Вперше встановлені залежності стану сполучень стовбурів від комплексу факторів впливу котрі враховують гірничо-геологічні, геомеханічні, гірничо-технічні умови охорони та підтримання. Вперше встановлено особливості та закономірності деформування масиву гірських порід в районах сполучень стовбурів на глибоких горизонтах за складних геомеханічних умов, а саме: розміри динамічних зон впливу, які утворюються у разі проведення та перекріплювання пристовбурових виробок на ділянках стовбурів стволів глибоких горизонтів за умов нестійких порід.

  Скачати повний текст

Розвинуто уявлення стосовно закономірностей формування напружено-деформованого стану в масиві нестійких порід поблизу сполучень лав з виймальними штреками. Уперше розроблено та реалізовано у вигляді обчислювального експерименту тривимірну математичну модель поведінки шаруватого вуглепородного масиву, порушеного сполученням штрек - лава, у пружно-пластичній постановці задачі. Запропоновано новий кількісний критерій оцінки ефективності використання способів і засобів охорони зазначених сполучень в нестійких породах неглибоких шахт. Розроблено геомеханічно обгрунтований спосіб і механізовані засоби, що забезпечують ефективне підтримання покрівлі на сполученнях штрек - лава за умов нестійких порід.

  Скачати повний текст

Розвинуто уявлення про закономірності формування напружено-деформованого стану у вуглепородному масиві, зокрема в ньому виділено чотири характерні зони, розташовані уздовж лінії очисного вибою, симетричні щодо середини лави та являють собою чергування зон підвищених і знижених напружень. Показано, що у разі збільшення навантаження на очисний вибій зменшується імовірність вивалоутворення в покрівлі, збільшуються значення максимуму епюри опорного тиску й тиск на лавове кріплення, активізуються процеси здимання порід у лаві. Установлено, що паралельно лінії очисного вибою в покрівлі пласта формується область аномальних напружень, що змінюється за часом, місце розташування та величина якої визначається положенням і швидкістю переміщення робочого органа комбайна. Показано, що зі зростанням навантаження на очисний вибій зона впливу лави на систему кріплення - масив виймальних штреків зменшується, а область бічних порід, підданих конвергенції, збільшується, за цього характер розподілу тиску у покрівлі має два екстремуми: на сполученні лава - штрек і у зоні посадки покрівлі. Одержано новий розв'язок задачі визначення критичного кроку посадки покрівлі в лаві, за яким враховується шаруватість масиву, його структурна неоднорідність та фактор - швидкість оголення масиву.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена питанням підвищення ефективності і технологічності кріплення вертикальних стовбурів вугільних шахт, які проходять у неоднорідних масивах порід. В роботі розвивається комплексний підхід отримання загальносистемного ефекту від диференційованого вибору кріплення стовбурів та послідовної чи сумісної реалізації регулятивних засобів в системі "кріплення стовбура - неоднорідний породний масив", які сукупно забезпечують демпфірування зміщень, зростання несучої здатності приконтурних порід та кріплення, в результаті чого забезпечується зниження величини і асиметрії навантажень на стовбур та підвищення його стійкості. З врахуванням структурної і міцнісної неоднорідності породного масиву та результатів дослідження закономірностей і особливостей взаємодії системи "кріплення стовбура - масив порід" розроблені науково-технічні принципи вибору і нові конструкції охоронних вантажонесучих систем, які забезпечують довготривалу стійкість шахтних стовбурів в складних гірничо-геологічних умовах. Основні результати роботи знайшли промислове застосування на вугільних шахтах, реалізовані в нормативно-технічних документах.

