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

Дисертацію присвячено вирішенню важливої наукової проблеми, пов'язаної із розвитком аналітичних методів дослідження геомеханічного стану масиву при підземному видобутку вугілля. Узагальнено просторову задачу про напружено-деформований стан масиву поблизу виробок із урахуванням пластичних зон. Побудовано математичну модель, розроблено методи розрахунку і вивчено закономірності процесу віджиму вугільного пласта в лавах. Досліджено вплив фізико-механічних властивостей вугілля і порід, глибини залягання і кута нахилу пласта, який містить ділянку зруйнованого вугілля, на динаміку процесу віджиму. Встановлено, що при наближенні очисних робіт до області зруйнованого вугілля швидкість зближення бокових порід у глибині масиву більша, ніж поблизу забою. Розроблено й обгрунтовано методи розрахунку оптимальних параметрів захисних заходів.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена питанням прогнозування та оцінки стійкості виробок, розробці та впровадженню конструкції металевого кріплення криволінійної форми. В роботі викладені теоретичні та експериментальні дослідження процесу здимання слабкометаморфізованих порід Західного Донбасу, що мають дуже високий рівень структурної неоднорідності та пов'язану з цим мінливість їх фізико-механічних властивостей. Розроблено методику прогнозування та кількісної оцінки стійкості виробок на основі ймовірносно-статистичних моделей. Це дозволяє при проектуванні виробок прогнозувати їх стійкість із аналізом можливих ефективних варіантів підтримання, одним з яких є апробоване в умовах Західного Донбасу підковоподібне металеве кріплення.

  Скачати повний текст

Розглядаються закономірності зміни поведінки породного масиву навколо виробки з різноманітними видами кріплення, серед якого і шатрове багатоланкове, раціональні параметри металевого кріплення з прямолінійними ланками та залежності для їх визначення, які забезпечують підвищення стійкості виробок за рахунок збільшення кінематичної рухливості кріплення та рівномірного перерозподілу навантажень на нього при зміні напрямку піддатливості по перерізу в вузлах з'єднання елементів. Розроблені технічні умови на кріплення АППК (арочні піддатливі кріплення).

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота містить рішення нової актуальної наукової і технічної задачі, що полягає у встановленні механізму активізації геомеханічних процесів у районі відробленого гірського масиву, викликаному затопленням закритих вугільних шахт, з метою прогнозу можливих аварійних ситуацій. Експериментальними дослідженнями встановлено, що при зволоженні гірських порід їхня тріщиностійкість зменшується в 8 разів, причому одночасно збільшуються пластичні властивості масиву. Оцінено гідрогеологічну ситуацію в районі шахт вугільних пластів, що відпрацьовують свити крутих пластів у Центральному районі Донбасу, можливі варіанти її зміни при закритті шахт. У результаті аналізу експериментальних досліджень геомеханічних процесів у лавах крутих пластів і процесу деформування гірського масиву розроблена методика прогнозу розміру осідання земної поверхні над виробленим простором, викликаного активізацією.

  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

Дисертаційна робота містить нове рішення актуальної наукової та технічної задачі - встановлення механізму взаємодії водяних розчинів поверхнево-активних речовин (ПАР) з вугільною речовиною та розробка нового способу гідрообробки вугільних пластів з метою управління їх напружено-деформованим станом. Експериментальними дослідженнями встановлено, що дія на газонасичене вугілля водяного розчину ПАР під тиском більше 10 МПа призводить до проникнення газу, який міститься у внутрішньо-паровому об'ємі, в структуру вугільної речовини та збільшує сорбційну ємність вугілля у 1,4-1,6 рази. Молекули ПАР активно взаємодіють з сорбційними центрами вугільної речовини та створюють своєрідну "мозаїчну структуру", що призводить до інтенсивного падіння концентрації розчину. Виконані експерименти та наступний аналіз отриманих результатів дозволили розробити новий метод постадійної обробки вугільних пластів розчинами ПАР, експериментальна перевірка якого в шахтних умовах підтвердила обгрунтованість параметрів.

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота спрямована на вирішення задачі обгрунтування параметрів різних варіантів технології управління покрівлею протяжними пневмоопорами в лавах надто тонких крутих вугільних пластів. Запропоновані варіанти технології в поєднанні із кріпленням з дерев'яних та металевих стояків, а також реалізації технології виїмки без постійної присутності людини в лаві. Для реалізації цих рішень запропонований варіант управління покрівлею з допомогою упорядкованого послідовного опускання секцій протяжних пневмоопор у лаву. Можливість використання протяжних пневмоопор як огородження гідрозакладних масивів підтвердили стендові випробування й дослідницька перевірка в умовах шахти "Червоний Жовтень" ПО "Орджонікідзевугілля".

