Досліджено питання прогнозу малоамплітудних диз'юнктивних і плікативних, що супроводжуються потовщенням пласта, порушень у разі проведення пластових підготовчих виробок. Доведено, що зі зменшенням відстані від вибою виробки до порушення зменшується протяжність розвантаженої зони, а також зростають напруження у порушенні, що обумовлено затисканням вугільного пласта у зоні з різким збільшенням його товщини. Установлено, що за величиною видавлювання пласта у виробку, а також за змінюванням величини приросту максимальних значень початкової швидкості газовиділення в шпур є можливим визначення відстані до порушення, а також амплітуди зміщення (величини потовщення) пласта у цьому порушенні, за наближення до нього вибою виробки на відстань, що не перевищує протяжності розвантаженої зони на непорушеній дільниці пласта.

  Скачати повний текст

Запропоновано модель взаємозв'язку зрушення земної поверхні та зсувів контурів виробок у зонах впливу очисних робіт, яка дозволяє встановити горизонтальні зрушення та деформації в мульді зрушення, величину осадки вугільного пласту під час керування покрівлею повним обваленням, горизонтальні та вертикальні зсуви контурів виробок, зони впливу очисних робіт на стан виробок, тривалість активних деформацій контурів виробок. Запропоновано методику розрахунку зсувів контурів дільничних виробок і вибору напрямку ведення очисних робіт щодо простягання пласта. Розроблено модель взаємозв'язку між параметрами зрушення гірського масиву та деформаціями виробок, розташованих у ньому, вірогідність якої доведено на підставі результатів інструментальних спостережень на шахтах "ВАТ "Павлоградвугілля".

  Скачати повний текст

Досліджено проблему забезпечення стійкості виїмкових виробок за інтенсивної відробки вугільних пластів з малоамплітудною диз'юнктивною порушеністю. Установлено закономірності зміни швидкості зміщень порід у зоні тимчасового опорного тиску та зоні інтенсивних зміщень порід від швидкості посування очисного вибою за наявності у покрівлі пласта потужних монолітних пісковиків. Доведено, що величина зміщень порід у виїмкових виробках прямопропорційно залежить від протяжності зони непружних деформацій та відносної міцності порід, які вміщують виробку. Зі зміною швидкості посування очисного вибою з 1,07 до 8,1 м/добу у зоні тимчасового опорного тиску конвергенція порід покрівлі з підошвою збільшується в 1,8 раза, а у зоні інтенсивного зміщення порід - 1,64 раза. Установлено, що за наявності у покрівлі розроблюваного пласта потужних монолітних пісковиків та за відсутності у межах виїмкової дільниці диз'юнктивних порушень попереду зони тимчасового тиску з'являється розвантажена зона. У цій зоні висота виробки збільшується, а над цією зоною піднімається земна поверхня. Установлено, що у разі створення вздовж периметра перетину вироби диз'юнктивним порушенням у зруйнованих породах порушення зміцненого кільця та зміцнених смуг, які поділяють зруйнований масив на клини, зміщення порід зменшуються у 1,7 - 2,4 раза. Розроблено технологічний регламент забезпечення стійкості виїмкових виробок за інтенсивної відробки вугільних пластів, а також рекомендації та технологію забезпечення стійкості виробок за умов малоамплітудної диз'юнктивної порушеності.

  Скачати повний текст

Встановлено геомеханічні закономірності зміни граничних напружених станів складноструктурного порідного масиву, що залягає у покрівлі, під час обробки положистих вугільних пластів за допомогою суцільної системи розробки. Проведено дослідження процесу обвалення порід покрівлі вугільного пласту на моделях з еквівалентних матеріалів. За допомогою комп'ютерного моделювання процесу обвалення складноструктурної покрівлі у лавах простежено зміни НДС для важкообваленої покрівлі положистого вугільного пласту на основі методу скінчених елементів. На підставі аналізу натурних, лабораторних та аналітичних досліджень запропоновано трьохстадійну модель обвалення порід покрівлі положистих вугільних шарів, що дозволяє для конкретних гірничо-геологічних умов прогнозувати основні параметри процесу руйнування породного масиву під час пересування лави. На основі встановлених закономірностей прогнозування та одержаних формул для величин генерального та сталого обвалень розроблено номограму.

  Скачати повний текст

Розроблено комплекний підхід до оцінювання надійності функціонування очисної виробки як технічної системи, що складається з послідовно сполучених підсистем. Розглянуто надійність функціонування очисного вибою на основі термодинамічного підходу. Розроблено локальний, інтегральний та ентропійно-інтегральний критерії руйнування елементу гірської породи та ділянки порідного масиву. Проведено моделювання та розроблено структурну, математичну й оптимізаційну математичні моделі керування надійністю функціонування очисного вибою за критерієм адаптації, а також математичну й імітаційну комп'ютерні моделі комплексної системи контролю та керування надійністю функціонування очисного вибою.

  Скачати повний текст

Розроблено наукові засади управління технологічними процесами гірничих робіт у зонах структурних змін гірського масиву на базі встановлення нових закономірностей і комплексного критерію оцінювання технологічності запасів у виїмковому полі з урахуванням геологічних і гірничотехнічних факторів. На підставі використання теоретичних підходів до дослідження впливу технологічних процесів гірничих робіт на напружено-деформований стан масиву порід у зонах зміни структурної будови одержано закономірності, що характеризують їх взаємозв'язок. Проаналізовано процес руху в'язкостатичної рідини під час тампонажу хаотичної тріщинуватості та встановлено залежності її поширення у гірському масиві. Досліджено вплив гідророзриву тріщинуватих порід на навантаження кріплення виробки й обгрунтовано контрольні параметри процесу тампонажу. Розроблено рекомендації та раціональні параметри технологічних схем керування масивом і водоподавленням у зонах структурних змін покриваючих порід. Зроблено промислову апробацію результатів наукового дослідження на шахтах Донбасу, економічний ефект становить 150 тис. грн.

