О влиянии изгибных деформаций на состояние кровли угольного пласта при внезапных обрушениях породной толщи

Abstract

Экспериментально установлено, что демпфирующая способность закладочного массива, который является податливым основанием для кровли угольного пласта при его разработке, оказывает существенное влияние на поведение боковых пород в окрестности горной выработки при внезапных обрушениях расслоившейся толщи или посадках основной кровли. В результате действия на кровлю внешней силы, при пустотности закладочного массива М ≤ 20%, когда обеспечивается его минимальная жесткость, амплитуда колебаний рассматриваемой системы становится максимальной. Доказано, что при увеличении жесткости закладочного массива в 5 раз, когда его пустотность уменьшается, а насыпная плотность увеличивается, рассматриваемая система максимально поглощает энергию деформирования. В таких условиях увеличивается ее добротность, число фиксированных колебаний и уменьшается промежуток времени, между моментом приложения внешней силы и достижением максимального прогиба кровли, а сама система становится более чувствительной к воздействию такой силы и разрушению. Коэффициент демпфирования при этом, характеризует темп относительного затухания колебаний в единицу времени и зависит от амплитуды колебаний. Более жесткое основание закладочного массива, пустотность которого М≤6%, ухудшает устойчивость рассматриваемой системы, а для нормального ее функционирования необходимо, чтобы закладочный массив состоял из неоднородных по размеру частиц разрыхленной горной породы или имел пустотность М=(9-20)% при уменьшении насыпной плотности.It has been experimentally established that the damping capacity of the filling massif, which is a compliant base for the roof of the coal seam in its development, has a significant effect on the behavior of the lateral rocks in the vicinity of the mine workings during sudden collapse of the stratified strata or plantings of the main roof. Experimental studies of its bending deformations on models of equivalent materials were carried out. As a result of the action on the roof of the external force, with the voiding of the filling massif M ≤ 20%, when its minimum rigidity is ensured, the amplitude of the oscillations of the system under consideration becomes maximum. It is proved that when the stiffness of the filling massif is increased 5 times, when its cavitation decreases, and the bulk density increases, the system under consideration absorbs the deformation energy as much as possible. Under such conditions, its Q-factor, the number of fixed oscillations, and the time interval between the application of the external force and the maximum deflection of the roof are increased, and the system becomes more sensitive to such force and destruction. The damping coefficient in this case characterizes the rate of relative damping of the oscillations per unit time and depends on the amplitude of the oscillations. A more rigid base of the backfill array, whose cavitation M ≤ 6%, worsens the stability of the system under consideration, and for its normal functioning it is necessary that the packing array consist of uneven particle-sized loosened rock or has a cavitation M = (9-20)% with decreasing bulk density.