Розроблено фізичну модель деформування шарів міжпластя яка враховує міцність і товщину цих шарів, а також ефект "екрана", створений міцнішими породами, що лежать вище, у разі деформування менш міцних нижчележачих шарів, за рахунок уведення нового параметра - умовної потужності однорідного деформованого шару. З урахуванням факторів, що характеризують функціонування фізичної системи "захисний пласт - міжпластя - надроблюваний пласт" розроблено багатофакторну статистичну модель поділу надроблених викидонебезпечних пластів за трьома зонами відповідно до категорій захисту у разі випереджальної надробки. Установлено, що надроблюваний пласт бере участь у формуванні захисної дії та зазначена система працює як єдине ціле. На базі статистичної концепції аналізу факторів впливу одержано ймовірнісну оцінку захисної дії випереджальної надробки та розроблено статистичний спосіб визначення ефективності захисту, створюваного для викидонебезпечних пластів. Одержано ймовірісну оцінку межового значення потужності міжпластя для практично вірогідного ефективного захисту викидонебезпечних пластів, створюваного випереджальною надробкою.

  Скачати повний текст

Досліджено питання дотримання стійкості конвеєрних виробок глибоких шахт у зонах впливу техногенної вібрації. Експериментально за натурних умов визначено особливості впливу вібрації на стійкість пластових виробок глибоких шахт. Розкрито механізм розповсюдження техногенної вібрації у геомеханічній системі кріплення - навколишні породи дільничої виробки. Встановлено, що конвергенція є наслідком релаксаційних зрушень замків кріплення, які відбуваються під час пусків і зупинок двигунів. Розглянуто залежність величини одиничних зміщень у замках від амплітуди коливань порід підошви, жорсткості спецпрофілю кріплення та величини. Розроблено нові способи підвищення стійкості конвеєрних виробок глибоких шахт.

  Скачати повний текст

Установлено домінувальні фізико-хімічні фактори, що визначають динаміку формування вуглеводневих зон у породах покрівлі підземного газогенератора й обгрунтовано технологічні заходи щодо видобутку рідких продуктів газифікації. Для обгрунтування параметрів гідродинамічного видобутку рідких вуглеводнів, акумульованих у покривних породах, використано комплексний підхід, який передбачає проведення аналізу фактичних даних про витоки газу на станціях підземної газифікації вугілля (ПГВ), фізичне моделювання динаміки фомування вуглеводневих зон, комплекс спеціальних лабораторних аналізів, математичне моделювання масопереносу продуктів газифікації. За результатами фізичного та математичного моделювання процесу ПГВ становлено закономірності нагромадження продуктів газифікації та визначено розміри та форму вуглеводних зон, що формуються у породах покрівлі підземного газогенератора. Обгрунтовано порядок розкриття та вигазовування ділянки вугільного пласта, який передбачає відбір рідких продуктів газифікації з вигазованого простору та дозволяє підвищити рентабельність і ефективність ПГВ.

  Скачати повний текст

Теоретично й експериментально обгрунтовано технології проведення підготовчих виробок на пластах, небезпечних через раптові викиди вугілля та газу, що гарантують усунення викидонебезпечності на підставі встановлених закономірностей руйнівної дії на вуглепородний масив струменів води високого тиску і перерозподілу напружень випереджувальним вийманням породної частини вибою, виконання вимог щодо безпечних відстаней для дистанційного управління машинами та механізмами. Встановлено раціональні параметри технологічних процесів усунення викидонебезпечності на базі використання високонапірних струменів води, в тому числі з абразивними додатками, для створення розвантажувальних пазів у вугільних пластах, щілин і порожнин у породах. Розроблено технологію безпечного проведення підготовчих виробок у два етапи з випереджувальною проходкою над вугільним пластом польової виробки зменшеного перерізу на першому етапі та наступним розширенням її до проектного перерізу на другому етапі. Усунення викидонебезпечності забезпечується оптимізацією товщини охоронного породного шару між вугільним пластом і польовою виробкою та незмінного випередження її відносно вибою виробки проектного перерізу. Визначено безпечні відстані для дистанційного управління машинами та механізмами під час проведення підготовчих виробок на небезпечних та особливо викидонебезпечних похилих і крутих пластах, базуючись на результатах максимальної дальності відкидання вугілля у разі раптових викидів у процесі технологічної дії на пласт.