  Скачати повний текст

Запропоновано концепцію поетапної автоматизації контролю, виконано ком'ютерне моделювання, розроблено програми автоматичної статистичної та спектральної обробки вихідної технологічної інформації за допомогою мікроконтролерів і персональної ЕОМ. Встановлено зв'язок між спектром сигналу реакції блокової або плоскопаралельної структури контрольованого геомеханічного об'єкта на збурювальний вплив ударної та спектрами виділених періодичних сигналів, що відповідають окремим стадіям розвитку коливального процесу, виявлено залежність між критичною частотою першої моди коливань у стадії переважання нормальних резонансних хвиль та технологічними параметрами закріпленоі виробки. Створено експериментальні зразки засобів автоматичного контролю стійкості масиву з застосуванням сучасної елементної бази, за допомогою яких виконано натурні дослідження за умов, коли масив складається скельними, осадовими породами та грунтом; визначено ділянки підвищенних навантажень навколо гірничих виробок та порожнини за оздобленням тунелю.

  Скачати повний текст

Установлено залежності конвергенції вмісних порід від часу на різних ділянках високопродуктивної лави. Визначено, що у разі виконання процесів очисної виїмки вугілля прискорення конвергенції бічних порід є знакозмінним у момент пересування кріплення, а його абсолютні значення у середній частині та на кінцевих ділянках лави - різні. Обгрунтовано кількісний критерій оцінки довжини кінцевих ділянок високопродуктивних лав. З використанням цього критерію визначено довжину зон незадовільної взаємодії механізованого кріплення з покрівлею на кінцевих ділянках лав для розміщення у цих зонах спеціальних засобів кріплення. З'ясовано раціональні значення питомого опору кріплення для збереження суцільності порід покрівлі на кінцевих ділянках лави з високою швидкістю посування вибою, величина очікуваного річного економічного ефекту від впровадження нової технології виїмки вугілля механізованим комплексом зі спеціальним кріпленням на кінцевих ділянках складає 113,85 тис. грн. на одну лаву.

  Скачати повний текст

Вперше експериментально встановлено логарифмічну залежність між часом тверднення штучного будівельного матеріалу та величиною стискаючого напруження, за якого відбуваєтсья утворення тріщин у матеріалі. З використанням даної залежності розроблено спосіб визначення напружень у литій смузі за натурних умов. Уточнено наукові уявлення про етапи зміни розподілу навантаження з урахуванням ступеня асиметрії на елементи рамного кріплення виробки залежно від відстані до лави. Вперше теоретично обгрунтовано підхід щодо зниження напружень у масиві, зокрема, у відпрацьованому просторі, шляхом використання комбінованої охоронної системи зростаючого опору у складі рамного й анкерного стяжного кріплення та литої смуги, що містить внутрішні розвантажувальні елементи.

  Скачати повний текст

Запропоновано параметри конструктивно-технологічної схеми охорони повторно використовуваних виїмкових виробок шахт Західного Донбасу - литою смугою з розвантажуваною порожниною регульованої геометрії за механізованого способу її зведення. Розроблено вимоги до ресурсозберігальної охоронної конструкції. Для обгрунтування її параметрів виділено основні елементи геомеханічної системи "породний масив - виїмковий штрек - лита смуга": зону шарнірно-блокового переміщення порід і безладного обвалення, безпосередній грунт пласта, охоронну литу смугу з розвантажувальною порожниною, рамне кріплення штреку з міжрамною огорожею та забутованим закріпним простором, прилеглу вуглевмісну шарувату товщу з боку суміжної виїмкової ділянки. Обгрунтовано геомеханічну модель системи. Одержано систему рівнянь регресії зв'язку максимумів наведеного напруження (у литій смузі, порожній бермі, рамному кріпленні) з геомеханічними чинниками підтримки виїмкового штреку та регульованими параметрами охоронної литої смуги з розвантажувальною порожниною. Сформульовано й обгрунтовано критерії оптимізації напружено-деформованого стану системи. Результат оптимізації ПДВ системи наведено як методику вибору раціональних параметрів охоронної литої смуги з розвантажувальною порожниною.

  Скачати повний текст

Вивчено особливості водопроявлень у гірничі виробки в зонах тектонічних порушень. Досліджено вплив обводнених порід покрівлі на обсяги обвалень у горизонтальних виробках. Встановлено закономірність розвитку зони непружних деформацій навколо виробок за обводнених умов, розроблено математичну модель зміни напружено-деформованого стану обводнених порід навколо горизонтальних виробок. Розроблено конструкцію "компенсатора" для асиметричного навантаження кріплення. Удосконалено методику розрахунку параметрів перекріплення обводнених горизонтальних виробок із впровадженням в умовах східного розвідувально-дренажного штреку шахти "Комсомольська ДП "Антрацит".

  Скачати повний текст

Вирішено важливу науково-технічну задачу вибору й обгрунтовано параметри гідросистеми механізованого кріплення з метою підвищення ефективності їх експлуатації на похилих пластах. Досліджено кінематику переміщення секцій механізованого кріплення на зазначених пластах та установлено, що одним з основних чинників, які стримують їх ефективне використання на похилих пластах є недостатня бічна стійкість і забезпеченість спрямованості пересування даних секцій. Розроблено математичну модель гідросистеми секцій механізованого кріплення й алгоритм її реалізації на ПЕОМ. Досліджено динамічні процеси у гідросистемі у разі виконання кріплення операцій технологічного циклу. Розроблено засоби підвищення надійності ефективності роботи механізованого кріплення на похилих пластах. Проведено стендові та шахтні експериментальні дослідження роботи секцій механізованого кріплення підтверджено результати теоретичних досліджень (розбіжність результатів не перевищує 15 %). Застосування запропонованої гідросистеми механізованого кріплення забезпечує його пересування з підпором 15 - 20 кПа. У разі сполучення операцій розвантаження та пересування швидкість кріплення вибою збільшується у середньому на 25 %. Розроблені рекомендації включені до нормативного документа РД42.027-84 "Кріплення механізоване. Розрахунок стійкості".

  Скачати повний текст

Наведено результати дослідження зміни межі міцності порід на одновісний стиск у зоні впливу геологічного порушення протяжної виробки. Під час візуального обстеження стану протяжних виробок як об'єкти досліджень обрано шахти "Алмазна" та "Добропільська" ДП "Добропіллявугілля". На підставі натурних інструментальних спостережень і результатів лабораторних експериментів на породних зразках вивчено втрату стійкості протяжної виробки за перетину геологічного порушення. За одержаними результатами розроблено числову модель, використану під час числових експериментів за методом скінченних елементів. Запропоновано спосіб забезпечення стійкості протяжних виробок у зоні геологічних порушень і розроблено методику визначення його параметрів.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано параметри технології зміцнення порід нагнітанням скріплювальних речовин на кінцевих ділянках лав. На підставі аналізу технічної літератури та досвіду зміцнення порід на шахтах Донбасу показано, що основною причиною малого обсягу застосування зміцнення є висока вартість цих робіт, яка визначається параметрами технології, доведено необхідність обгрунтування параметрів на геомеханічній підставі. Досліджено властивості масиву порід на кінцевих ділянках лав і попереду очисних вибоїв, а саме: тріщинуватість, проникність, пустотність і деформації. Установлено їх залежності від гірничо-геологічних і гірничотехнічних чинників. Розроблено розрахункову схему для визначення контуру фільтраційного потоку ін'єкції речовини за нагнітання через шнур і запропоновано формулу для визначення витрати скріплювальної речовини на шпур, згідно з якою витрата у три рази менша за встановлену у нормативних документах. Розроблено скріплювальні речовини на основі карбамідної смоли з тривалим терміном ствердіння та досліджено їх технологічні властивості. На базі математичного моделювання, лабораторних і шахтних досліджень обгрунтовано параметри технології зміцнення порід на кінцевих ділянках лав і розроблено методику визначення параметрів, впроваджених на шахті ім. XIX з'їзду КПРС ДП "Луганвугілля".

  Скачати повний текст

Обгрунтовано раціональні параметри кріплення нарізних виробок у зонах впливу очисних камер на великих глибинах для геотехнічних умов Південно-Білозерського родовища. На підставі результатів теоретичних, лабораторних і промислових досліджень розроблено технологічні рішення щодо анкерного кріплення нарізних виробок у масиві навколо первинних очисних камер. Розраховано параметри ведення очисних робіт у вторинних камерах, в яких враховано вплив очисного простору первинних камер. Зроблено апробацію запропонованих технологічних рішень раціоналізації кріплення нарізних виробок на шахті "Експлуатаційна" ЗАТ "ЗЗРК", зокрема економічний ефект складає близько 193, 46 тис. грн.

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота містить нове рішення актуальної для вугільної промисловості України задачі, пов'язаної з підтриманням, охороною та погашенням підготовчих виробок шахт з похилим заляганням пластів. Обгрунтовані техніко-технологічні параметри нових способів охорони, підтримання та погашення їх нетрадиційними засобами. Ефективність отриманих результатів полягає в підвищенні рівня механізації технологічних процесів з охорони, підтримання та погашення підготовчих виробок, у тому числі в зонах впливу очисних робіт.

  Скачати повний текст

Теоретично й експериментально досліджено газодинамічні та геодинамічні процеси, що протікають у гірничих виробках під час ведення очисних робіт спареними лавами. Встановлено закономірності впливу параметрів ведення зазначених робіт і кріплення на стійкість гірничих виробок, а також газовиділення на видобувній діляниці. Визначено шляхи управління гірським тиском у зоні ведення очисних робіт, поліпшення провітрювання та підвищення ефективності дегазації. Обгрунтовано параметри системи розробки, кріплення та вентиляційних режимів, що забезпечують безпечний видобуток вугілля спареними лавами. Впровадження результатів роботи дозволило поліпшити безпеку праці на видобувних дільницях шахти, забезпечити стабільні та високі техніко-економічні показники її роботи. Добове навантаження на видобувну дільницю перевищило 1000 тон і шахта цілком перейшла на роботу спареними лавами, довівши річний видобуток вугілля до 1 млн. тонн.

  Скачати повний текст

Уперше розроблено математичну модель системи забутовка - кріплення, що дає змогу визначити мінімальну товщину укладки пружних елементів у разі заповнення ними закріпного простору. Запропоновано коефіцієнт податливості конструкції забутовки та затяжки, що враховує фізичні властивості забутовочного шару та дозволяє збільшити стійкість кріплення за умов використання забутовки з пружних елементів. Установлено, що під час футерування добовими пружними елементами у випускних вікнах виробок скреперної доставки руди швидкість опускання арок кріплення знижується у 2 рази, що дає змогу збільшити податливість рам закріплення з футерівкою лобовини у 2 рази, ніж у рам кріплень без футерівки.

  Скачати повний текст

Уперше використано закономірність прискорення конвергенції порід, що вміщають, для оцінювання напружено-деформованого стану гірського масиву. Уперше прискорення конвергенції бічних порід використано для визначення зони інтенсивного руйнування гірських порід за умов пересування секцій механізованого кріплення у середній частині лави. Одержано емпіричну залежність швидкості розвитку деформацій у масиві гірських порід від глибини ведення робіт і швидкості просування очисного вибою, що дозволяє прогнозувати швидкість розвитку деформацій на глибинах розробки до 1 500 м і швидкості просування лави до 150 м/міс.

  Скачати повний текст

Запропоновано новий метод діагностування технічного стану системи "підйомна посудина - армування" шахтних вертикальних стволів в екстремальних режимах роботи на основні проведення додаткових динамічних випробувань у режимі запобіжного гальмування та аналізу одержаних діагностичних параметрів. Розроблено методику проведення динамічних випробувань системи "підйомна посудина - армування" у режимі запобіжного гальмування. Запропоновано нові способи обробки одержаних діагностичних параметрів взаємодії підйомних посудин з провідниками армування.

  Скачати повний текст