Mathematical Modeling of the External Factors Influence on the Margin of Strength While Shaft Sinking

Abstract

Показано, что дальнейшее увеличение добычи угля в Украине, даже без строительства новых шахт, предпо-лагает большой объем работ по сооружению стволов. В связи с этим актуальной задачей является совершен-ствование конструктивных и технологических параметров стволов. Целью статьи является оценка запаса проч-ности крепи ствола с учетом изменения ее толщины, обусловленной неровностями внешнего контура, смеще-нием положения опалубки и различной прочностью бетона -факторов, имеющих стохастическую природу. Для исследования и оценки степени влияния технологических факторов на величину запаса прочности монолитной бетонной крепи ствола принят метод группового учета аргументов. Доказано, что наибольшее влияние на вели-чину коэффициента запаса прочности крепи оказывают отклонения породного контура и расчетная прочность бетона. Остальные факторы систематического воздействия не оказывают. Полученные результаты являются основанием для совершенствования технологии проходки и крепления стволов, в частности, минимизации объ-емов разрушаемой породы и применяемого бетона, а также обеспечения требуемого запаса прочности крепи.Ключевые слова: ствол, буроподрывные работы, бетонное крепление, неровности контура, метод группо-вого учета аргументов, коэффициент запаса. МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ВПЛИВУ ЗОВНІШНІХ ЧИННИКІВ НА ЗАПАС МІЦНОСТІ БЕТОННОГО КРІПЛЕННЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО СТВОЛА Д. В. Бабець, О. В. Солодянкін, О. Є. ЯнкінДержавний ВНЗ «Національний гірничий університет» просп. Дмитра Яворницького, 19, м. Дніпро, 49005, Україна. Е-mail: dbabets@i.ua, alex.solodyankin@gmail.com, sieges@ua.fm Зазначено, що подальше збільшення видобутку вугілля в Україні, навіть без будівництва нових шахт, перед-бачає великий обсяг робот зі спорудження стволів. В умовах діючих шахт необхідність будівництва стволів викликана збільшенням глибини розробки та площі шахтних полів, а також інтенсифікацією гірничих робот. У зв'язку з цим актуальним науково-технічним завданням є вдосконалення конструктивних і технологічних пара-метрів стволів. При проектуванні кріплення стволів необхідно враховувати не тільки детерміновані складові, а й випадкові величини, внесок яких в кінцеву міцність кріплення може бути різним. Метою статті є оцінка запа-су міцності кріплення стволів з урахуванням зміни його товщини, обумовленою нерівностями зовнішнього контуру, зміщенням положення опалубки і різною міцністю бетону -чинників стохастичної природи. Для дос-лідження та оцінки ступеня впливу геомеханічних і технологічних чинників на величину запасу міцності моно-літного бетонного кріплення ствола прийнятий метод групового обліку аргументів. На першому етапі дослі-джень виконаний розрахунок коефіцієнту запасу міцності бетонного кріплення за нормативною методикою визначення товщини кріплення ствола. На другом етапі досліджень виконане чисельне моделювання коефіцієн-ту запасу міцності бетонного кріплення за алгоритмом методу групового обліку аргументів з урахуванням його фактичної товщини, що залежить від особливостей проведення технологічних операцій у вибої ствола -виїмки породи, приготу...