Проанализирована эффективность практического применения схем проветривания выемочных участков угольных шахт. Прямоточные схемы не всегда имеют преимущества перед другими. В зависимости от степени развития горных работ в одних горно-геологических условиях получены противоположные результаты применения как прямоточных, так и возвратноточных схем проветривания. Предложен один из критериев оценки возможности управления утечками через выработанное пространство отработанных лав. Сформулированы основные принципы и положения классификации схем проветривания с учетом дополнительно выявленных факторов, влияющих на эффективность их применения. Выбор, обоснование и расчет схем проветривания и дегазации предложено производить по единой методике и одному нормативному документу.

Проанализированы влияние очистных выработок на вмещающие породы, особенности проявления горного давления (ГД) при ведении и прекращении очистных работ (ОР), приведена обобщенная схема проявления ГД на всех стадиях ОР. Определены источники метановыделения в угольных шахтах, влияние геологических нарушений на уровень газовыделений, качественная модель газовыделения, учитывающая процессы сдвижения пород. Раскрыты теоретические основы решения задач газовой динамики, изучены её процессы в шахтных условиях, законы распределения дебита метана в исходящих вентиляционных струях, корреляционная взаимосвязь между параметрами рядов распределения добычи угля и газовыделения. Рассмотрены вопросы прогнозирования динамики газовыделения на выемочном участке.

Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований; установлены необходимые условия образования плоского дна мульды сдвижения на земной поверхности и возможности восстановления полного исходного состояния подработанных пород (окончание процессов сдвижения и уплотнения).

Приведены результаты статистической обработки экспериментальных данных. Установлено, что изменение максимального оседания земной поверхности и подработанных пород при увеличении расстояния от разрабатываемого пласта описана практически одинаковыми экспоненциальными зависимостями.

Определены главные факторы, влияющие на длительность процесса сдвижения и уплотнения пород. Произведена оценка общей продолжительности сдвижения подработанных пород и земной поверхности. Результаты можно использовать при решении отдельных задач горного производства и разработке мероприятий по безопасной отработке газоносных угольных месторождений, восстановлению выбросоопасности сближенных пластов, выбору оптимального месторасположения подготовительных выработок, расчетов водопритоков в шахту, восстановлению водного баланса, защите сооружений и объектов на земной поверхности и других важных вопросов, связанных с отработкой угольных пластов.

Выполнен анализ известных экспериментальных данных. Установлено, что максимальное сдвижение земной поверхности зависит от мощности разрабатываемого пласта, размеров очистной выработки, глубины ведения горных работ и прочностных свойств пород. Получены зависимости глубины плоского дна мульды сдвижения от мощности разрабатываемого пласта для антрацитовых углей и условий Западного Донбасса.

Представлен способ оценки параметров сдвижения подработанных пород и земной поверхности при выемке угольных пластов, который заключается в рассмотрении изменения максимального оседания земной поверхности совместно со степенью развития очистных работ. На основании экспериментальных данных построен график зависимости относительного максимального оседания земной поверхности от степени ее подработанности, совмещенный со схемой отработки выемочного участка, позволяющий выделить четыре стадии сдвижения подработанных пород и земной поверхности.

На основании анализа экспериментальных данных и расчетных значений оседания земной поверхности для характерных размеров выемочных участков установлено изменение конечного оседания земной поверхности при развитии очистных работ как в пределах одного выемочного участка, так и всего шахтного поля. По результатам проведенного анализа определена область применения известной математической модели, описывающей сдвижение подработанных пород и земной поверхности во времени.

Проведено исследование зависимости газовыделения от добычи угля соответственно в ненадработанных и надработанных зонах. Установлена и статистически подтверждена разная степень влияния уровня добычи угля на метановыделение в горные выработки и дегазационные скважины в этих зонах.

Приведены результаты анализа факторов, определяющих начало сдвижения земной поверхности и разработана схема определения размеров выработанного пространства, при которых начинается сдвижение земной поверхности.

Установлены на основании корреляционного анализа зависимости эмпирических коэффициентов логистического уравнения оседания точки земной поверхности от основных параметров горно-геологических и горнотехнических условий, что позволяет прогнозировать динамику оседания точки земной поверхности на основании данных о мощности разрабатываемого пласта, глубине ведения очистных работ, скорости подвигания очистного забоя и длине лавы.

Анализ снижения метановыделения в горные выработки при дегазации подработанных пластов и пород скважинами, пробуренными с земной поверхности. Оценка фактической эффективности способа при отработке газоносных угольных пластов на глубоких горизонтах.

Теоретические и экспериментальные исследования соотношения метановыделения в горные выработки и дегазационные скважины. Уточнены научные положения теоретической модели, установлены новые закономерности влияния развития очистных работ и изменения добычи угля.

Динамика изменения добычи угля и газовыделения из подрабатываемых источников за весь период отработки лав. Зависимость уровня газовыделения от добычи угля на каждой стадии эксплуатации выемочных участков. Методика и порядок расчета параметров динамики газовыделения из подрабатываемых источников.

Проведены теоретические и экспериментальные исследования соотношения количества газа, выделяющегося непосредственно из выработанного пространства эксплуатируемого участка и за его пределами под воздействием активизации сдвижения пород над остановленными лавами.

Проанализированы параметры начала процесса сдвижения подработанных пород и земной поверхности для разных горно-геологических и горно-технических условий. Предложена схема влияния очистных работ, которая дает теоретические обоснования для разработки рекомендаций по определению размеров очистных выработок, обеспечивающих минимально возможную степень подработки земной поверхности.

Приведена расчетная схема определения расстояния между проекцией точки начала сдвижения земной поверхности и неподвижной границей выработанного пространства. Установлено начало сдвижения влияния глубины ведения очистных работ, на начало сдвижения земной поверхности.

Рассмотрено математическое моделирование процесса формирования траектории максимального оседания точек земной поверхности вследствие ее подработки угольными пластами.

Рассмотрена теоретическая связь между параметрами очистных выработок, расположением верхней границы зоны полных сдвижений подработанных пород и процессами образования мульды на земной поверхности. Обоснована расчетная схема. На основании проведенного анализа установлена необходимость использования в расчетной схеме около двух десятков параметров, зависящих от горно-геологических и горнотехнических условий.