CC BY
28
И.А. Поздеев, И.М. Поздеева, П.В. Васильев
ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ПАРАМЕТРОВ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ГЕОМАССИВА В ОКРЕСТНОСТИ ОЧИСТНОГО ЗАБОЯ ОТ ПРОЧНОСТИ УГЛЯ ОТРАБАТЫВАЕМОГО ПЛАСТА
Решена актуальная научно-практическая задача прогноза параметров напряженно-деформированного состояния углепородного массива в окрестности очистного забоя при изменчивости предела прочности угля в отрабатываемом пласте. Результаты прогноза в виде эмпирических зависимостей предлагается использовать для выбора типа и конструкции механизированной крепи, расчета дебита метана из отрабатываемого пласта с учетом его дезинтеграции в краевой части.
Ключевые слова: угольный пласт, комплексно-механизированный забой, численное моделирование, параметры напряженно-деформированного состояния геомассива, предел прочности угля при сжатии, метод наименьших квадратов, эмпирические зависимости.
Практика отработки выемочных участков свидетельствует о частых внеплановых остановках комплексно-механизированных забоев (КМЗ) по причине проявления различных негативных геомеханических процессов, таких как: отжим крупных угольных блоков с поверхности очистного забоя, вывалы негабаритных кусков пород кровли, а также высыпание пород кровли между секциями механизированной крепи. Следствием разрушения пород кровли и угольного массива, как правило, является выделение повышенного объема метана по системам трешин в геомассиве и из отделившихся углепородних блоков, что иногда приводит к загазированию очистного забоя и выработок выемочного участка с исходящей струей воздуха.
В связи с этим авторами была обоснована актуальная научно-практическая задача, сущность которой в создании системы
ISSN 0236-1493. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2017. № 4. С. 305-319. © 2017. И.А. Поздеев, И.М. Поздеева, П.В. Васильев.
оперативного мониторинга и прогноза геомеханических и газодинамических явлений, протекающих в очистном забое выемочного участка, с целью обоснования технологических и технических решений, реализация которых обеспечит безопасную и эффективную работу КМЗ.
Для решения поставленной задачи проведено численное моделирование напряженно-деформированного состояния (НДС) углепородного массива в окрестности очистного забоя с использованием пакета компьютерных программ, разработанных в Сибирском государственном индустриальном университете. Комплекс программ адаптирован для решения двумерных задач и выявления закономерностей изменения механических, реологических и плотностных свойств углепородного массива, а также прогноза дебита и давления метана [1—4].
В качестве объекта исследования принят углепородный массив Байдаевского месторождения в пределах шахтного поля ООО «Шахта «Есаульская», Кузбасс. Исследования проведены в период отработки выемочного столба 26—28 по пласту 26а.
Глубина ведения горных работ менялась от 410 до 580 м, вынимаемая мощность разрабатываемого пласта — 2,1 м, угол падения — от 1 до 10°. Горный массив представлен алевролитами и песчаниками, а также включает 7 угольных пластов, ближайший из которых пласт 29а залегает в 130—150 м выше отрабатываемого пласта 26а. Шахта отнесена к сверхкатегорным по газу метану.
Система разработки столбовая, с полным обрушением пород кровли, подвиганием очистного забоя длиной 300 м по восстанию. Схема выемки угля в лаве — односторонняя, снизу вверх по ходу струи свежего воздуха.
Для проведения исследований в соответствии с поставленной задачей принята геометрическая модель, в виде вертикального разреза по разведочной геологической скважине № 1689. Размеры модели по горизонтальной оси ОХ — 410 м, по вертикальной оси OY — 690 м; зона надработки ограничена координатой Y = -115 м, а земная поверхность — Y = 575 м (рис. 1).
В предыдущей статье [5] авторами изложены результаты проведенного исследования влияния величины рабочего сопротивления механизированной крепи на изменение НДС геомассива в окрестности очистного забоя. В данной статье рассматривается влияние предела прочности угля отрабатываемого пласта на НДС углепородного массива.
Учитывая большой объем информации, полученной по результатам моделирования, для детального анализа и выявления
Рис. 1. Геометрическая модель объекта исследования: 1 — монтажная камера; 2 — отрабатываемый пласт
зависимости геомеханических параметров массива от варьируемой прочности пласта выбраны характерные точки, изменение НДС пород в которых наиболее полно характеризует состояние очистного забоя и вмещающих пород отрабатываемого пласта (рис. 2).
