- Tytuł:
-
Deformation and failure mechanisms and support structure technologies for goaf-side entries in steep multiple seam mining disturbances
Mechanizmy powstawania odkształceń i pękania oraz technologie wzmacniania i zabezpieczania ścian chodników w wyrobiskach nachylonych - Autorzy:
-
Xie, Panshi
Wu, Yongping - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/218780.pdf
- Data publikacji:
- 2019
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
- Tematy:
-
wyrobiska chodnikowe nachylone
chodnik od strony zrobów
odkształcenie asymetryczne
efekt powstawania łuku
wspornik asymetryczny
steep seam group
asymmetrical deformation
arching effect
asymmetrical coupled support structure - Opis:
-
Entries in steeply pitching seams have a more complex stress environment than those in flat seams. This study targets techniques for maintaining the surrounding rock mass stability of entries in steep seams through a case study of a steep-seam entry at a mine in southern China. An in-depth study of the deformation and instability mechanisms of the entry is conducted, employing field measurement, physi-cal simulation experiment, numerical simulation, and theoretical analysis. The study results show that the surrounding rock mass of the entry is characterised by asymmetrical stress distribution, deformation, and failure. Specifically, 1) the entry deformation is characterised by a pattern of floor heaving and roof subsidence; 2) broken rock zones in the two entry walls are larger than those in the roof and floor, and the broken rock zone in the seam-floor side wall is larger than that in the seam-roof side wall; 3) rock bolts in the middle-bottom part of the seam-floor side wall of the entry are prone to failure due to tensile stress; and 4) rock bolts in the seam-roof side wall experience relatively even load and relatively small tensile stress. Through analysis, disturbances were found to occur in both temporal and spatial dimensions. Specifically, in the initial mining stage, the asymmetrical rock structure and stress distribution cause entry deformation and instability; during multiple-seam multiple-panel mining operations, a wedge-shaped rock mass and a quasi-arc cut rock stratum formed in the mining space may cause subsidence in the seam-floor side wall of the entry and inter-stratum transpression, deformation, and instability of the entry roof and floor. The principles for controlling the stability of the surrounding rock mass of the entry are proposed. In addition, an improved asymmetrical coupled support structure design for the entry is proposed to demonstrate the effective control of entry deformation.
Chodniki w wyrobiskach biegnących po upadzie charakteryzują się bardziej złożonym rozkładem naprężeń niż wyrobiska poziome. Celem niniejszej pracy jest zbadanie technik stabilizowania górotworu w otoczeniu chodników nachylonych na podstawie studium przypadku chodnika o dużym stopniu nachylenia w jednej z kopalń w południowych regionach Chin. Przeprowadzono dogłębną i szczegółową analizę mechanizmów powstawania odkształceń i niestabilności w wyrobisku w oparciu o pomiary w terenie, eksperymenty w symulowanych warunkach fizycznych, symulacje numeryczne oraz analizy teoretyczne. Uzyskane wyniki wskazują, że górotwór w bezpośrednim otoczeniu chodnika charakteryzuje się asymetrycznym rozkładem naprężeń, odkształceń oraz pęknięć. W szczególności, analiza odkształceń wskazuje: 1) występowanie pęcznienia spągu oraz osiadania stropu, 2) strefy spękań skał w obydwu ścianach bocznych chodnika są większe niż strefy spękań w spągu i stropie, a strefa spękań w ścianie bocznej od strony spągu jest większa niż w pobliżu stropu; 3) podpory kotwiące w części środkowej ściany wyrobiska od strony spągu mają tendencje do pękania wskutek naprężeń rozciągających; 4) naprężenia działające na kotwy stabilizujące ścianę boczną chodnika w części bliżej stropu są stosunkowo równomierne, z kolei występujące naprężenia rozciągające są relatywnie niewielkie; Analizy wykazały występowanie zaburzeń zarówno w ujęciu czasowym jak i przestrzennym. Na etapie rozpoczęcia prac wydobywczych odkształcenia i niestabilności chodnika powstają wskutek asy-metrycznej struktury skał i asymetrycznego rozkładu naprężeń; w trakcie prac wydobywczych obejmujących wybieranie ścian w kilku polach powstają obszary warstw skalnych górotworu w kształcie klinów i łuków, co prowadzić może do osiadania ścian chodnika w pobliżu spągu, od strony wybieranego złoża, a także do zachodzenia na siebie warstw skalnych, odkształceń i niestabilności spągu i stropu w wyrobisku. W pracy zaproponowano zasady stabilizowania górotworu w otoczeniu wyrobiska. Ponadto, zaproponowano udoskonalony projekt zmodyfikowanego asymetrycznego wspornika podporowego do zainstalowania w chodniku, dla zademonstrowania skutecznej metody kontrolowania odkształceń wyrobisk chodnikowych. - Źródło:
-
Archives of Mining Sciences; 2019, 64, 3; 561-574
0860-7001 - Pojawia się w:
- Archives of Mining Sciences
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł