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.

Приведены результаты исследований, которые позволили установить закономерности геомеханических процессов, протекающих в породном массиве при предварительном сооружении демонтажной камеры и последующем приближении к нему фронта очистных работ. Проанализированы возможности предварительного сооружения и эксплуатации демонтажной камеры в условиях шахты "Степная" ПАО "ДТЭК Павлоградуголь". Исследованы закономерности деформирования системы "породный массив - крепь в демонтажной камере этой шахты. Изучены геомеханические процессы при последовательном приближении лавы к демонтажной камере. Обоснованы параметры демонтажной камеры 161-й струговой лавы ПСП шахты "Степная" ПАО "ДТЕК Павлоградуголь".

Разработана методика оценки устойчивости горных выработок, которая позволяет учесть на основе многофакторного анализа неоднородность породного массива, что проявляется в стохастическом разбросе свойств вмещающих пород.

Цель исследованя - обоснование решений по обеспечению устойчивости подготовительных выработок для повторного использования. Приведены результаты исследования геомеханических процессов в приконтурном массиве выработки выемочного участка в условиях ШУ "Южнодонбасское N 1". Визуальные наблюдения и численное моделирование напряженно-деформированного состояния породного массива показали, что традиционный способ поддержания выработки не обеспечивает их надежную устойчивость. Рассмотрен способ крепления выработки с применением, помимо металлической крепи, анкеров. На основе метода конечных элементов выполнено моделирование этапов эксплуатации выработки вне и в зоне влияния очистных работ. Выполнена оценка эффективности анкерного крепления для повышения устойчивости породных обнажений.

Цель работы - совершенствование методики определения прочности породного массива, основанной на вероятностно-статистическом подходе, с учетом различных характеристик трещиноватости пород. Установление зависимости реальной прочности породного массива от качества поверхностей потери сплошности на основе многовариантного моделирования дефектного породного массива с использованием метода дискретных элементов. Проанализированы основные отечественные и зарубежные подходы к определению реальной прочности массива горных пород. Показаны преимущества применения вероятностно-статистического подхода при аналитическом определении коэффициента структурного ослабления. Использована статистическая теория прочности для определения коэффициента структурного ослабления, с учетом различных характеристик трещиноватости. С использованием метода дискретных элементов разработана численная модель породного массива пересеченного трещиной. Метод нелинейного регрессионного анализа применен к результатам численного моделирования для аппроксимации функции учета качества поверхности трещины. Проведенные исследования позволили сделать очередной шаг к решению актуальной задачи определения реальной прочности сложноструктурного породного массива, содержащего дефекты. Усовершенствована вероятностно-статистическая модель прочности дефектного породного массива, что позволило повысить адекватность определения коэффициента структурного ослабления. Впервые при определении коэффициента структурного ослабления на основе статистической теории прочности количественно учитывается качество поверхности потери сплошности. Получена зависимость коэффициента вариации (необходимого элемента определения коэффициента структурного ослабления) от качества поверхности трещины, расстояния между трещинами и угла падения трещин в массиве горных пород. Разработана методика обобщения качественной информации о состоянии трещины и сведения ее к единому количественному индексу.