В процессе исследования определялись следующие параметры НДС геомассива: главные, вертикальные и горизонтальные составляющие тензора напряжений и деформаций масси-
Рис. 2. Схема КМЗ: 1—9 — номера характерных точек
Предел прочности угля при сжатии, МПа
10 15
« "5 с
s .6
05 S
£ 7 1 g. 8 С га
1 -9 £
5 -ю
s
I -11 о.
S -12
t"'- СТВ =0,009 - 0,595 ■ <7^ -2,531
¿г - - ч__
Ов = -0,002 O-Jk - 0,232 • Сеж
_____точка 6
ка 5 -1îj4 " - ~
точка 4 " ц ^ .......
<тв = -2,985 _ 0,4715 ' сж
• Расчетные значения в точке 4 Вид функции:
-Степенная (г=0,9999б)
♦ Расчетные значения в точке 5 ,818
Вид функции: ■ • • • Квадратичная (г=0,9999) X Расчетные значения в точке 6 Вид функции
--Квадратичная (г=0,9984)
Рис. 3. Зависимость вертикальных напряжений в отрабатываемом угольном пласте от предела прочности угля при сжатии: г — коэффициент корреляции; точки 4—6 — см. на рис. 2; ств —вертикальные напряжения, МПа; стсж — предел прочности угля при сжатии, МПа
ва пород; вертикальные и горизонтальные смещения; отношение остаточной прочности пород к исходной.
Выбор этих параметров обусловлен возможностью их использования для обоснования технологических решений при проектировании выемочных участков.
Для выявления вида зависимостей, полученных при моделировании геомеханических процессов, применен метод наименьших квадратов. Определение коэффициентов эмпирических зависимостей осуществлялось посредством решения системы уравнений методом Гаусса либо матричным методом [6].
По результатам моделирования влияния прочности угля отрабатываемого пласта на НДС массива установлено:
1) Повышение прочности угля способствует увеличению вертикальных напряжений в краевой части отрабатываемого пласта и их снижению в породах кровли и почвы. Однако, изменение вертикальных напряжений в породах кровли и почвы пласта незначительное. Максимальные вертикальные напряжения формируются в краевой части отрабатываемого пласта у пород кровли (рис. 3).
Отношение вертикальных напряжений к пределу прочности угля при сжатии составляет: в точке 4 — 0,6 МПа/МПа, в точке 5 - 0,5 МПа/МПа, в точке 6 — 0,25 МПа/МПа. То есть, наибольшее влияние предел прочности угля при сжатии оказывает на напряжения, формирующиеся в верхней части очистного забоя (точка 4), минимальное — у почвы отрабатываемого пласта (точка 6). Из графиков, приведенных на рис. 3 следует, что в условиях отработки угольного пласта с пределом прочности
угля при сжатии равном 5 МПа будет наблюдаться отжим угля с краевой части пласта по всей поверхности очистного забоя так как напряжения, формирующиеся в угольном пласте, превышают предел прочности угля при сжатии.
2) Увеличение предела прочности угля при сжатии, в процессе моделирования, способствует повышению горизонтальных сжимающих напряжений в породах кровли отрабатываемого пласта, снижению горизонтальных сжимающих напряжений в породах почвы пласта, а также снижению горизонтальных растягивающих напряжений в отрабатываемом угольном массиве. Однако, это влияние незначительно. Так, отношение горизонтальных сжимающих напряжений к пределу прочности пород кровли не превышает 0,09 МПа/МПа, в отрабатываемом пласте - 0,05 МПа/МПа, в породах почвы - 0,04 МПа/МПа. Кроме того, в условиях отработки угольных пластов с высокой прочностью угля у кровли пласта (точка 4, на рис. 2) горизонтальные напряжения переходят от растягивающих к сжимающим, что способствует снижению вероятности отжима угля с поверхности очистного забоя.
Рис. 4. Зависимость вертикальных смещений пород кровли и почвы от предела прочности угля при сжатии: 1, 2, 3, 7, 8, 9 — точки исследования (см. на рис. 2); I — выработанное пространство, II — угольный пласт, III — секция механизированной крепи; IV — очистной комбайн; стсж — предел прочности угля при сжатии, МПа
3) С увеличением прочности угля отрабатываемого пласта смещения пород кровли и почвы уменьшаются (рис. 4).
