Принципы способа выемки короткопролётной балки с подрезкой кровли (способ 110) и распределение вызванных выемкой напряжений

С 1960-х годов горная наука и техника в Китае претерпели две технические инновации: теорию балочной конструкции из блоков (Masonry Beam Theory, MBT) и теорию передаточной породной балки (Transfer Rock Beam Theory, TRBT). На основе этих теорий был разработан традиционный способ выемки, известный как способ 121, предусматривающий проведение двух штреков с оставлением целика для отработки выемочного участка. Однако с увеличением глубины разработки в подземных выработках участились инженерно-геологические катастрофы. Кроме того, при выемке с оставлением угольных целиков значительная часть угольных ресурсов остаётся невыработанной. Для решения этих проблем Хэ Маньчао в 2008 году предложил теорию короткопролётной балки с подрезкой кровли (Roof-Cut Short-Arm Beam Theory, RCSBT), также известную как способ 110. Способ 110 предусматривает отработку панели одного угольного пласта, проведение только одного необходимого штрека и отсутствие целиков. Реализация способа 110 включает следующие этапы: (1) направленная предварительная щелевая подрезка кровли; (2) поддержание кровли с использованием болтов и канатов с высоким постоянным сопротивлением и большой деформативностью (CRLD); (3) удержание обрушенной породы гидравлическими стойками. В статье представлен обзор принципов, технологий и областей применения способа 110. Особое внимание уделено численному моделированию распределения геонапряжений в выемочной панели при использовании способа 110 по сравнению со способом 121. Кроме того, распределение напряжений в «короткой балке», остающейся после подрезки кровли при реализации способа 110, исследовано методами численного моделирования и теоретического анализа.