Запропоновано розв'язок актуальної наукової задачі розробки критерію заштибовки шнека та синтезу на його базі алгоритму автоматичного керування видобувним комбайном з метою зниження питомих енерговитрат на видобуток вугілля. Визначено умову настання заштибовки шнека для системи автоматичного керування та параметри алгоритму автоматичного керування видобувним комбайном для зниження питомих енерговитрат на видобуток вугілля. Проведено імітаційне моделювання роботи системи автоматичного керування видобувним комбайном на тонких шарах за даним алгоритмом. Проведено розрахунок основних показників оцінювання економічного ефекту впровадження наукових розробок. Надано спосіб автоматизації режимів роботи видобувних комбайнів.

  Скачати повний текст

Установлено залежності розрідження в устях сведловини, концентрації метану в суміші та витрати метаноповітряної суміші (МПС) від відстані устя свердловини до лінії очисного вибою, дебіту газоповітряної суміші від розрідження в усті свердловини до лави, витрат метану, відстані устя свердловини до лави, дебіту метану від розрідження у свердловині. За одержаними результатами складено рівняння парних і множинних регресій. Виконано обгрунтування топологічних параметрів дегазаційних свердловин за умов дегазації зближених пластів, що підробляються, на базі математичного апарату аналітичної геометрії. Розроблено методику розрахунку для визначення параметрів закладення свердловин, що буряться з виробок виїмкової ділянки за зазначених умов. Наведено методи визначення дебітів МПС, метану та розрідження на устях свердловин одночасно на всіх виїмкових дільницях шахти з урахуванням продуктивності працюючих вакуум-насосів. Запропоновано модель балансу МПС та сумарного масового дебіту метану на виїмковій ділянці з урахуванням концентрації метану у газопроводі. Здійснено розрахунок зміни тиску МПС за довжиною газопроводу з використанням диференціального рівняння, до складу якого входять масові витрати МПС, що дозволяє враховувати зміни втрат та щільності МПС за довжиною газопроводу за умов підсмоктування повітря у трубопровід.

  Скачати повний текст

Досліджено питання прогнозу малоамплітудних диз'юнктивних і плікативних, що супроводжуються потовщенням пласта, порушень у разі проведення пластових підготовчих виробок. Доведено, що зі зменшенням відстані від вибою виробки до порушення зменшується протяжність розвантаженої зони, а також зростають напруження у порушенні, що обумовлено затисканням вугільного пласта у зоні з різким збільшенням його товщини. Установлено, що за величиною видавлювання пласта у виробку, а також за змінюванням величини приросту максимальних значень початкової швидкості газовиділення в шпур є можливим визначення відстані до порушення, а також амплітуди зміщення (величини потовщення) пласта у цьому порушенні, за наближення до нього вибою виробки на відстань, що не перевищує протяжності розвантаженої зони на непорушеній дільниці пласта.

  Скачати повний текст

Установлено аналітичний взаємозв'язок між параметрами процесу зрушення масиву гірських порід і параметрами очисної виїмки. Досліджено залежності параметрів процесу зрушення від глибини розробки. Визначено середню швидкість розвитку деформацій розтягнень за площиною зрушення для порід різного ступеня метаморфізму, а також тривалість розвитку деформацій розтягнень та її зміну деформаціями стиснення, яка залежить від кроку обвалення основної покрівлі та швидкості посування очисного вибою. Розроблено методику розрахунку тривалості процесу зрушення масиву гірських порід і земної поверхні. На її базі складено методичні рекомендації для виконання лабораторної роботи зі спеціальності "Маркшейдерська справа" для студентів. Виведено аналітичну залежність визначення швидкості посування очисного вибою, за якою зона деформацій розтягнення не досягає водоносного горизонту. Розроблено рекомендації для проектних організацій з розрахунку параметрів процесу зрушення у взаємозв'язку зі швидкістю розвитку деформацій у масиві та швидкістю посування очисного вибою.

  Скачати повний текст

Визначено особливості утворення тонкодисперсних фракцій вугілля в процесі його динамічного руйнування під час розвантаження у гранично напруженому стані. Вперше для визначення моменту початку такого руйнування запропоновано критерій, що представляє собою відношення прискорення розвантаження до його швидкості в попередній момент часу та встановлено закономірність зміни цього критерію для різних діапазонів напружень стиснення. Встановлено закономірність зміни коефіцієнта дисипації під час розвантаження вугілля, що дозволяє визначити з загального балансу дисипації у циклі "навантаження-розвантаження" величину дисипації в структурі вугілля в процесі розвантаження. Встановлено закономірності зміни питомої потужності дисипації для різних напружень стиснення та швидкостей розвантаження гранично напруженого вугілля, за яких починається його динамічне руйнування по радіально-пошоровому механізму з утворенням тонкодисперсних фракцій.