Из рис. 4 следует, что смещения вмещающих пород над и под очистной выработкой увеличиваются в сторону выработанного пространства. Определено, что отношение вертикальных смещений к пределу прочности пласта составляет: в точке 1 — -1,88 мм/МПа, в точке 2 —2,10 мм/МПа, в точке 3 —2,74 мм/
МПа, в точке 4--1,60 мм/МПа, в точке 5 —0,42 мм/МПа,
в точке 6 —0,80 мм/МПа, в точке 7—2,76 мм/МПа, в точке 8 —1,55 мм/МПа, в точке 9 —1,44 мм/МПа. В этой связи можно утверждать, что максимальные вертикальные смещения прослеживаются в породах кровли и почвы, залегающих в незакрепленной механизированной крепью части кровли и под скребковым конвейером соответственно (точки 3, 7 на рис. 2).
4) В процессе отработки выемочного столба происходит эффект заклинивания пласта породами кровли и почвы, что является причиной отжима угля с поверхности очистного забоя и образования систем трещин и кливажей. Эффект заклинивания подтверждается графиками на рис. 5. Из графиков следует, что у кровли пласта смещение угольного массива направлено вниз, а у почвы пласта — вверх. Установлено, что с увеличением предела прочности угля при сжатии смещение кровли и почвы пласта уменьшается (рис. 5). Максимальное вертикальное смещение угольной пачки отрабатываемого пласта наблюдается ближе к породам кровли.
Для проверки соответствия результатов, полученных методом конечных элементов, существующим теориям, сформули-
Рис. 5. Зависимость вертикальных смещений, формирующихся в отрабатываемом угольном пласте, от предела прочности угля при сжатии: г — коэффициент корреляции; W — вертикальные смещения
рованным на основе исследований в шахтных условиях, был проведен расчет смещений углепородного массива по методикам Ф.П. Глушихина, Ю.А. Коровкина и К.В. Руппенейта [7— 9].
Результаты расчета смещений пород кровли приведены в табл. 1.
Имеющиеся расхождения результатов вероятно связаны со следующими причинами:
• не в полной мере учитываются физико-механические свойства пород кровли;
• в расчетах смещений пород кровли, как правило, не учитывается скорость движения очистного забоя.
Учесть перечисленные факторы можно посредством моделирования НДС массива методом конечных элементов, программный комплекс которого позволяет проводить настройку по результатам натурных наблюдений в процессе отработки выемочного участка.
5) Увеличение предела прочности угля при сжатии приводит к снижению величины зоны растягивающих деформаций впереди очистного забоя, что оказывает положительное влияние на метанообильность выемочного участка, так, как растягивающие деформации способствуют увеличению пористости горных пород и угольного массива в окрестности очистного забоя, а образовавшиеся дополнительные поры являются путями миграции газа в пространство очистного забоя (рис. 6, а).
С увеличением прочности угля отрабатываемого пласта снижается деформация угольного массива впереди очистного забоя. Так, интенсивность снижения деформаций у кровли отрабатываемого пласта (см. рис. 2, точка 4) составляет -1,43 1/МПа, в центральной части поверхности очистного забоя (см. рис. 2,
точка 5)--1,2 1/МПа, у почвы отрабатываемого пласта (см.
рис. 2, точка 6) —1,65 1/МПа.
Таблица 1
Результаты расчета смещений пород кровли
Исследуемая точка Величина смещений пород кровли по МКЭ, мм Величина смещений пород кровли по Ф.П. Глуши-хину [7], мм Величина смещений пород кровли по Ю.А. Коров-кину [8], мм Величина смещений пород кровли по К.В. Руппе-нейту [9], мм
Точка 1 130 134 280 126
Точка 2 121 129 225 —
Точка 3 64 69,6 56 59
а)
15
I -20
пз 1
& -25
& ¡-, -30
и й
х ш -35
л
ч
3 -40 х
& -45 ей
|б) £ 1 I о
г -1
«Ь-2
-О . 3
1 ш-4
¡3 -5
а:
£ -6 о.