  Скачати повний текст

Встановлені емпіричні залежності впливу гірничих робіт на стан пунктів планово-висотної основи і доказана необхідність пошуку принципово нових методів та засобів маркшейдерсько-геодезичного забезпечення гірничих робіт. Теоретично передбачені та експериментально підтверджені переваги вимірювальних систем, які базуються на використанні волоконно-оптичних направлених відгалужувачів і розроблені вимірювальні системи на основі датчиків відбиваючого і прохідного типів з модуляцією інтенсивності світла. Встановлено вплив величини деформації гірських порід на світлову потужність пристроїв. Доведено, що інтерферометричну волоконно-оптичну систему реєстрації доцільно використовувати в маркшейдерсько-геодезичних роботах з точністю lambda "/"2>. На основі розроблених волоконно-оптичних систем і проведених дослідженнях розроблені принципово нові методи і засоби для реєстрації зміщення порід під впливом гірничих робіт, які відрізняються підвищеною точністю і надійністю вимірів практично на будь-якій глибині протягом тривалого періоду, що дуже важливо для густонаселених гірничовидобувних регіонів. Розроблені методи і вимірювальні пристрої покладені в основу створення станцій спостереження за геодинамічними процесами, які закладені і функціонують в центральному і південному районах Криворізького залізорудного басейну, і є основними джерелами інформації за геодинамічними процесами для спеціалізованого центру маркшейдерського забезпечення гірничовидобувного регіону.

  Скачати повний текст

Подано нове вирішення актуальної наукової задачі, яка полягає у визначенні особливостей зрушень порід безпосередньої покрівлі, що оголюються, розкритті механізму підвищення їх стійкості зі збільшенням відстані від вибою лави до місця повних осідань важкообрушуваних пісковиків основної покрівлі для запобігання або різкого зменшення вивалів порід у привибійному просторі в процесі виймання вугілля механізованими комплексами за складних умов великих глибин. Наведено методику розрахунку рівня напружень у породах покрівлі пласта, результати лабораторних і натурних досліджень проявів гірничого тиску в лавах за умов великих глибин.

  Скачати повний текст

Наведено рішення актуальної проблеми - підтримки пластових підготовчих виробок на шахтах Центрального району Донбасу. На основі вивчення закономірностей напружено-деформованого стану гірничого масиву і його міцнісних властивостей відповідно до ступеня зволоження розроблено раціональні параметри зволоження вугільного пласта водяними розчинами поверхнево-активних речовин (ПАР). На основі проведених аналітичних розрахунків запропоновано спосіб визначення розмірів зони пластичних деформацій пласта біля підготовчої виробки від основних факторів, що пройшов експериментальну перевірку. Під час обробки вугільного пласта за шахтних умов установлено, що збільшення відстані між нагнітальними свердловинами до 2,5 - 3,0 ефективних радіусів зволоження призводить до незначного збільшення зсувів контуру підготовчої виробки поза зоною радіуса ефективного зволоження. Теоретично обгрунтовано й апробовано параметри способу контролю ефективності зволоження вугільного пласта водяними розчинами ПАР, який базується на застосуванні методів шахтної електророзвідки.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання забезпечення стійкості протяжних підготовчих виробок на основі встановлення і використання просторового характеру зсування порідних блоків у приконтурному масиві. Розвинуто новий напрям в управлінні станом протяжної підготовчої виробки порід на підставі обмеження просторових мір рухливості суміжних дільниць приконтурного масиву. Запропоновано і обгрунтовано результатами фізичного моделювання і натурного експерименту новий принцип обмеження просторової рухливості суміжних порідних блоків приконтурного масиву за допомогою спеціальної орієнтації порідних болтів (анкерів). Розроблено спосіб забезпечення стійкості протяжних підготовчих виробок у динамічній зоні опорного тиску за допомогою просторової орієнтації стояків посилення.

  Скачати повний текст

Подано нове вирішення актуального наукового завдання з обгрунтування параметрів способу активного попереднього розвантаження порід підошви, заснованого на закономірностях утворення області деформації розтягу у вибої та призначеного для підвищення стійкості породного контуру виробки і швидкості її проведення. Наведено методики розрахунку розподілу напружень на контурі довільної форми виробки і параметрів розвантаження порід підошви.

  Скачати повний текст

Експериментально установлено довготривалість набухання, в'язкість і технологічну життєздатність компаунда й акрилового клею в залежності від його складу, температури навколишнього середовища. Рекомендовано оптимальні склади акрилового клею для виконання анкероустановлювальних робіт. Показано, що незалежно від складу клею міцність його за першу добу досягає 90...95 % від проектної, а за перші три години - 85 %. Виявлено можливість затужавлення клею за умов t~=~0~ C. За результатами досліджень встановлено, що в'язкість акрилового клею можна регулювати у широких межах. Це дозволило кріпити устаткування до готових бетонних і залізобетонних конструкцій за допомогою анкерних болтів за однією з трьох схем: установка болтів до монтажу устаткування, одночасно з монтажем устаткування, після монтажу устаткування. Розглянуто два способи ведення робіт - послідовний і паралельний. Установлено залежності інтенсивності, часу на улаштування анкера, виробітку та інших факторів від технологічної життєздатності акрилового клею, засобу ведення робіт, діаметра анкера. Експерментально визначено вплив типу електроперфораторів і діаметра бурів, частоти їх обертання, міцності бетону на швидкість буріння свердловин.