  Скачати повний текст

Вперше встановлено, що формування поверхневих вторинних ореолів (аномальних зон) півдищеної радіоактивності за умов Східного Донбасу відбувається в результаті експлуатаційної розробки глибинних горизонтів і винесення на поверхню за рахунок процесів газо-, масо- та водообміну радіоактивних елементів. Удосконалено систему ведення комплексного екологічного моніторингу у зоні взаємовпливу шахтного поля шахти "Пролетарська" та Світлічанського водозабору, яка враховує потенційну можливість формування забруднень питних вод хімічними та токсичними інградієнтами та радіонуклідами. Виявлено та систематизовано чинники ризику щодо розвитку небезпечних екзогенних геологічних процесів, з урахуванням яких удосконалено систему управління екологічною безпекою території Східного Донбасу.

  Скачати повний текст

Встановлено геодинамічну будову у межах полів ліквідованих шахт Брянківської групи (Луганщина). Проведено оцінювання водопроникності та ступеня активності виділених геодинамічних зон (ГДЗ). Визначено провідну роль геодинамічної будови в розвитку негативних геолого-екологічних процесів у межах Брянківської групи шахт. У цьому разі масштаби їх прояву обумовлюються водопроникністю, особливостями будови та порядком ГДЗ. Запропоновано систему геолого-екологічного оцінювання територій у межах полів ліквідованих вугільних шахт.

  Скачати повний текст

Вперше встановлено, що морфометричні анамолії сучасного рельєфу та сполучених вертикальних деформацій (осідань) територій ПРУМ контролюються наявністю в масиві гірських порід різних за кінематикою синтетичних й антитечних зколів Ріделя та успадковують простягання і кут сполучення зон концентрованого розвитку малоамплітудних порушень. Зазначено, що нерівномірний розвиток сучасних деформаційних аномалій земної поверхні обумовлений мозаїчно-блоковою структурою вугленосних відкладів, а морфометричні анамолії сучасного рельєфу та сполучених вертикальних деформацій земної поверхні, які викликані підземною розробкою кам'яного вугілля, контролюються наявністю в масиві гірських порід синтетичних і антитечних зколів Ріделя, утворених у контурі розвитку виявлених регіональних зсувних зон. Вивчено та систематизовано особливості тектонічної порушеності Донецького та Львівсько-Волинського вугільних басейнів. Встановлено, що в зонах активації деформаційних процесів на територіях підземної розробки вугільних родовищ (ПРВР) реактивація фрагментів тектонічних порушень на перетині сполучених правих і лівих зсувних дислокацій визначається не віком й амплітудою тектонічних порушень, а їх кінематичними особливостями й азимутним орієнтуванням в існуючому полі тектонічних напружень.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано та досліджено комплекс геологічних критеріїв для Львівсько-Волинського басейну (ЛВБ), дотримання яких дає змогу здійснювати промислову розробку некондиційних вугільних пластів (н. в. п.) на базі технологій підземної газифікації вугілля (ПГВ). Нижня межа потужності вугільного пласта, технологічно придатного для ПГВ, - 0,2 м. Верхня - умовно прийнята 0,5 м через неможливість розробки шахтним способом. Побудовано 22 картосхеми розподілу потужностей н. в. п. Тяглівського родовища та проведено їх типізацію за наявністю ділянок заданої потужності. ПГВ-ділянка - частина неперервного вугільного пласта, локалізація ПГВ-ділянок здійснюється як регіональне та локальне виділення структурно-тектонічних блоків різного порядку. Пласти, у яких кількість води понад 1 кг на 1 кг вугілля газифікувати неможливо через ендотермічний ефект реакції. Ізоляція ПГВ-ділянки підтримується непроникними літологічними різновидами порід покрівлі та підошви. Доведено домінування аргілітів, алевролітів і вапняків у вміщуючих некондиційні пласти породах ЛВБ та досліджено закономірності розподілу основних літологічних різновидів покрівлі і підошви локалізованих ПГВ-ділянок башкирського ярусу поля шахти "Тяглівська N 1". За цього виявлено закономірності, а саме: відсутність у підошві ділянок н. в. п. вапняків і пісковиків, підошва ділянки здебільшого представлена одним, рідше - двома літологічними різновидами порід, а покрівля - двома, трьома та чотирма. З'ясовано, що температура плавлення мінеральних компонентів золи вугілля, а також порід покрівлі та підошви має бути більшою від температури синтезу, щоб запобігти закупорці прохідних каналів і огортанню вугілля. Досліджено хімічний склад окремих вугільних пластів ЛВБ щодо тугоплавкості. Якісними показниками вугілля, межові значення яких дозволяють здійснювати ПГВ, є: зольність (до 40 %), сірчистість (до 4,5 %), вихід летких компонентів (понад 20 %), аналітична вологість (частина загальної кількості води) і теплота згорання (понад 14,64 мДж/кг), у межах ЛВБ лише в поодиноких випадках сягають критичних значень.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено питання геометризації марочного складу вугілля Донбасу з використанням якісних показників за методами математичного та статистичного аналізу, геометрії та кваліметрії надр, а також геометризації даних показників марки вугілля з застосуванням методів кластерного та тренда-аналізу. Розроблено метод бального оцінювання марочного складу вугілля. Здійснено практичне застосування методик його визначення для пластових вугільних родовищ Донбасу, а також підраховано запаси з урахуванням категорій развідувальності та марок за класифікаційною діаграмою вугілля Донбасу.