ш -7
, - я
£в = 13,01- 1п( "еж) " 57,938 . --точка
точка 5 ------ 07 „—0,789 -27,1 ■ а„
0,09 ■ <т4 + 3,9 (Ток - 61,007
Ж точка 6
Предел прочности угля при сжатии, МПа
Предел прочности угля при сжатии, МПа
10 15
• Расчетные значения в точке 4 Вид функции:
Логарифмическая (г=0,9997)
♦ Расчетные значения в точке 5 Вид функции:
• • • Логарифмическая (г=0,9998) X Расчетные значения в точке б Вид функции: - — Квадратичная (г=0,9996)
20
х - ►-
---- = -0.0 0348 • <т|г + 0,14 i ■ <т„ - 1.216
/
— —
«» » 1 точка 7
А ' £„ = -27,1 • <7" ),789
*
*
Расчетные значения в точке 3 Вид функции:
» Квадратичная (г=0,994)
Расчетные значения в точке 7 Вид функции:
■ Степенная (г=0,9996)
Рис. 6. Зависимость величины вертикальных деформаций от предела прочности угля при сжатии: г — коэффициент корреляции; ев — вертикальные деформации
Выявлено, что максимальное влияние прочность угля отрабатываемого пласта оказывает на породы кровли и почвы, залегающие непосредственно в незакрепленной механизированной крепью части и под забойным скребковым конвейером соответственно (рис. 6, б). На деформации пород, залегающих непосредственно над и под стоиками механизированной крепи, влияние предела прочности угля при сжатии незначительно.
6) С увеличением прочности угля горизонтальные растягивающие деформации пород кровли и почвы, залегающие в незакрепленной механизированной крепью части и под забойным скребковым конвейером, снижаются, а в породах кровли переходят от растягивающих к сжимающим (рис. 7, а).
Интенсивность снижения растягивающих деформаций для пород кровли составляет — 0,12 , для пород почвы — 0,2 . Интенсивность изменения деформаций пород кровли и почвы, залегающих непосредственно над стойками механизированной крепи незначительна.
С увеличением предела прочности угля при сжатии снижаются растягивающие деформации впереди очистного забоя (рис. 7, б).
Интенсивность снижения растягивающих деформаций в угольном массиве у кровли отрабатываемого пласта (точка 4) составляет -1,26 1/МПа, в центральной части очистного забоя (точка 5) — -1,23 1/МПа, у почвы отрабатываемого пласта —1,5 1/МПа.
7) Установлено, что наибольшим разрушениям подвергается угольный массив впереди очистного забоя. Увеличение прочности угля при сжатии способствует снижению зоны разрушения угольного пласта вперед очистного забоя и повышению его остаточной прочности (рис. 8).
Уменьшение зоны запредельного состояние угольного массив происходит с интенсивностью — 0,3 м/МПа, а увеличение остаточной прочности в точке 4 составляет 0,003 1/МПа, в точке 5 - 0,0013 1/МПа, в точке 6 — 0,005 1/МПа.
Выявлено, что наибольшему разрушению подвергается часть угольного массива, расположенного у кровли КМЗ (точка 4, см. рис. 2).
Рис. 7. Зависимость горизонтальных деформаций угля при сжатии: г — коэффициент корреляции; ег -мации
от предела прочности - вертикальные дефор-
9) Для условий отработки угольных пластов с пределом прочности угля в интервале 5—20 МПа и неизменных остальных базовых условиях отношение остаточной прочности угля к исходной величине достигает стост = 0,19 у кровли, стост = 0,24 в центральной части очистного забоя и а = 0,23 у почвы пласта, что соот-
ост ' '
ветствует запредельному состоянию массива. В породах кровли и почвы пласта, залегающих непосредственно над и под дорожкой очистного комбайна (точки 3, 7, см. рис. 2) отношение остаточной прочности пород кровли и почвы к исходной достигает а = 0,46 и а = 0,49 соответственно. В этой связи можно ут-
ост ост
верждать о высокой вероятности формирования систем трещин в этих участках в направлении параллельном очистному забою.
В незакрепленном механизированной крепью участке, в породах кровли формируются зоны пластических деформаций, в которых возможны вывалы пород и, как следствие, куполо-образование. Вероятность разрушения пород кровли в приза-бойной части повышается в условиях отработки пластов с высокой прочностью угля и трудноуправляемыми кровлями при недостаточном рабочем сопротивлении механизированных крепей, что также было подтверждено в результате шахтных исследований, проведенных Ю.А. Коровкиным [8].