  Скачати повний текст

Досліджено особливості газовиділення з вироблених просторів відпрацьованих лав і запропоновано шляхи запезпечення безпечного відпрацювання газоносних вугільних пластів під час активації зрушування порід. Проаналізовано сучасні уявлення про процеси утворення газу у вугільних родовищах і формах знаходження метану у вугіллі і породах. Встановлено умови та причини, що спричиняють газовиділення з вироблених просторів відпрацьованих лав під час активізації зрушування порід. Обгрунтовано й покладено в основу концепції залежність газовиділення у зонах впливу очисних виробок від ступеня підпрацьованості порід та їх напруженого стану. Розроблено модель, що якісно пов'язує газовиділення в гірничі виробки і дегазаційні свердловини з зон з різним напруженим станом порід під час розвитку очисних робіт у двох взаємно перпендикулярних напрямках. Виявлено умови утворення та розташування зон метановиділення відносно очисного вибою. Встановлено прямо пропорційну залежність між кількістю газу, що виділився з вироблених просторів відпрацьованих лав і об'ємами мульд зрушування земної поверхні, спричинених відпрацюванням чергової виїмкової дільниці. Розроблено схеми провітрювання та дегазації виїмкових дільниць під час активізації зрушування порід. Здійснено апробацію розроблених схем і методів та підтверджено правильність та ефективність запропонованих рішень.

  Скачати повний текст

Розроблено алгоритм визначення межових кутових параметрів процесу зрушення двошарового породного масиву, що підробляється, на підставі вимірювань параметрів зрушення на земній поверхні та зміщення кріплення підготовчих виробок на горизонті розробки пласта. Одержано закономірність формування систематичних похибок установлення довжини напівмульди, що викликані наявністю зони зрушення на зазначеному горизонті, та невідповідністю глибини, за умов якої визначено межові кутові параметри, глибині прогнозування зрушень, а також різницею межових і фактичних кутових параметрів процесу зрушення масиву, що підробляється. За результатами експериментальних досліджень параметрів процесу зрушення установлено, що розпділ вертикальних зрушень на горизонті закладення глибинних реперів, як і на земній поверхні, відповідає інтегральній функції нормального розподілення.

  Скачати повний текст

Проаналізовано існуючі методи вимірювання вмісту метану, засобів і систем контролю вибухонебезпечності гірничих виробок шахт. Досліджено причини неоднозначної та нестабільної роботи засобів контролю вмісту метану та вплив неконтрольованих компонентів і параметрів рудникової атмосфери на їх роботу. Запропоновано нові методи контролю, що усувають можливість неоднозначного вимірювання концентрації даного газу в гірничих виробках шахт і розроблено засоби контролю вибухонебезпечності, що підвищують вірогідність й ефективність контролю та забезпечують однозначність роботи сигналізації та захисту. Визначено шляхи удосконалення даних засобів і систем.

  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

Обгрунтовано параметри та розроблено технологію комбінованого способу підтримки повторно використовуваних виїмкових виробок під час відпрацювання пологих вугільних пластів на основі удосконалення схем взаємодії приштрекових литих смуг з матеріалів, що твердіють, з породним масивом, завдяки якому досягається полікомпенсація зміщень порід виробки та необхідна несуча здатність литої смуги, адекватна очікуваним навантаженням. На підставі теоретичних, лабораторних і промислово-експериментальних досліджень встановлено закономірності геомеханічних процесів біля підготовчих виробок і механізм деформування геотехнічної системи "базове кріплення - породний масив - охоронна конструкція". На базі дослідження напружено-деформованого стану системи обгрунтовано параметри розташування та зведення литих смуг залежно від умов їх навантаження, для формування яких розроблено мінеральну суміш. Запропоновано технологічний регламент охорони виїмкових виробок і технологію зведення литих смуг різної конструкції з матеріалів, що твердіють.