  Скачати повний текст

Експериментально досліджено критичний розмір цільного вугільного пласта за різної конфігурації виробленого простору. Установлено, що у разі доробки лав з використанням раніше виробленого простору зі швидкістю 100 м/міс. і більше розмір пласта, за якого відбувається його перша руйнація, залежить від конфігурації оточуючого простору та змінюється у своєму значенні від 0,17 до 0,31 частини глибини розробки. Зазначено, що в момент, коли досягається критичний розмір цільного пласта, відбувається зростання акустичної емісії та збільшується на 18 - 50 % газовиділення з пласту. Виявлено, що після його першого руйнування спостерігається ще від двох до чотирьох аналогічних руйнувань. Однак, підвищення газовиділення має місце тільки після перших двох-трьох руйнувань. Розроблено методику прогнозу критичного розміру цільного вугільного пласта. Запропоновано спосіб зниження додаткового газовиділення. Обгрунтовано раціональне планування очисних робіт, за якого залишається суцільною вугільна смуга вздовж всієї межі регіональної зони розвантаження.

  Скачати повний текст

Розвинуто уявлення про закономірності формування напружено-деформованого стану у вуглепородному масиві, зокрема в ньому виділено чотири характерні зони, розташовані уздовж лінії очисного вибою, симетричні щодо середини лави та являють собою чергування зон підвищених і знижених напружень. Показано, що у разі збільшення навантаження на очисний вибій зменшується імовірність вивалоутворення в покрівлі, збільшуються значення максимуму епюри опорного тиску й тиск на лавове кріплення, активізуються процеси здимання порід у лаві. Установлено, що паралельно лінії очисного вибою в покрівлі пласта формується область аномальних напружень, що змінюється за часом, місце розташування та величина якої визначається положенням і швидкістю переміщення робочого органа комбайна. Показано, що зі зростанням навантаження на очисний вибій зона впливу лави на систему кріплення - масив виймальних штреків зменшується, а область бічних порід, підданих конвергенції, збільшується, за цього характер розподілу тиску у покрівлі має два екстремуми: на сполученні лава - штрек і у зоні посадки покрівлі. Одержано новий розв'язок задачі визначення критичного кроку посадки покрівлі в лаві, за яким враховується шаруватість масиву, його структурна неоднорідність та фактор - швидкість оголення масиву.

  Скачати повний текст

Встановлено закономірності деформації контуру основних транспортних і вентиляційних могістралей. Вирішено науково-технічне завдання підвищення стійкості підземних протяжних виробок вугільних шахт і зниження витрат, пов'язаних з їх експлуатацією. Доведено, що геомеханічні процеси, які розвиваються навколо протяжних похилих виробок, проявляються у формі вертикальної та горизонтальної конвергенції, що змінюються у часі за експоненціальним законом, а їх інтенсивність визначається положенням виробок відносно рівня підошви вугільного пласта, а це припускає можливість оптимізації розташування їх в просторі з метою підвищення стійкості. Встановлено нові закономірності зміни стійкості основних магітралей виробок залежно від їх розташування в просторі щодо підошви вугільного пласта.

  Скачати повний текст

Вирішена актуальна науково-технічна задача - обгрунтований та розроблений спосіб охорони печей щитових агрегатів, який базується на урахуванні процесів, що відбуваються біля виробки при відробці пласта, а також зміні властивостей пласта та тиску газу в ньому при відробці суміжних пластів. В основі способу полягає активне управління станом гірничого масиву при відробці вугільного пласта водяними розчинами поверхнево-активних речовин (ПАР). Експериментальна перевірка способу дозволила підтвердити його ефективність та відповідність його параметрів гірничогіологічним умовам.

