Model tests of the rock mass destroying mechanism due to hanging roof in a longwall working

Abstract

W artykule zwrócono szczególną uwagę na zagadnienie związane z trudnością w utrzymaniu stateczności wyrobiska ścianowego w przypadku niekorzystnego zjawiska zawisania stropu wyrobiska ścianowego w warunkach prowadzonej eksploatacji systemem ścianowym na zawał. W tym celu przeprowadzono badania analityczne i numeryczne z zamiarem określenia parametrów, które determinują proces zawisania warstwy stropu wyrobiska ścianowego. Metodą analityczną badano wpływ parametrów fizyko- -mechanicznych oraz geometrycznych górotworu na proces zawisania stropu wyrobiska ścianowego nad zrobami interpretowany wartością jego ugięcia. Przedstawiono schemat obliczeniowy oraz warunki wytrzymałościowe procesu wydłużania belki (wspornika) w stropie wyrobiska. Natomiast za pośrednictwem obliczeń numerycznych badano wpływ wybranych parametrów modelu Coulomba-Mohra na wartości długości wspornika oraz obniżenia stropu dla określonych parametrów geometrycznych i mechanicznych obudowy zmechanizowanej. Otrzymane wyniki badań modelowych pozwoliły na określenie zależności opisujących wpływ wybranych parametrów mechanicznych skał i geometrycznych warstwy stropu wyrobiska ścianowego na proces jego powstawania i zawisania.The article focuses on the problem in maintaining the stability of a longwall working caused by the unfavourable phenomenon of the hanging roof in a longwall working. Model tests were carried out, intended to define the parameters that determine the process of roof hanging, based on the analytical and numerical methods. The analytical method was applied to study the influence of physic-mechanical and geometrical parameters of the rockmass on the process of roof hanging in the longwall working, interpreted the value of its deflection. The calculation scheme as well as the strength and stress conditions of the roof beam lengthening process in the longwall working are presented. Whereas, in the numerical calculations the influence of parameters of the Coulomb-Mohr’s model on the length and the deflection of the roof strata for given geometrical and mechanical parameters of the powered roof support, were investigated. The obtained results allowed to determine parameters describing influence of the selected mechanical and geometric parameters of the roof of the longwall working on the process of its hanging