  Скачати повний текст

Виконано комплекс досліджень механоелектричних (МЕ) ефектів напружено-деформованих порід. Отримано значення модулів і виконано класифікацію порід за їх (МЕ) властивостями. Наведено фізичне трактування встановлених залежностей (МЕ) ефектів порід від вмісту води, пористості, типу флюїду та його концентрації, температури. Визначено залежності амплітуди, фази та спектральної щільності (МЕ) ефектів від величини та характеру деформування порід, стискуючих зусиль та коефіцієнта розпушення. Отримано аналітичні залежності параметрів (МЕ) методу від властивостей і стану породного масиву. Розроблено способи та засоби реалізації (МЕ) методу за шахтних і польових умов. Встановлено можливість зміни міцності характеристики гранично напружених порід внаслідок дії зовнішнього електричного поля. Запропоновано елемент механізму додаткової десорбції газу в процесі руйнування вуглепородного масиву. Виконано експериментальні роботи на підприємствах вугільної, рудної та нерудної галузей, підтверджено високу ефективність методу.

  Скачати повний текст

Проаналізовано господарчу діяльність вугільних шахт ДХК "Добропіллявугілля". Доведено, що одна з причин, яка перешкоджає якісній роботі шахт - низька стійкість підготовчих виробок. Особливо великі збитки мають місце у разі виходу з камер піднімальних машин на ухилах. Причина виходу камер зі стану діючих - у здійманні порід підошви та руйнуванні кріплення. Аналітично, на базі числового моделювання методом МКЕ визначено, що спорудження поруч з камерою компенсаційних виробок з одночасовим тампонажем закріпного простору дозволило суттєво підвищити стійкість камер. Виконано лабораторні експерименти щодо дослідження стійкості камер з компенсуючими виробками на моделях із еквівалентних матеріалів. Обгрунтовано параметри розташування даних виробок і запропоновано нову конструкцію фундаментів піднімальних машин, які мають змінні елементи.

  Скачати повний текст

Подано нове розв'язання актуальної науково-технічної задачі, що полягає в розкритті механізму і встановленні залежностей часу ефективної дії вибухо-щілинного розвантаження за умов зберігання стійкості порід підошви підтримуваних виробок. Виконано обстеження стану гірничих виробок шахт ДХК "Донвугілля", внаслідок якого встановлено, що у 70% випадків деформації виробок пов'язано з видавлюванням порід підошви. Проведено лабораторні дослідження на моделях з еквівалентних матеріалів механізму локального розвантаження порід підошви і тривалості її ефекту. Розв'язано аналітичну задачу про час формування навколо виробки зони непружних деформацій, за якої реалізуються критичні зміщення контуру виробки. У шахті "Трудівська" ДХК "Донвугілля" проведено експерименти щодо локального розвантаження порід підошви, інструментального спостереження за зміщеннями порід на контурі виробки й у глибині масиву, контролю за процесами тріщиноутворення в зоні розвантаження.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано параметри способу підвищення стійкості підготовчих виробок для їх повторного використання. За результатами обробки отриманої інформації встановлено закономірності формування несиметричного навантаження на кріплення штреків і визначено його основні параметри. Виконано моделювання виробок з рамно-анкерним кріпленням на плоскому стенді з застосуванням еквівалентних матеріалів. Встановлено, що найбільшу стійкість мають виробки з рамно-анкерним кріпленням, де анкер спрямований вздовж лінії вектора результуючого зовнішнього навантаження у точці, що відповідає куту прикладання цієї сили.

  Скачати повний текст

Проведено дослідження напружено-деформованого стану масиву навколо оголювань у разі зміни пружно-пластичних властивостей і потужності шару порід. Установлено закономірності зміни параметрів напружено-деформованого стану масиву в приконтурних зонах внаслідок штучної зміни властивостей порід, межі їх плинності - інформативного показника, який дозволяє вести прогнозну оцінку зміщень порід навколо оголювань. Розроблено класифікацію стійкості порід на межі їх плинності та приросту напружень, а також методичні основи і рекомендації щодо оцінки стійкості та вибору технічних рішень для її підвищення у зонах направленої зміни властивостей порід.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано параметри технології фізико-хімічного зміцнення покрівлі на протяжних ділянках лав, що базується на закономірностях фільтраційних, сейсмоакустичних, структурно-механічних властивостей порушеного масиву і призначена для підвищення ефективності роботи лав за умов нестійкої покрівлі. Встановлено вплив на тріщинну проникність покрівлі спереду очисного вибою міцності порід, глибини розробки та неоднорідності масиву. Наведено методики розрахунку товщини зміцненого хімічним складом шару покрівлі, необхідного для збереження її стійкості та для розрахунку відстані між анкерами за комбінованого способу зміцнення. Розроблено методику визначення параметрів технології фізико-хімічного зміцнення покрівлі лав.

  Скачати повний текст