  Скачати повний текст

Досліджено проблему забезпечення стійкості виїмкових виробок за інтенсивної відробки вугільних пластів з малоамплітудною диз'юнктивною порушеністю. Установлено закономірності зміни швидкості зміщень порід у зоні тимчасового опорного тиску та зоні інтенсивних зміщень порід від швидкості посування очисного вибою за наявності у покрівлі пласта потужних монолітних пісковиків. Доведено, що величина зміщень порід у виїмкових виробках прямопропорційно залежить від протяжності зони непружних деформацій та відносної міцності порід, які вміщують виробку. Зі зміною швидкості посування очисного вибою з 1,07 до 8,1 м/добу у зоні тимчасового опорного тиску конвергенція порід покрівлі з підошвою збільшується в 1,8 раза, а у зоні інтенсивного зміщення порід - 1,64 раза. Установлено, що за наявності у покрівлі розроблюваного пласта потужних монолітних пісковиків та за відсутності у межах виїмкової дільниці диз'юнктивних порушень попереду зони тимчасового тиску з'являється розвантажена зона. У цій зоні висота виробки збільшується, а над цією зоною піднімається земна поверхня. Установлено, що у разі створення вздовж периметра перетину вироби диз'юнктивним порушенням у зруйнованих породах порушення зміцненого кільця та зміцнених смуг, які поділяють зруйнований масив на клини, зміщення порід зменшуються у 1,7 - 2,4 раза. Розроблено технологічний регламент забезпечення стійкості виїмкових виробок за інтенсивної відробки вугільних пластів, а також рекомендації та технологію забезпечення стійкості виробок за умов малоамплітудної диз'юнктивної порушеності.

  Скачати повний текст

Запропоновано аналітичну модель оцінки напружено-деформованого стану вугільного масиву у привибійній зоні пласта, яка враховує взаємозв'язок поведінки бічних порід вугільного пласта з властивостями вуглепородного масиву. Установлено математичну залежність, що характеризує зміну місцезнаходження максимуму опорного тиску від розміру середнього кута зближення бічних порід, розв'язок якої визначається у вигляді степеневих рядів. За цього глибина поширення хвилі розвантаження у вугільному масиві залежить від швидкості зняття напруг. Показано, що зі збільшенням швидкості розвантаження вугільного масиву, що перебуває за умов межово-напруженого стану з 1 МПа до 10 МПа, відбуваються зміни механізму руйнування вугілля. Обгрунтовано можливість підвищення стійкості крайової частини пласта завдяки застосуванню кріплень, які керують гірським тиском одночасно у привибійному та виробленому просторах очисного вибою.

  Скачати повний текст

Досліджено проблему становлення, розвитку та виявлення особливостей у діяльності гірничорятувальної служби на території Донбасу протягом XIX - на початку XX ст. Визначено передумови формування гірничорятувальної справи у Донецькому кам'яновугільному басейні. Проаналізовано стан техніки безпеки праці та наведено статистичні дані стосовно нещасних випадків у гірничобудівній промисловості. Виявлено основні етапи заснування організації гірничорятувальної служби. Розглянуто процес становлення даної служби на території Донеччини у період кінця XIX - початку XX ст. З'ясовано стан матеріально-технічного забезпечення галузі та зміни, що відбувались у гірничорятувальній службі Донбасу. Висвітлено формування кадрового складу її працівників і участь гірничорятувальників у ліквідації наслідків аварії на шахтах Донбасу. Охарактеризовано науково-дослідницьку роботу гірничорятувальних станцій.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано стабілізувальний технологічний вплив на домінуючі фізико-хімічні процеси, що супроводжують підземний видобуток вугілля у межах геологічної товщі шахтного поля. На підставі результатів експериментальних і теоретичних досліджень встановлено закономірності зміни твердої та рідкої фаз вуглевмісної товщі у процесі їх руху в техногенному ланцюжку: вугленосна гірська порода - шахтний відвал (ділянка рекультивації) - поглинаючий комплекс покривних відкладень - фільтраційний потік у шихту та природний водотік. Обгрунтовано виникнення аномалій у концентраціях хімічних компонентів залежно від порядку відпрацювання блоків шахтного поля і напрямку рекультивації. Створено комплекс математичних моделей для оптимального вибору технологічних заходів у процесі відпрацювання вугільних шарів, спрямованих на згладжування гідрогеохімічних аномалій в геологічному середовищі. Зазначено, що дані технологічні заходи поєднують порядок проведення гірничих і рекультиваційних робіт з застосуванням поверхневого дренажу й активного покривного шару.

  Скачати повний текст

Вивчено склад і встановлено структуру вуглистих глин (ВГ). Показано, що органічна маса (ОМ) ВГ відрізняється від ОМ бурого вугілля більш упорядкованою надмолекулярною організацією (НМО). Вперше досліджено закономірності піролізу й активації ВГ залежно від кількості органічної та мінеральної складової. Встановлено, що мінеральна складова ВГ впливає на глибину конверсії ОМ та якісний склад рідких і газоподібних продуктів. Показано, що з ростом мінеральних компонентів у ВГ, рідких і газоподібних продуктах збільшується кількість низькомолекулярних речовин. Розроблено математичну модель процесу піролізу ВГ для прогнозування виходу та властивостей продуктів у разі варіювання умов процесу.

  Скачати повний текст