Substantiating the Parameters for a Non-Circular Structure of the Mine Shaft under Construction in a Heterogeneous Rock Massif
Loading...
Date
2022
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
IOP Publishing Ltd
Abstract
ENG: Mine shafts are those workings without which the normal operation of coal enterprises and underground construction facilities is impossible. The new experience in the construction of mine shafts for the Dnipro Metro is based on the rejection of prefabricated structures. In addition, the ellipse structure of the mine shaft 15 bis of the Dnipro Metro is uncharacteristic for construction in Soviet and post-Soviet Ukraine. That is why technological advancements in the design of vertical workings for the non-circular structure require scientific justification. The complexity of operating such underground facilities under the engineering and geological conditions in the city of Dnipro is the interaction with a heterogeneous massif. Therefore, the design of the mine shaft frame involves its division into parts (the so-called pile system and shotcrete system). The finite-element models of both systems have been developed. A search for the force factors in a non-circular structure of the shaft has been carried out; the parameters for both systems have been substantiated. The results of the analysis have made it possible to scientifically substantiate the structural solutions. They enable the prediction of high strength indicators of the mine shaft under construction in a heterogeneous rock massif.
UKR: Шахтні стволи є виробками, без яких неможлива нормальна робота вугільних підприємств та об’єктів підземного будівництва. Новий досвід спорудження шахтних стволів Дніпровського метрополітену базується на відмові від збірних конструкцій. Також еліпсна конструкція шахтного ствола 15 bis Дніпровського метрополітену нехарактерна для будівництва в радянській та пострадянській Україні. Саме тому практичні розробки по створенню вертикальних виробок неколової конструкції потребують наукового обґрунтування. Складність роботи таких підземних об’єктів у випадку інженерно-геологічних умов м. Дніпра полягає у взаємодії з неоднорідним масивом. Тому створення оправи стволу запроєктоване з розділенням на частини (так звані пальова система та система набризк-бетону). Розроблені скінченно-елементні моделі обох систем. Проведений пошук силових факторів в неколовій конструкції ствола та проведене обґрунтування параметрів обох систем. Результати аналізу дозволили науково обґрунтувати проєктні рішення. Вони дозволяють прогнозувати забезпечення високих міцнісних показників шахтного ствола, що споруджується в неоднорідному породному масиві.
UKR: Шахтні стволи є виробками, без яких неможлива нормальна робота вугільних підприємств та об’єктів підземного будівництва. Новий досвід спорудження шахтних стволів Дніпровського метрополітену базується на відмові від збірних конструкцій. Також еліпсна конструкція шахтного ствола 15 bis Дніпровського метрополітену нехарактерна для будівництва в радянській та пострадянській Україні. Саме тому практичні розробки по створенню вертикальних виробок неколової конструкції потребують наукового обґрунтування. Складність роботи таких підземних об’єктів у випадку інженерно-геологічних умов м. Дніпра полягає у взаємодії з неоднорідним масивом. Тому створення оправи стволу запроєктоване з розділенням на частини (так звані пальова система та система набризк-бетону). Розроблені скінченно-елементні моделі обох систем. Проведений пошук силових факторів в неколовій конструкції ствола та проведене обґрунтування параметрів обох систем. Результати аналізу дозволили науково обґрунтувати проєктні рішення. Вони дозволяють прогнозувати забезпечення високих міцнісних показників шахтного ствола, що споруджується в неоднорідному породному масиві.
Description
A. Alkhdour: ORCID 0000-0002-4148-5994; O. Tiutkin: ORCID 0000-0003-4921-4758; D. Bannikov: ORCID 0000-0002-9019-9679
Keywords
mine shafts, non-circular structure, heterogeneous rock massif, strength indicators, force factors, шахтні стволи, неколова конструкція, неоднорідний породний масив, міцнісні показники, силові фактори, КТІ, КБВ
Citation
Alkhdour Ahmad, Tiutkin O., Bannikov D., Heletiuk I. Substantiating the Parameters for a Non-Circular Structure of the Mine Shaft under Construction in a Heterogeneous Rock Massif. IOP Conference. Series: Earth and Environmental Science. 2023. Vol. 1156, Iss. 1 : 4th International Conference on Essays of Mining Science and Practice (Dnipro 9–11 November 2022, Ukraine). Dnsghj, 2022. DOI: 10.1088/1755-1315/1156/1/012008.