  Скачати повний текст

Запропоновано структурно-міцнісний критерій, що характеризує механічні властивості масиву та відображає у межах зони повних зсовувань різноспрямовану міцність почергових породних шарів різної потужності. З урахуванням цього критерію одержано емпіричну експоненціальну залежність зміни максимальних осідань порід у межах глибини розробки. Визначено величини активної частини ширини виробленого простору й зону розвантаження у межах крайової частини вугільного пласта. Установлено, що вплив суміщеної зони підвищеного гірничого тиску над виступною кутовою частиною пласта у 1,2 - 2 рази більше, ніж за її межами. На підставі результатів шахтних досліджень та моделювання установлено, що за збільшенням приросту коефіцієнта концентрації напружень у суміщеній зоні підвищеного гірничого тиску на 0,1 висота виробки у середньому зменшується на 0,06 м. Для забезпечення стійкості виробки запропоновано збільшувати їх переріз на 25 і 50 % за приросту коефіцієнтів концентрації напружень відповідно менше та більше 1,3. Відзначено, що завдяки впровадженню рекомендацій у виробці, в якій має місце прояв суміщеної зони підвищеного гірничого тиску на ділянці завдовжки 180 м за умов шахти "Червоний партизан", економічний ефект становив 217 тис. грн.

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота спрямована на вирішення задачі обгрунтування параметрів різних варіантів технології управління покрівлею протяжними пневмоопорами в лавах надто тонких крутих вугільних пластів. Запропоновані варіанти технології в поєднанні із кріпленням з дерев'яних та металевих стояків, а також реалізації технології виїмки без постійної присутності людини в лаві. Для реалізації цих рішень запропонований варіант управління покрівлею з допомогою упорядкованого послідовного опускання секцій протяжних пневмоопор у лаву. Можливість використання протяжних пневмоопор як огородження гідрозакладних масивів підтвердили стендові випробування й дослідницька перевірка в умовах шахти "Червоний Жовтень" ПО "Орджонікідзевугілля".

  Скачати повний текст

Визначено природні закономірності деформування у часі порід міжпластя у процесі першочергової надробки або підробки викидонебезпечних пластів, що базується на схильності осадових гірничих порід до деформацій генетичного повернення під час розвантаження, яка забезпечує необхідну для запобігання раптових викидів вугілля та газу дегазацію. Розроблено та апробовано нові параметри методу першочергової відробки захисних пластів, зокрема потужність порід міжпластя М та випередження лавою захисного пласта гірничих робіт викидонебезпечного L з урахуванням фактора часу та складу порід міжпластя.

  Скачати повний текст

Наведено рішення актуальної проблеми - підтримки пластових підготовчих виробок на шахтах Центрального району Донбасу. На основі вивчення закономірностей напружено-деформованого стану гірничого масиву і його міцнісних властивостей відповідно до ступеня зволоження розроблено раціональні параметри зволоження вугільного пласта водяними розчинами поверхнево-активних речовин (ПАР). На основі проведених аналітичних розрахунків запропоновано спосіб визначення розмірів зони пластичних деформацій пласта біля підготовчої виробки від основних факторів, що пройшов експериментальну перевірку. Під час обробки вугільного пласта за шахтних умов установлено, що збільшення відстані між нагнітальними свердловинами до 2,5 - 3,0 ефективних радіусів зволоження призводить до незначного збільшення зсувів контуру підготовчої виробки поза зоною радіуса ефективного зволоження. Теоретично обгрунтовано й апробовано параметри способу контролю ефективності зволоження вугільного пласта водяними розчинами ПАР, який базується на застосуванні методів шахтної електророзвідки.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено вирішенню важливої наукової проблеми, пов'язаної із розвитком аналітичних методів дослідження геомеханічного стану масиву при підземному видобутку вугілля. Узагальнено просторову задачу про напружено-деформований стан масиву поблизу виробок із урахуванням пластичних зон. Побудовано математичну модель, розроблено методи розрахунку і вивчено закономірності процесу віджиму вугільного пласта в лавах. Досліджено вплив фізико-механічних властивостей вугілля і порід, глибини залягання і кута нахилу пласта, який містить ділянку зруйнованого вугілля, на динаміку процесу віджиму. Встановлено, що при наближенні очисних робіт до області зруйнованого вугілля швидкість зближення бокових порід у глибині масиву більша, ніж поблизу забою. Розроблено й обгрунтовано методи розрахунку оптимальних параметрів захисних заходів.

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота містить нове рішення актуальної наукової та технічної задачі - встановлення механізму взаємодії водяних розчинів поверхнево-активних речовин (ПАР) з вугільною речовиною та розробка нового способу гідрообробки вугільних пластів з метою управління їх напружено-деформованим станом. Експериментальними дослідженнями встановлено, що дія на газонасичене вугілля водяного розчину ПАР під тиском більше 10 МПа призводить до проникнення газу, який міститься у внутрішньо-паровому об'ємі, в структуру вугільної речовини та збільшує сорбційну ємність вугілля у 1,4-1,6 рази. Молекули ПАР активно взаємодіють з сорбційними центрами вугільної речовини та створюють своєрідну "мозаїчну структуру", що призводить до інтенсивного падіння концентрації розчину. Виконані експерименти та наступний аналіз отриманих результатів дозволили розробити новий метод постадійної обробки вугільних пластів розчинами ПАР, експериментальна перевірка якого в шахтних умовах підтвердила обгрунтованість параметрів.

  Скачати повний текст