Нові композитні матеріали кріплення гірничої виробки = The new composite designs for mine tunnel support

Abstract

Мета. Створити новий спосіб кріплення гірничої виробки з використанням ефективних та надійних конструкцій. Розробити конструктивні та проектні рішення. Обґрунтувати ефективність та доцільність використання створених кріплень гірських порід у підземних виробках при освоєнні родовищ. Методика. Виконаний комплекс теоретичних, аналітичних і експериментальних досліджень. Проведений аналіз існуючих конструкцій кріплень гірничих виробок з виділенням їх недоліків та переваг. Із матеріалів з фізико-механічними характеристиками, еквівалентними реальним конструкціям, ураховуючи теорію подібності, виготовлені моделі експериментальних зразків та проведені лабораторні випробування. Виконане моделювання та чисельні розрахунки з використанням методу скінченних елементів. Результати.Теоретично та експериментально підтверджена доцільність застосування композитних матеріалів при зведенні конструкцій кріплень гірничих виробок, сформульовані основні принципи їх проектування й виготовлення. На підставі отриманих результатів запропонована просторова площинно-стрижнева система кріплень, що забезпечує високу несучу здатність та надійність. Розроблені системи кріплень складаються із просторової структурної решітки та плити. Математичним моделюванням визначені ефективні способи об’єднання решітки й плити та необхідні фізико-механічні характеристики матеріалів. Ураховуючи конструктивні особливості системи кріплень, розроблена технологія виконання робіт з її влаштування. Наведена технологія виготовлення відправних елементів. Розрахована трудомісткість виконання робіт. Підтверджена економічність запропонованого способу зведення кріплень. Наукова новизна. Розроблений новий спосіб кріплення гірничих виробок із застосуванням просторових композитних конструкцій. Практична значимість. Розроблена конструкція може використовуватися в гірничій промисловості в сучасних економічних умовах. Дозволяє знизити тривалість та трудомісткість робіт.