  Скачати повний текст

Виявлено факт перетоку метану з зони активних посувань лави, яка примикає, у суміжний раніше вироблений простір. Установлено кількісні значення перетоку, а також їх залежність від швидкості посування лави. З'ясовано, що зони максимальної газової проникності створюються позаду діючої лави періодично з просторовим кроком 50 - 200 м залежно від швидкості посування очисного вибою, а величина проникності у межах цих зон у 2 - 3 раза більше, ніж проникність обвалених порід. Установлено явище тимчасового відновлення газового тиску за межами ділянки посадки основної покрівлі лави, яка рухається, що виникає внаслідок переважання інтенсивності дифузії газу над інтенсивністю фільтрації. Запропоновано розділити у часі та просторі процеси видобутку вугілля та метану за використання каптажних виробок. Для проведення каптажної виробки доведено значну поглинальну ємність суміжного, раніше виробленого простору, дегазація якого збільшує об'єм вилучення метану понад 50 %, який каптується засобами дегазації та відводиться на поверхню для подальшого використання. Показано, що співвідношення між швидкістю десорбції та газоносністю вугілля, яке використовується для перерахунку швидкості десорбції у значення десорбометричної газоносності вугілля, не є постійним навіть у обмежених за площиною зонах одних і тих же пластів, а залежить від індивідуальних параметрів кінетики десорбції газу даною пробою вугілля.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена проблемі підвищення стійкості пластових підготовчих виробок, які підлягають впливу очисних робіт в умовах глибоких шахт. У роботі розвинуто напрям гірничої геомеханіки, заснований на адаптивній взаємодії бокових порід з опорними елементами виробки. Виявлено нові закономірності проявів гірського тиску в сполучених з лавою виробках, установлені параметри їх охорони опорами змінної жорсткості. Розроблені нові способи охорони виробок із застосуванням збірних захисних опор із залізобетонних блоків, спарених податливих ціликів та присічних виробок, що проводяться за лавою. Обсяг упровадження розробок з фактичним економічним ефектом становив 35.17 тис.м у 29 вугільних шахтах Донбасу.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано шляхи розв'язання актуальної науково-технічної задачі встановлення впливу геомеханічного стану вугільного пласта на лінії очисного вибою, геометричних параметрів тектонічних порушень і викривленості лінії очисного вибою на точність визначення обсягів видобутку, що дозволяє удосконалити методику маркшейдерських вимірів виробленого простору та забезпечує підвищення точності й оперативності обліку видобутку. На підставі аналізу результатів експериментальних натурних спостережень виконано кількісну оцінку величини зменшення потужності вугільного пласта безпосередньо у вибої лави. Наведено результати шахтних досліджень щодо визначення мінливості амплітуди розривного порушення та кута зустрічі очисним вибоєм площини зміщувача. Розроблено номограми для визначення похибки обліку видобутку вугілля маркшейдерським виміром залежно від прийнятої схеми переходу порушення, співвідношення амплітуди та потужності вугільного пласта та кута зустрічі порушення лавою. Досліжено вплив викривленості лінії очисного вибою комплексно-механізованої лави на точність визначення площі виїмки.

  Скачати повний текст

Установлено закономірності формування вибухонебезпечного середовища у разі порушень провітрювання та газодинамічних явищ у вугільних шахтах. Розроблено методику визначення техногенних зон у гірському масиві. Показано взаємозв'язок газодинамічних явищ з техногенними зонами. Установлено явище утворення у гірському масиві техногенних зон в області зміни кута нахилу порід, яке полягає у тому, що за силової дії в області зміни кута нахилу відбувається перерозподіл напруг у породах, що призводить до аномальних проявів гірничого тиску, а також невідомий раніше аналітичний зв'язок між вірогідністю виникнення аварії на промислових об'єктах та їх ергатичністю, який полягає у тому, що вірогідність виникнення аварії визначається співвідношенням рівня їх інтегральної ергатичності як системи "людина - машина - середовище" та сукупністю нефункціональних залежностей, що характеризують промисловий об'єкт.

