Каргаполов Сергей Владимирович

К.т.н. Бородуля А.А., к.т.н. Борщевский С.В., студ. Каргаполов С., ДонНТУ, г. Донецк

В результате лабораторных экспериментов получена зависимость продольной и поперечной деформации от сжимающего напряжения до предела прочности на одноосное сжатие, обоснована целесообразность применения анкерной крепи, входящей в состав постоянной на участках стволов над сопряжениями.

Моделирование устойчивости крепи призводилось с использованием метода эквивалентных материалов [1,2]. Для корректной интерпретации результатов испытаний модель из эквивалентных материалов должна соответствовать критериям подобия. Для упругой области безусловно должно выполняться условие динамического подобия [3]. При испытании модели нагружением, приводящим к разрушению, дополнительно обеспечивалось определенное соотношение между прочностными

характеристиками пород в натуре и материалов слоев модели. Выполнение указанных критериев достаточно для оценки явления разрушения в качественном плане.

Достоверность полученных значений, достигалась при необходимом количестве образцов для исследования, равном 18.

Характерный вид полных кривых деформирования модели в продольном и поперечном направлениях представлен на рис.1

Для напряжений, не превышающих 0,7 Qсж., деформирование в первом приближении можно считать упругим, после чего начинается интенсивное развитие микротрещин, способствующее прогрессирующему росту нелинейных деформаций в обоих направлениях. На участке запредельного деформирования наблюдается асимптотическое выполаживание кривой. По положению асимптоты оценивается значение остаточной прочности Qост..

По сравнению с классическими диаграммами упругого деформирования породных образцов для исследуемых моделей наблюдается более высокая степень нелинейности. Очевидно, она связана с особенностями взаимодействия смежных слоев различной жесткости, сцепление которых и на практике не является идеальным. Проведено визуальное обследование состояния моделей после завершения испытаний на прессе.

Для полноты картины о напряженном состоянии системы «крепь – породный массив» необходимо провести ряд натурных исследований взаимодействия элементов указанной системы с применением наиболее информативных и технологичных методов диагностики по оценке состояния приконтурной зоны ствола и сопряжения, определяющих выбор эффективных мероприятий для обеспечения устойчивости ствола.

1. Анкерная крепь:Справочник/ А.П.Широков, В.А.Тедер, М.А.Азадров и др. – М.: Недра, 1990. – 205 с.

2. Методическое руководство по укреплению углеполимерных массивов химическим анкерованием. – М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1987. – 39 с.

3. КД 12.01.01.502-98 Система забезпечення надійного та безпечного функцюювання гірничих виробок із анкерним кріпленням. Порядок та організація. – С. 25-32.

4. Матеріали для математичної обробки результатів експериментів і оцінки точності вимірів до лабораторних та практичних робіт з дисципліни “Фізика гірських порід”, “Механіка гірських порід”, “Матеріалознавство”, “Механіка грунтів, основи та фундаменти” для студентів напрямку підготовки 0903 “Гірництво” / Упорядн.: О.В.Солодянкін, В.В.М’якенький, С.В.Мартиненко – Дніпропетровськ: НГУ, 2001. – 17 с.