Цель работы - установление закономерностей изменения напряженно-деформированного состояния (НДС) рамного и анкерного крепления демонтажного штрека при приближении очистных работ. Использован апробированный способ проведения вычислительного эксперимента с помощью метода конечных элементов. Для выполнения поставленной задачи построена пространственная модель слоистого горного массива с наделением каждой литологической разности реальными физико-механическими характеристиками согласно данным геологической разведки в окрестности демонтажного штрека ШП "Степная". В выработке установлено рамное и анкерное крепление согласно данных паспорта крепления. Смоделировано пошаговое приближение очистного забоя к выработке. Вычислительный эксперимент выполнен в 4 этапа при различном расстоянии от очистного забоя до штрека. Проанализировано НДС крепежной системы. Выявлены закономерности перераспределения напряжений в рамном и анкерном креплении при изменении расстояния от очистного забоя до выработки. Определены области концентрации напряжений, опасные с точки зрения потери устойчивости элементов крепежной системы. Научная новизна проведенного исследования заключается в установлении закономерности влияния приближения очистного забоя на НДС элементов крепежной системы демонтажного штрека. Полученные результаты будут использованы при обосновании параметров крепежной системы горных выработок в зоне влияния очистных работ.

Проведена серия расчетов при приближении очистного забоя к выработке в упругопластической постановке с учетом физико-механических свойств пород и слоистости горного массива. Проанализированы результаты эксперимента, определены области концентрации напряжений и разгрузки в массиве, а также степень влияния горного давления на рамное и анкерное крепление выработки. Выявлены характерные особенности результатов полученных при решении линейной и билинейной задач, что позволило объективно оценить напряженно-деформированное состояние горного массива и крепления.

Проаналізовано вплив ведення очисних робіт на розташування виробок, що надпрацьовуються. Обгрунтовано просторову геомеханічну модель навантаження навколишнього масиву та кріплення виробки, що надпрацьовується, в період проходження над нею очисного вибою. Встановлено закономірності поведінки геомеханічної системи та конструкцій елементів кріплення виробки, що надпрацьовується, за зміни глибини її розташування та відстані до очисного вибою. Розроблено методику розрахунку параметрів розташування та кріплення підготовчих виробок, що надпрацьовуються, для умов шахт Західного Донбасу.

Проанализированы существующие схемы моделирования сталеполимерного анкера в задачах геомеханики, использующие различные методики постановки эксперимента и условия контактов на поверхности шпура и анкера. Определен оптимальный тип конечных элементов для построения сетки для увеличения точности описания геометрии анкера при задании начальных и граничных условий.

Рассмотрен вопрос ухудшения качества добываемого топлива на шахтах Западного Донбасса. Для предотвращения избыточного извлечения пустой породы на весьма тонких пластах и улучшения качества выдаваемого из лав угля предложена технологическая схема селективной (раздельной) выемки пласта и породного слоя. Изложены основные особенности данной технологии. Предложено техническое решение для взаимоувязки операций по выемке и закладки породы в выработанное пространство лавы. На основе проведенных расчетов установлены зависимости основных параметров технологии.

Наведено системний підхід, методику та результати пошуку закономірностей динаміки фільтраційних потоків у масиві та на поверхні шахт, які дозволили обгрунтувати параметри виїмкових полів під час підземної розробки вугільних пластів, що обумовлюють гідробезпеку гірничих робіт і знижують екологічне навантаження на підземну гідросферу за складних гідрогеологічних умов. Проаналізовано параметри гідрозахисту гірничих виробок у водонасиченому вуглепородному масиві. Розглянуто схеми управління фільтраційними потоками для забезпечення гідрозахисту гірничих виробок.