Дисертацію присвячено вирішенню актуальної наукової задачі створення системи автоматичного забезпечення прямолінійності (САЗП) очисного вибою в площині пласта за умов стругової виїмки. До основи функціонування запропонованої системи покладено принцип вирівнювання скривленої лінії очисного вибою шляхом повторного стругання його опуклих ділянок, визначених на основі порівняння заданої і фактичної ліній, з обмеженням швидкості посування і частоти комутації за рахунок пауз у роботі струга змінної тривалості і подальшого підтримання заданої прямолінійності струганням ділянок з імовірним утворенням опуклостей. Розроблено математичну модель лінії очисного вибою, що дозволяє оцінити її стан і на основі цього сформувати керуючий вплив, направлений на забезпечення заданих параметрів прямолінійності. Науково обгрунтовано критерій для оцінки ефективності функціонування САЗП, що полягає в мінімізації абсолютного відхилення фактичного від заданого стану лінії вибою з урахуванням виконання обмежень по фактичній максимальній стрілі прогину, допустимим частоті комутації електропривода струга та швидкості посування очисного вибою.

Розроблено та досліджено геомеханічну модель динамічної системи вибій присічної виробки - породний масив - вибій лави, яка відрізняється від відомих тим, що її параметри змінюються в часі та просторі, надаючи взаємний вплив. Вперше встановлено закономірності деформування такої динамічної геомеханічної системи, що дозволило довести можливість проведення підготовчих виробок назустріч вибою рухомої лави. Обгрунтовано ступінь впливу відстані між забоями, що рухаються, і швидкості їх посування на стійкість підготовчої виробки, що дозвилило встановити технологічні параметри під час її проведення. Надано рекомендації щодо технологічних параметрів проведення виробок назустріч вибою рухомої лави в гірничо-геологічних умовах шахт Західного Донбасу.

Цель работы - установление закономерностей изменения напряженно-деформированного состояния породного массива при проведении монтажной камеры и формировании очистной полости, а также разработка инженерной методики определения нагрузки на крепь монтажной камеры с учетом возрастания горного давления при отходе лавы от разрезной печи. Напряжения и деформации пород в окрестности монтажной камеры и разрезной печи определены методом конечных элементов на основе упругопластической модели деформационной среды. Реализована процедура накопления деформаций при последовательном изменении размеров моделируемой полости. Зоны разрушения определены по критерию прочности Хоека - Брауна. Для построения обобщающих зависимостей использованы методы математической статистики, в частности метод нелинейного оценивания, сочетающий множественную регрессию и дисперсионный анализ. Выполнены многовариантные расчеты напряженно-деформированного состояния исследуемой области для различных значений прочности пород, мощности угольного пласта, глубины выработки и ее размеров. Полученные результаты обобщены для различных горно-геологических условий в виде зависимостей высоты зон разрушения и перемещений контура монтажной камеры от перечисленных выше факторов. Впервые установлены закономерности развития деформаций и формирования зон разрушения в породном массиве в окрестности монтажной камеры и разрезной печи в момент отхода стругового комплекса. Получены расчетные формулы для определения основных геомеханических характеристик, необходимых для выбора способа крепления указанных выработок в различных горно-геологических условиях. Совокупность формул для определения основных геомеханических характеристик составляет инженерную методику определения нагрузки на крепь, а также является основой типовых материалов проектирования монтажных камер струговых лав в условиях Западного Донбасса.

Purpose. Determining the increase of rock displacements nearby a pre-constructed dismantling chamber while a plow longwall approaching. Additional goal is to develop a technique for estimating the pressure created by failed rocks at different stages of mining. Methodology. Displacements around a pre-constructed dismantling chamber were studied in situ using tell-tale stations. Numerical simulation was carried out to determine the rock stress-strain state applying a plastic deformation model. The numerical procedure of strain accumulation was implemented at the sequential change of mined-out space while modeling. Areas of broken rocks (failure zones)were determined according to Hoek - Brown strength criterion. Numerical simulation was carried out concerning different geological conditions and excavation dimensions. The non-linear estimation method combining with multiple regression and variance analysis were used to build general regularities. Findings. The multi-variant calculations of stress-strain state change were carried out for different values of rock strength, coal seam thickness, mining depth and dismantling chamber size as well. The results were generalized for different geological conditions. The failure zone height and excavation contour displacements are represented as a function of factors mentioned above. Originality. New regularities were obtained relatively the increase of rock displacements nearby a dismantling chamber. A failure zone spreading was shown depending on rock properties. Convenient techniques were developed to calculate constitutive geomechanical characteristics and provide an adequate support design for dismantling chamber under various mining and geological conditions. Practical value. The set of formulas derived with regression method allows determining the main geomechanical characteristics and gives a simple technique to design the support of dismantling chamber. This is a background for developing the general standards related to dismantling chamber designing under Western Donbass geological conditions.