а)
3 5
1р = 0,023-о^-С ),86- о-„,,+9,575
10 15
Предел прочности угля при сжатии, МПа
б)
0,25
<тост = 0,00015 0-4 - 0,0022 • Осж .......А. ►.............. < ' " '
__ _ ■> х-' '
°Ьст = —6 10~5 • ст^к + 0,004 В - о-ок + 0,1175
0,006 ■ о^ + 0,13
• точка 4
■ точка 5
■ X — точка 6
Предел прочности угля при сжатии, МПа
Рис. 8. Зависимость величины зоны (а) и степени (б) дезинтеграции угольного массива от предела прочности угля при сжатии
Состояние пород, залегающих непосредственно над верхним перекрытием и под основанием механизированной крепи соответствует упругим деформациям, отношение остаточной прочности пород к исходной превышает 0,9.
По итогам анализа зависимости НДС углепородного массива от предела прочности угля при сжатии выявлено, что разрушение угольного массива в краевой части отрабатываемого пласта наблюдается при напряжениях, не превышающих предел прочности угля при сжатии. Снижение предела прочности пород в геомассиве связано с наличием в нем плоскостей ослабления, которые выражены в виде множества различных факторов, наиболее существенным из которых являются степень трещиноватости массива [10,11]. В расчетах положение плоскостей ослабления угля можно определять с помощью коэффициента структурного ослабления kст, который равен [10—13]:
Кт = ^ (1)
ст
С
где а^ — предел прочности угля, нарушенного системой трещин, МПа; асж — предел прочности целостного образца угля, МПа.
По результатам многочисленных исследований, проведенных научно-исследовательским институтом ВНИМИ [10,11], величина коэффициента структурного ослабления варьируется, в зависимости от степени нарушенности исследуемого массива, от 0 до 1.
Для того, чтобы определить коэффициент структурного ослабления и использовать его при расчете предела прочности угля, нарушенного системой трещин а , были приняты минимальные величины напряжений (см. рис. 3), при которых произошло разрушение угля (см. рис. 8). Условия с вертикальными напряжениями, превышающими предел прочности угля при сжатии, не принимались к учету.
Таким образом, коэффициент структурного ослабления составляет:
• для условий с прочностью угля 10 МПа:
= 7 МПа/10 МПа = 0,7;
• для условий с прочностью угля 15 МПа:
= 9 МПа/15 МПа = 0,6;
• для условий с прочностью угля 20 МПа:
= 10 МПа/20 МПа = 0,5.
Обратная зависимость между коэффициентом структурного ослабления и пределом прочности угля при сжатии под-
тверждается исследованиями, проведенными во ВНИМИ [10]. В этой связи, коэффициент структурного ослабления угля для условия ООО «Шахта «Есаульская» составляет 0,7.
Одним из методов оценки поведения горных пород при различном напряженно-деформированном состоянии геомассива является построение паспорта прочности горных пород. По результатам проведенных исследований построены паспорта прочности угольного массива, которые приведены на рис. 9.
По результатам проведенных исследований обоснованы следующие выводы и рекомендации:
1) При отработке пластов с высокой прочностью угля снижается вероятность отжима угля с поверхности очистного забоя,
Рис. 9. Паспорт прочности не нарушенного (1) и нарушенного (2) системой трещин угля: предел прочности угля при сжатии 5 МПа (а), 10 МПа (б), 15 МПа (в); стсж, стр — главные нормальные сжимающие и растягивающие напряжения соответственно; т — касательные напряжения
в результате чего улучшается его состояние. Однако в прочных углях формируются более высокие напряжения, то есть при отработке таких пластов повышается вероятность проявления газодинамических явлений.
2) Во время отработки пластов с высокой прочностью угля будет наблюдаться меньшая величина смещений угольного массива и вмещающих пород, чем при отработке пластов с низкой прочностью угля.
3) Чем выше прочность угля отрабатываемого пласта при сжатии, тем меньше деформации угольного массива и, тем самым, снижается пористость пород и снижается вероятность повышенного метановыделения в рабочее пространство очистного забоя.
