Calculation of the strength of cast and packaged concrete protective walls

Authors

  • О.П. Круковський Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України, Дніпро, Україна Author
  • С.А. Курносов Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України, Дніпро, Україна Author
  • С.Ю. Макеєв Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України, Дніпро, Україна Author
  • М.М. Стадничук Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України, Дніпро, Україна Author

DOI:

https://doi.org/10.33271/crpnmu/72.053

Keywords:

re-use of development workings, means of workings protection, quick-setting mixtures, parameters of cast and packaged protective walls, load intensity of protective means

Abstract

Purpose. The substantiation of the compliance of the selected cement-mineral mixture with the mining and geological conditions of the working location when calculating the parameters of cast or packaged walls, considering the intensity of concrete hardening over time, the compliance of the set strength of concrete with the expected load. Method. To substantiate the compliance of the physical and mechanical properties of the pressure mixture on the means of protection of the production from the side of the fake roof of the coal seam, the values of the limit strength of concrete for uniaxial compression, obtained according to standard tests in laboratory conditions, are used. At the same time, concrete samples are subjected to uniaxial compression, the surfaces of which must be smooth and parallel, which does not correspond to the mine conditions for the construction and operation of cast and packaged protective walls. Quick-hardening liquid mixtures are used in the construction technologies of cast and packaged security walls. For some time, necessary for the hardening of concrete, they are not able to perceive the pressure from the rocks forged by longwall. Therefore, the criterion for evaluating the stability of cast or packaged walls is the correspondence of the rate of growth of the strength limit of the wall to uniaxial compression with the load from the forged roof of the coal seam at the moment of timeτ. Results.The importance of the impact on the strength limit of the concrete wall of each of the factors that create the risk of its destruction has been established. At the same time, the ranges of change of these factors are considered. The largest influence (up to 33%) is exerted by the coal seam capacity factor km. The scientific novelty of the work consists in the integration of the influence coefficients of the factors that create the risk of destruction of the concrete protective wall: its structure; relief of forged and crushed rocks pressing on the wall; chemical aggressiveness of mine water, which is used to dissolve the mixture; the temperature of the mine environment and the power of the coal seam to obtain a formula for calculating the growth of wall strength over time. The practical significance of the work lies in the improvement of the method of calculating the strength of concrete protective walls over time by considering the factors that form the mine conditions of their construction and operation.

References

1. Булат, А. Ф., Ильяшов, М. А., & Усаченко, Б. М. (2004). Временный технологический регламент по охране подготовительных выработок угольных шахт литыми полосами из твердеющих материалов . РИА «Днепр-VAL».

2. Булат, А. Ф., Смирнов, А. В., Курносов, С. А., Возиянов, В. С., Цикра, О. А., Задерій, В. В., & Аверкін, Д. І. (2014). Спосіб охорони підготовчої виробки (Пат. № 92305 UA, МПК Е21D11/00 (2014.01)).

3. ДСТУ БВ.2.7-214:2009 Будівельні матеріали. Бетони. Методи визначення міцності за контрольними зразками . (2010). Мінрегіонбуд України.

4. Кузьменко, А. М., & Петлёваный, М. В. (2017). Разрушение закладочного массива в зависимости от технологии его возведення. Збірник наукових праць Національного гірничого університету , 52 , 159-166.

5. Спицын, Ю. Г. (1975). Установление критериев оценки устойчивости кровли и разработка классификации кровель по принятым критеріям устойчивости: Отчет о НИР (заключительный). ДонУГИ.

6. ДСТУ БВ.2.7-214:2009 Будівельні матеріали. Бетони. Методи визначення міцності за контрольними зразками: Чинний від 2010-09-01 . (2010). Мінрегіонбуд України.

7. Круковский, А. П., Курносов, С. А., & Круковская, В.В. (2016). Определение рациональных параметров породно-анкерных и охранных конструкций на сопряжении лавы с выемочным штреком. Сучасні технології в машинобудуванні, транспорті та гірництві: Вісник КрНУ ім. Михайла Остроградського , 4(99) , 54-60.

8. Аверкин, Д.И. (2017). Обоснование параметров способа охраны выемочных штреков бетонной пакетированной полосой (дис. ... канд. техн. наук: 05.15.02,ИГТМ им. Н.С. Полякова)

9. Курносов, С.А., Осенний, В.Я., & Задерий, В. В. (2015). Исследование влияния способов сооружения бетонных околоштрековых полос на их прочностные и деформационные параметры. Геотехническая механика. Межвед. сб. научн. тр. ИГТМ НАН Украины, 122 , 128-139.

10. Сергиенко, В. Н., Кожушок, О. Д., & Прохорец, Л.В. (2008). Комплексные исследования деформационно-прочностных свойств твердеющих материалов для литых полос. Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. ИГТМ НАН Украины , 65 , 45-51.

11. НПАОП 10.0-1.01-10: Правила безпеки у вугільних шахтах (2014). Державнийкомітет України з промислової безпеки, охорони праці та гірничого нагляду.

12. Stadnichuk, М. М., Krukovskyi, О. P., Kurnosov, S. А., Makeiev, S. Yu., & Semenyuk, М. І. (2022). Calculation of parameters of the protection means for roadway districts in which cement-mineral mixtures are used. Geo-Technical Mechanics: Journal of Collected Scientific Papers . The M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics , 163, 151-161.

13. Stadnychuk, M. M., Kurnosov, S. A., & Makeiev, S. Yu. (2023). Justification of the conformity of the quick-setting mixture parameters to the conditions of using safety means for the district workings. Szkoła Eksploatacji Podziemnej 2023: Materiały Konferencyjne (Kraków, 27.02–1.03.2023), 632-636.

14. СОУ 10.1.05411357.010:2014 Система забезпечення надійного та безпечного функціонування гірничих виробок із анкерним кріпленням. Загальні технічні вимоги . (2014). Мінвуглепром України.

Published

2020-01-01

Issue

Section

Статті