Анализ взаимодействия крепи и массива ствола при механизированной проходке с помощью пространственной конечно-элементной модели

Предварительный просмотр:

О книге:

Описаны результаты вычислительного эксперимента по изучению закономерностей взаимодействия системы «механизированный комплекс — крепь — породный массив» при проходке вертикального ствола по совме‑ щенной технологической схеме. Задача решена с помощью моделирования методом конечных элементов в пространственной постановке. Использован программный комплекс Midas GTS NX, нашедший широкое применение для геотехнических расчетов. При моделировании рассмотрен участок ствола в однородном породном массиве. Проанализировано несколько основных фаз проходки: в фазе 1 производится распор комплекса в стволе с передачей на породный массив соответствующего горизонтального давления; в фазе 2 ведется разработка пород на величину заходки; в фазе 3 домкратная система комплекса разгружается, стрела рабочего органа задвигается, комплекс спускается на новую заходку; в фазе 4 производится возведение очередной заходки крепи. Установлено, что после снятия давления домкратной системы механи‑ зированного комплекса происходит прирост напряжений в крепи, не харак‑ терный для обычного взаимодействия с массивом. Влияние проходческого комплекса также сдерживает разгрузку массива и увеличивает значения радиальных напряжений на его контуре. Также исследовано влияние конфигурации забоя на напряженное состояние породного массива на контуре ствола. Установлено, что максимальные концентрации напряжений наблюдаются в угловых участках забоя плоской формы. При механизированной разработке с формированием в процессе проходки забоя конусной или уступной формы концентрации напряжений меньше на 10—15%, Ключевые слова: ствол, проходка, механизированный комплекс, крепь, породный массив, напряжения, технологическая схема, забой.