4) В породах кровли, залегающих в незакрепленной механизированной крепью части очистного забоя, формируются сжимающие напряжения по своему значению близкие к нулю, которые, при определенных условиях, могут перейти в растягивающие. Ввиду этого можно предположить, что в породах кровли, залегающих в призабойной части, возможны вывалы и куполо-образования, с последующим выделением метана в очистное пространство.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Риб С.В., Фрянов В.Н. Разработка комплекса проблемно-ориентированных программ для численного моделирования напряженно-деформированного состояния неоднородных угольных целиков // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — № 3. — С. 367-371.
2. Риб С. В., Волошин В. А., Максимов А. А., Борзых Д. М., Никитина А. М., Фрянов В. Н. Численное моделирование методом конечных элементов напряженно-деформированного состояния углепородно-го массива при переходе очистным забоем передовой выработки // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — № 3. — С. 414—422.
3. Петрова О. А., Васильев П. В., Фрянова О. В., Фрянов В. Н. Модель формирования напряжений, деформаций и повреждений в углепород-ном массиве при интеграции гравитационного и геотектонического полей напряжений / Материали за VIII международна научна практична конференция «Новината за напреднали наука — 2012». Т. 26. Технологии. — Бял ГРАД-БГ ООД. София: 2012. — С. 10—19.
4. Фрянов В. Н., Петрова О. А., Петрова Т. В. Комплекс проблемно-ориентированных программ для моделирования формирования и распределения опасных зон в газоносном геомассиве: свидетельство о регистрации электронного ресурса. № 21123, дата регистрации 03 августа 2015 года // Хроники объединенного фонда электронных ресурсов
«Наука и образование» № 08—09 (75—76) август-сентябрь 2015. — С. 2. Режим доступа: http://ofernio.ru/portal/newspaper05.php
5. Поздеев И. А., Поздеева И.М., Васильев П.В. Исследование зависимости параметров напряженно-деформированного состояния углепородного массива от распора секции крепи механизированного забоя // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2016. — № 7. - С. 313-327.
6. Кремер Н. Ш. Теория вероятностей и математическая статистика: учебник для студентов вузов. 3-е изд., перераб. и доп. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2010. — 551 с.
7. Глушихин Ф. П. Трудноуправляемые кровли в очистных забоях. — М.: Недра, 1974. — 192 с.
8. Коровкин Ю. А., Савченко П. Ф. Теория и практика длиннолав-ных систем. — М.: Изд-во «Горное дело» ООО «Кимерийский центр», 2012. — 808 с., табл., ил. — Библиотека горного инженера. Т. 3. Подземные горные работы. Кн. 11.
9. Руппенейт К. В. Давление и смещение горных пород в лавах по-логопадающих пластов. — М.: Углетехиздат, 1957. — 228 с.
10. Глушихин Ф. П., Кузнецов Г. Н., Шклярский М. Ф. и др. Моделирование в геомеханике. — М.: Недра, 1991. — 240 с.
11. Кузнецов Г. Н., Ардашев К. А., Филатов Н. А. и др. Методы и средства решения задач горной геомеханики. — М.: Недра, 1987. — 248 с.
12. Петухов И. М., Линьков А. М. Механика горных ударов и выбросов. — М.: Недра, 1983. — 280 с.
13. Ржевский В.В., Новик Г. Я. Основы физики горных пород. Изд. 2-е доп. и перераб. — М.: Недра, 1973. — 286 с.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Поздеев Игорь Андреевич — аспирант, помощник начальника участка ВТБ, e-mail: [email protected], Сибирский государственный индустриальный университет, ООО «Шахта «Есаульская», Поздеева Ирина Михайловна — младший научный сотрудник, e-mail: [email protected], ФГКУ «Национальный горноспасательный центр», Васильев Павел Валентинович — кандидат технических наук, генеральный директор, e-mail: [email protected], ООО «Сибирская экспертная организация».
Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2017. No. 4, pp. 305-319. I.A. Pozdeev, I.M. Pozdeeva, P.V. Vasil'ev ROCK MASS STRESS STATE AS FUNCTION OF COAL STRENGTH IN THE NEIGHBORHOOD OF PRODUCTION FACE
The actual scientific and practical task of predict of parameters of the condition of the rock mass in a neighborhood of a production face at the variation of limit strength of coal of the fulfills seam has been solved. The results of predict in the form of empirical functions is
UDC 622.834.2: 519.62: 519.254
proposed to use to choose the type and design of powered support, the calculation of the flow rate of methane from the fulfills seam taking into account its disintegration in a marginal part.
