук, старший научный сотрудник, e-mail: dblokhin@yandex.ru,
Закоршменный Иосиф Михайлович¹ — д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник,
Кубрин Сергей Сергеевич¹ — д-р техн. наук, профессор, зав. лабораторией, e-mail: s_kubrin@mail.ru,
Харитонов Игорь Леонидович — заместитель технического директора, начальник технического управления, АО «СУЭК-Кузбасс»,
Холмянский Михаил Львович — канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник, НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО «НИЦ «Строительство»,
¹ Институт проблем комплексного освоения недр РАН.

Блохин Д.И., e-mail: dblokhin@yandex.ru.

1. Артемьев В. Б. АО «СУЭК». Подземные горные работы, динамика развития // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № S48. — C. 13—22. DOI: 10.25018/0236-193-2018-11-48-13-22.

2. Ширин Л. Н., Расцветаев В. А., Коваль А. И. Повышение эффективности работы монорельсовых дорог при подготовке запасов угля к очистной выемке: монография. — Днепропетровск: НГУ, 2014. — 144 с.

3. Пономарев В. С., Кубрин С. С. Вопросы обеспечения материалами и ресурсами производственных участков шахты // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № S48. — С. 286—296. DOI: 10.25018/0236-193-2018-11-48-286-296.

4. Качурин Н. М., Ногих В. Р. Взаимодействие подвесных транспортных устройств с породами и обеспечение безопасности и устойчивости горных выработок // Известия ТулГУ. Науки о Земле. — 2015. — № 4. — С. 65—75.

5. Инструкция по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах России. — СПб.: ВНИМИ, 2000. — 70 с.

6. Кузнецов Е. В. Опыт эксплуатации подвесной монорельсовой дороги в условиях шахты ОАО «Разрез Сибиргинский» // Вестник КузГТУ. — 2005. — № 4. — С. 24—26.

7. Ногих В. Р. Исследования влияния анкеров и подвесных транспортных устройств в подземных выработках на деформации пород кровли / Современные тенденции и инновации в науке и производстве. Материалы IV международной научно-практической конференции. — Кемерово: КузГТУ, 2015. — С. 65—66.

8. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике: Пер. с англ. — М.: Мир, 1975. — 544 с.

9. Фадеев А. Б. Метод конечных элементов в геомеханике. — М.: Недра, 1987. — 221 с.

10. Руководство пользователя Plaxis 2D: Пер. с англ. — СПб.: НИП-Информатика, 2004. — 424 с.

11. Brinkgreve R. B. J., Bakker H. L. Non-linear finite element analysis of safety factors / Proceedings of the 7th International Conference on Computer Methods and Advances in Geomechanics, Cairns, Australia, 1991, pp. 1117—1122.

12. Прищепа Д. В. Обоснование моделей напряженно-деформированного состояния трещиноватого породного массива // Проблемы недропользования. — 2017. — № 1. — С. 81—88. DOI: 10.18454/2313-1586.2017.01.081.

13. Zingano A., Weiss A. Subsidence over room and pillar retreat mining in a low coal seam // International Journal of Mining Science and Technology. 2019. Vol. 29. No 1. Pp. 51—57. DOI: 10.1016/j.ijmst.2018.11.02.

14. Radouane N., Boukelloul M., Fredj M. Stability analysis of underground mining and their application on the Mine Chaabte El Hamra, Algeria // Procedia Earth and Planetary Science. 2015. Vol. 15. Pp. 237—243. DOI: 10.1016/j.proeps.2015.08.058.

15. Vanuva M., Jaya K. P. Design analysis of an underground tunnel in Tamilnadu // Archives of Civil Engineering. 2018. Vol. 64. No 1. Pp. 21—39. DOI: 10.2478/ace-2018-0002.

16. Бугров А. К., Голубев А. И. Анизотропные грунты и основания сооружений. — СПб.: Недра, 1993. — 245 с.

17. Schweiger H. F., Fabris C., Ausweger G., Hauser L. Examples of successful numerical modelling of complex geotechnical problems // Innovative Infrastructure Solutions. 2019. Vol. 4. No 2. Pp. 1—10. DOI: 10.1007/s41062-018-0189-5.

18. СП 248.1325800.2016. Сооружения подземные. Правила проектирования.

19. Седов Л. И. Механика сплошной среды. Т. 1. М.: Наука, 1970. — 492 с.