Оцінка взаємодії системи «механізоване кріплення – гірський масив» для визначення раціональних швидкостей посування очисного вибою
DOI:
https://doi.org/10.33271/crpnmu/86.300Ключові слова:
механізоване кріплення, силова взаємодія, навантаження, кінематичні параметри, швидкість посування вибою, технологічний простій, напружено-деформований станАнотація
Мета. Обґрунтування раціональних експлуатаційних параметрів очисних комплексів (швидкості посування вибою та граничного часу технологічних простоїв) шляхом оцінки силової взаємодії в системі «механізоване кріплення – гірський масив» для запобігання критичним перевантаженням обладнання
Методика. Застосовано комплексний підхід, що базується на аналізі шахтних інструментальних спостережень та математичному моделюванні напружено-деформованого стану в програмному комплексі MODEL (за методикою проф. Савостьянова). Розрахункова схема враховує кінематичні характеристики машини (зокрема, ширину захвату комбайна 0,73 м), параметри опору гідросистеми кріплення, а також фізико-механічні властивості порід Західного Донбасу.
Результати. Досліджено механізм формування зовнішнього навантаження на очисне обладнання в міру відходу від розрізної печі. Доведено, що перші 7 діб простою очисного вибою є критичним періодом, який спричиняє інтенсивне осідання покрівлі, вичерпання робочої податливості гідростійок та перехід кріплення у небезпечний режим роботи на жорстку базу. Обґрунтовано мінімальну раціональну швидкість (кінематичний параметр) посування вибою на рівні понад 4,8 м/добу, що суттєво зменшує силове навантаження на секції. З огляду на геомеханічні фактори визначено, що оптимальна довжина напівпрольоту лави становить 87,5 м, а довжина виїмкового стовпа має дорівнювати 1800 м.
Наукова новизна. Встановлено закономірності перерозподілу опорного тиску та силової реакції механізованого кріплення залежно від темпів посування вибою. Визначено, що динаміка навантажень на металоконструкції має яскраво виражений нелінійний характер під час технологічних простоїв із максимальною концентрацією напружень біля площини вибою (у зоні защемлення).
Практична значимість. Запропоновані кінематичні та просторові параметри системи розробки дозволяють оптимізувати режими експлуатації машинних комплексів. Їх впровадження унеможливить критичні перевантаження металоконструкцій кріплення, подовжить ресурс обладнання та підвищить техніко-економічну ефективність відпрацювання вугільних пластів.
Посилання
1. Дичковський, Р., Шаварський, Я., Саїк, П., Фальштинський, В., Лозинський, В., & Пере-рва, А. (2023). Технологічні параметри концентрації процесів видобування вугілля з тон-ких пластів: монографія. Журфонд.
2. Півняк, Г., Бешта, О., & Табаченко, М. (2013). Традиційні та нетрадиційні системи енергозабезпечення урбанізованих і промислових територій України: монографія (Г. Півняк, Ред.). Національний гірничий університет.
3. Шашенко, О.М., Сдвіжкова, О.О., & Гапєєв, С.М. (2008). Деформованість та міцність масивів гірських порід: монографія. Національний гірничий університет.
4. Khalymendyk, Y., & Baryshnikov, A. (2016). Substantiation of cable bolts parameters for supporting mine workings in conditions of laminated rocks. Mining of Mineral Deposits, 10(1), 9–15. https://doi.org/10.15407/mining10.01.009
5. Skipochka, S., Krukovskyi, O., & Serhiienko, V. (2025). Classification and rating of the main factors influenced on the mine working stability in uranium mines. Geo-Technical Mechanics, 173, 22–37. https://doi.org/10.15407/geotm2025.173.022
6. Khomenko, O., Kononenko, M., & Netecha, M. (2016). Industrial research into massif zonal fragmentation around mine workings. Mining of Mineral Deposits, 10(1), 50–56. http://dx.doi.org/10.15407/mining10.01.05
7. Табаченко, М.М., Дичковський, Р.О., & Фальштинскький, В.С. (2012). Довідник з гірничо-го обладнання дільниць вугільних і сланцевих шахт: навч. посібник. Національний гірничий університет.
8. Бондаренко, В., Медяник, В., & Буряк, С. (2024). До питань обґрунтування параметрів експлуатації шахтного очисного механізованого комплексу у зонах підвищеного гірського тиску. У Topical aspects of modern scientific research (с. 185–193). CPN Publishing Group.
9. Skipochka S., Krukovskyi O., Musiienko S., Serhiienko V. (2025). Study of stability of rocks beyond their strength limit under external local influences. Geo-Technical Mechanics, 174, 138–150. https://doi.org/10.15407/geotm2025.174.138
10. Kovalevska, I., Barabash, M., & Snihur, V. (2024). Development of a research methodology and analysis of the stress state of a parting under the Global science: prospects and innovations. Proceedings of the 11th International scientific and practical conference (р. 183–192). Cognum Publishing House.
11. Круковський, О.П., Пілюгин, В.І., & Демиденко, О.Г. (2025) Ефективна система підготов-ки запасів при відпрацюванні високонавантажених лав шахт ПрАТ «ДТЕК ПАВЛО-ГРАДВУГІЛЛЯ». Науковий Журнал Метінвест Політехніки. Серія: Технічні науки, 5, 262–270. https://doi.org/10.32782/3041-2080/2025-5-30
12. Kovalevska, I., Barabash, M., & Snihur, V. (2018). Development of a research methodology and analysis of the stress state of a parting under the joint and downward mining of coal seams. Mining of Mineral Deposits, 12(1), 76–84. https://doi.org/10.15407/mining12.01.076
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
All articles are published under the Creative Commons Attribution License (CC BY 4.0), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication.
Authors are permitted and encouraged to deposit the final published version of their article, or the Author's Accepted Manuscript (AAM), in institutional or subject-specific open-access repositories (including the university's own institutional repository, CORE, Zenodo, or Figshare), ensuring maximum visibility, accessibility, and impact of the publication.
