Комплекс научных разработок РМПИ

1. На кафедре «Разработка месторождений
полезных ископаемых», научным
коллективом, возглавляемым зав. каф.,
д.т.н., проф. Петренко Ю.А. был
выполнен комплекс научных разработок
по следующим направлениям:
Донецкий национальный
технический университет

2. 1. Развитие научных основ управления устойчивостью подготовительных выработок с использованием анкерных
систем (авторы: д.т.н., проф. Новиков А.О., к.т.н. Шестопалов И.Н.). В работах, на основе впервые установленных и
экспериментально подтвержденных закономерностей запредельного деформирования создаваемых породно-
анкерных конструкций разработан метод расчета их параметров, установлена область применения анкерных
систем и комбинированных крепей на их основе, разработан ряд новых, технологически простых и мало затратных
способов крепления выработок анкерной крепью, использующих несущую способность породного массива.
Общий вид рамно-анкерной крепи
На рис. показаны податливая рама 1 из СВП, жесткие анкеры 2, связанные с рамой
посредством планки 3, гайки 4 и фигурной шайбы 5, закрепляемая поверхность 6, шпуры
7, угол установки анкера a=40-70 град.
Способ пространственного армирования позволяет создать вокруг выработки породно-
анкерную оболочку с высокой остаточной несущей способностью, которая дает
возможность породам на контуре деформироваться в значительных пределах. Сущность
способа заключается в том, что закрепляемая поверхность породного обнажения по длине
выработки или ее участка условно разбивается на четные и нечетные полосы. В пределах
каждой полосы размечаются квадраты. Квадраты в четных полосах смещены вдоль оси
выработки относительно квадратов нечетных полос на половину стороны своего
основания.
Анкеры устанавливают в вершинах квадратов, при этом направление установки анкеров
совпадает с большими диагоналями кубов, боковыми гранями которых являются
указанные квадраты. Анкеры устанавливают с наклоном к забою выработки. В четных и
нечетных рядах анкеры направлены в противоположные стороны относительно
продольной оси выработки.
Пространственная схема расположения
анкеров с их ориентацией по смещенным
диагоналям куба:
1 - анкеры четного ряда; 2 - анкеры нечетного
ряда; 3 - кровля выработки; 4 - анкерный подхват,
5 - четные полосы; 6 - нечетные полосы
Рамно-анкерная крепь работает
следующим образом. Податливая рама 1
обеспечивает восприятие нагрузки со
стороны массива горных пород. Жесткие
анкеры 2 являются дополнительными
связями, через которые происходит
взаимодействие горного массива и рамы
крепи. Соединительная планка 3
связывает податливую раму 1 и анкеры 2
в единую грузонесущую систему, при
этом соединение осуществляется при
помощи гайки 4 и фигурной шайбы 5.

3. 2. Разработка новых инновационных, малозатратных и ресурсосберегающих технологий поддержания повторно
используемых подготовительных выработок жесткими охранными сооружениями из рядовой породы ( авторы:
д.т.н., проф. Касьян Н.Н., к.т.н. Хазипов И.В., к.т.н. Мокриенко В.Н.). В работах на основе впервые установленных
закономерностей формирования грузонесущей способности охранных сооружений из породы, заключенной в
оболочку и изменения напряженно-деформированного состояния пород, подстилающих жесткие охранные
сооружения, возводимые в сочетании с компенсационными полостями обоснованы конструкции и параметры
возводимых охранных сооружений.
Схема охраны подготовительной выработки
разреженными стенками из БЖБТ
Способ охраны выработки, использующий
компенсационное пространство – это такой способ, в
основе которого лежит идея перенаправления смещений
из сечения выработки в специально оставленные
полости.
Достоинством способа охраны выработки, использующего
компенсационное пространство, является отвод смещений от
выработки в выработанное пространство, что позволяет
произвести разгрузку массива, вмещающего выработку, от
напряжений.
При этом со стороны выработанного пространства выкладывалось
два сплошных ряда деревянных костров, а со стороны
транспортного штрека – стенка из блоков БЖБТ. Пустоты
закладывались породой, получаемой от подрывки штрека.
Вид охранного сооружения с использованием опорных
элементов

4. 3. Разработка новых технологий обеспечения послеремонтной устойчивости ремонтируемых выработок (авторы:
д.т.н., проф. Касьян Н.Н., д.т.н., проф. Петренко Ю.А., д.т.н., проф. Новиков А.О., инж. Овчаренко Н.А.). В работах, на
основе впервые установленных особенностей и закономерностей формирования грузонесущей оболочки из
разрушенных за проектных контуром перекрепляемой выработки пород путем их предварительного распора,
обоснована новая инновационная технология ремонта с использованием не взрывчатых разрушающих веществ,
обеспечивающая длительную устойчивость выработок в послеремонтный период.
Способ предотвращения обрушения пород в перекрепляемой выработке:
1 - зона разрушенных пород; 2 - новая крепь; 3 - старая крепь; 4 - скважины для создания распора в
породах; 5 - зона возможного обрушения пород
Технология перекрепления выработки приведена на рисунке.
Сущность ее заключается в том, что в зону возможного обрушения пород 5 со стороны старой крепи
3 проводятся скважины 4, в которых создается распор на участке от границы зоны возможного
обрушения до проектного контура новой крепи 2. После расширения старой выработки 3
устанавливается новая крепь 2.