Key words: coal seam, the complex mechanized face, numerical modeling, parameters of the condition of the rock mass, limit strength of coal under compression, least square method, empirical function.
AUTHORS
Pozdeev I.A., Graduate Student, Assistant Chief of Ventilation and Occupational Safety Department, e-mail: [email protected], Siberian State Industrial University, 654007, Novokuznetsk, Russia, LLC «Mine «Esaul'skaja», 654027, Novokuznetsk, Russia,
Pozdeeva I.M., Junior Researcher, Federal State Institution of Additional Professional Education «National Mine Rescue Center», e-mail: [email protected], Vasil'ev P.V., Candidate of Technical Sciences, General Director, Siberian Expert Organization LTD, 653000, Prokopyevsk, Russia, e-mail: [email protected].
REFERENCES
1. Rib S. V., Fryanov V. N. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2015, no 3, pp. 367-371.
2. Rib S. V., Voloshin V. A., Maksimov A. A., Borzykh D. M., Nikitina A. M., Fryanov V. N. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2015, no 3, pp. 414-422.
3. Petrova O. A., Vasil'ev P. V., Fryanova O. V., Fryanov V. N. Materializ,a VIIImezh-dunarodna nauchna praktichna konferentsiya «Novinata z,a naprednali nauka 2012». T. 26. Tekhnologii (Материали за VIII международна научна практична конференция «Новината за напреднали наука 2012». Т. 26. Технологии), Byal GRAD-BG OOD. Sofiya, 2012, pp. 10-19.
4. Fryanov V. N., Petrova O. A., Petrova T. V. Kompleks problemno-orientirovannykh programm dlya modelirovaniya formirovaniya i raspredeleniya opasnykh zon v gazonos-nom geomassive: svidetel'stvo o registratsii elektronnogo resursa, no 21123, data regis-tratsii 03 avgusta 2015 goda. Khroniki ob"edinennogo fonda elektronnykh resursov «Nauka i obrazovanie» № 08-09 (75-76) August-September 2015, pp. 2, available at: http://ofern-io.ru/portal/newspaper05.php
5. Pozdeev I. A., Pozdeeva I. M., Vasil'ev P. V. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2016, no 7, pp. 313-327.
6. Kremer N. Sh. Teoriya veroyatnostey i matematicheskaya statistika: uchebnik dlya studentov vuzov. 3-e izd. (Theory of probabilities and mathematical statistics: Textbook for high schools, 3rd edition), Moscow, YuNITI-DANA, 2010, 551 p.
7. Glushikhin F. P. Trudnoupravlyaemye krovli v ochistnykh zaboyakh (Hard roofs in production headings), Moscow, Nedra, 1974, 192 p.
8. Korovkin Yu. A., Savchenko P. F. Teoriya i praktika dlinnolavnykh sistem (Theory and practice of longwalling), Moscow, Izd-vo «Gornoe delo» OOO «Kimeriyskiy tsentr», 2012, 808 p.
9. Ruppeneyt K. V. Davlenie ismeshcheniegornykh porod v lavakh pologopadayushchikh plastov (Pressure and movement of rocks in longwalls in gently dipping seams), Moscow, Ugletekhizdat, 1957, 228 p.
10. Glushikhin F. P., Kuznetsov G. N., Shklyarskiy M. F. Modelirovanie vgeomekhani-ke (Modeling in geomechanics), Moscow, Nedra, 1991, 240 p.
11. Kuznetsov G. N., Ardashev K. A., Filatov N. A. Metody isredstva resheniya zadach gornoy geomekhaniki (Methods and means to solve geomechanical problems), Moscow, Nedra, 1987, 248 p.
12. Petukhov I. M., Lin'kov A. M. Mekhanika gornykh udarov i vybrosov (Mechanics of rockbursts and outbursts), Moscow, Nedra, 1983, 280 p.
13. Rzhevskiy V. V., Novik G. Ya. Osnovy fizikigornykh porod. Izd. 2-e (Basic physics of rocks, 2nd edition), Moscow, Nedra, 1973, 286 p.
