МОДЕЛЮВАННЯ ПРУЖНО-ПЛАСТИЧНОГО ДЕФОРМУВАННЯ БОРТІВ КАР’ЄРУ ПІД ЧАС ВИЙМАННЯ ПРИБОРТОВИХ ЗАПАСІВ ВУГІЛЛЯ

Олександр Олександрович Фролов; Ігор Костянтинович Бабичев; Ірина Василівна Стецьків; Олег Миколайович Клеван

doi:10.26642/tn-2015-3(74)-148-155

Автор(и)

Олександр Олександрович Фролов Національний технічний університет України "КПІ", Україна
Ігор Костянтинович Бабичев Національний технічний університет України "КПІ", Україна
Ірина Василівна Стецьків Національний технічний університет України "КПІ", Україна
Олег Миколайович Клеван Житомирський державний технологічний університет, https://orcid.org/0000-0001-8226-4808

DOI:

https://doi.org/10.26642/tn-2015-3(74)-148-155

Ключові слова:

борт кар’єру, прибортові запаси, гірський масив, вертикальне осідання, деформація, гірничі виробки

Анотація

Встановлено, що на вугільних родовищах, що розробляюся відкритим способом, в бортах кар’єрів залишаються 20–45 % запасів корисних копалин, з яких лише 18 % гірничих підприємств здійснюють видобуток прибортових запасів. Інші переводять ці запаси в забалансові та списують. Для відробки запасів в бортах кар’єру найбільш доцільним є застосування безлюдної технології виймання пластів з відкритих виробок, в основу якої закладено принципи руйнування корисних копалин агрегатами з буровим або різальним виконавчим органом (системами Highwall). Доведено, що шнекові гірничо-видобувні системи забезпечують більшу стабільність гірничих виробок та стійкість відробленого борта кар’єру, ніж системи виймання з безперервним робочим органом. Для дослідження поведінки борта кар’єру під час та після відробки прибортових запасів корисних копалин шнековою системою Highwall застосовуємо чисельне моделювання за методом кінцевих елементів з використанням критерію міцності Мора–Кулона. В результаті моделювання в програмному продукті PLAXIS 3D Tunnel виймання вугілля в борту кар’єру (розрізу) встановлено, що при розміщенні гірничих виробок круглої форми діаметром 1,0 в один ряд на відстані від 4,0 до 0,5 м одна від одної руйнування шнекових отворів не відбувається. При відстані між виробками 0,5 м вертикальне осідання поверхні лише в 1,33 раза більше, ніж при відстані 4,0 м, тобто деформації поверхні є незначними. Зміна осідань на поверхні борта кар’єру при відстані між виробками 0,5 м також не досягає критичної величини, за якої може виникнути підробка промислових споруд на поверхні. Встановлено, що при відстані між гірничими виробками 0,5 м в, порівняно з відстанню 4,0 м, кількість вийнятої корисної копалини збільшується в 3 рази.

Посилання

Гавришев С.Е. Методика обоснования параметров бортов карьеров при выемке прибортовых запасов подземным способом / С.Е. Гавришев, Т.С. Кузнецова, Т.В. Некерова // Разработка полезных ископаемых / Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. – 2010. – № 1. – С. 14–17.

Каплунов Д.Р. Комбинированная геотехнология / Д.Р. Каплунов, В.Н. Калмыков, М.В. Рыльникова. – М. : Изд. дом «Руда и металлы», 2003. – 560 с.

Нецветаев А.Г. Расчетные параметры технологии безлюдной добычи угля с применением КГРП / А.Г. Нецветаев А.А. Григорян. – Кемерово, 2015. – 66 с.

Application of Highwall Mining System to Recover Residual Coalin End-walls / H.Shimada, Y.Chen, A.Hamanaka, T.Sasaoka, H.Shimada and K.Matsui // Procedia Earth and Planetary Science / Procedia Earth and Planetary Science. – Vol. 6. – Pр. 1-492 (2013) / International Conference on Earth Science and Technology Proceedings (Sept. 2012). – Pр. 311-318.

Geotechnical Issues on Application of Highwall Mining System inIndonesia / T.Sasaoka, H.Shimada, A.Hamanaka, B.Sulistianto, M.Ichinose and K.Matsuia // Vietrock2015 an ISRM specialized conference Vietrock2015 (12–13 March 2015). – Hanoi, Vietnam.

Seib W.T. Australian Coal Mining Practice / A.J. Hargraves& C.H. Martin (eds.). // The Australian Institute of Mining Metallurgy. – 1993. – Рр. 238–242.

Mark C. Analysis of retreat mining pillar stability / C.Mark, F.E. Chase and A.A. Campoli //Proceedings of 14-th Conference on Ground Control in Mining. – 1995. – Morgantown, WV, U.S.A. – Рр. 49–59.

Plaxis Version 8 Scientific Manual. Edited by R.B.J. Brinkgreve Delft University of Technology & PLAXIS b.v.

Загоруйко Є.А. Застосування сучасних програмних комплексів чисельного моделювання для дослідження напружено-деформованого стану масиву ґрунту / Є.А. Загоруйко, Д.Л. Капінус, Т.Є. Усманова // Зб. матеріалів III Міжнар. науково-техн. конф. «Енергетика. Екологія. Людина» (конференція молодих вчених-аспірантів та магістрантів) / Секція «Перспективи розвитку гірничої справи та підземного будівництва» : сб. науч. трудов. – Вип. 3. – К., 2012. – С. 158–160.