  Скачати повний текст

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

Досліджено питання створення компресорних установок для нафтової промисловості, які працюють в широкому діапазоні змін умов експлуатації. Розроблено методику визначення проектних параметрів відцентрових компресорів таких установок, а також метод розрахунку основних параметрів і характеристик компресорних установок нафтової промисловості та математичну модель компресорної установки для нафтової промисловості. Модель реалізовано у вигляді програмно-обчислювального комплексу, до якого входять програмні засоби для розрахунку та моделювання процесів стиснення, охолодження, фазових перетворень газу. Впровадження у промисловість основних результатів дисертації дозволило мати інформацію про режими роботи компресорних установок ще на стадії проектування та виробити рекомендації щодо удосконалення їх конструкції.

  Скачати повний текст

Теоретично обгрунтовано принцип мінімізації дії струмів витоку та оцінено умови електро- та пожежонебезпеки на рудникових електроустановках з напругою 1 200 В. Створено пристрій захисного відключення для дільничних мереж з даною напругою. Здійснено теретичне обгрунтування та практичну реалізацію способу визначення фази мережі з ушкодженою ізоляцією. Наведено результати розробки методу та пристрою виміру ємності й автоматичного настроювання режиму компенсації ємнісних струмів витоку на базі замкнутої системи керування. Запропоновано функціональну та принципіальну схеми системи захисту від струмів витоку для шахтних мереж з напругою 1 200 В, а також розширення області застосування апаратів захисту від витоків струму типу АЗУР.

  Скачати повний текст

Вдосконалено математичну модель багатомашинного шахтного електротехнічного комплексу. Уточнено аналітичні залежності для оцінки перехідного процесу в шахтному електротехнічному комплексі за однофазного витоку струму на землю за сукупною кількістю електрики, яка пройшла через опір кола витоку. Вперше одержано функціональні залежності сукупної кількості електрики. Визначено методику розрахунку та вибору параметрів елементів шахтних електро-технічних комплексів шляхом доповнення її оцінкою перехідного процесу після вимкнення напруги живлення за величиною сукупної кількості електрики через опір кола витоку струму на землю.

  Скачати повний текст

На базі методу межових елементів зроблено оцінку впливу одночасного відпрацювання двох зближених вугільних пластів на напружено-деформований стан гірського масиву під час випереджувальної надробки. Результати розрахунків за розробленим алгоритмом узагальнено та наведено у вигляді співвідношень, що характеризують закономірності проявів гірського тиску за умов виймання зближених пластів за розглянутих гірничо-геологічних умов. Визначено раціональні межі концентрації гірничих робіт, що забезпечують безпечне й економічно доцільне ведення очисних і підготовчих робіт на зближених пластах. Для оцінки вірогідності результатів теоретичних досліджень проведено експерименти стосовно проявів гірського тиску в очисних і підготовчих виробках у процесі відробки зближених вугільних пластів. Зазначено, що одержані дані можуть бути використані для обгрунтування меж концентрації гірничих робіт на зближених пластах. Для гірничо-геологічних умов шахт Західного Донбасу сформульовано рекомендації стосовно планування гірничих робіт і відпрацювання зближених вугільних пластів.

  Скачати повний текст

В результаті експериментальних досліджень, одержано нові дані прояви гірського тиску в підготовчих виробках і геомеханічних процесах, що відбуваються в оточуючому виробки гірському масиві у ході відпрацювання вугільних пластів щитовими агрегатами. Аналіз всіх одержаних даних дозволив обгрунтувати тарозробити методику вибору найбільш раціонального розташування виробок, з урахуванням особливостей зрушень контуру виробки та гірського масиву. Проведене математичне моделювання дозволило встановити повну збіжність експриментальних результатів і підтвердити правильність одержаних залежностей і зроблених висновків.

  Скачати повний текст

Проведено аналіз впливу поглиблення гірничих робіт на еволюцію технологічних рішень з підготовки шахтних полів; вивчено передумови зумовлення вибору раціональних варіантів та оптимізації параметрів принципово нових рішень розділу панелей на секції. Проаналізовано та виділено 8 варіантів можливої реалізації технологічних рішень проблеми панельної підготовки. Виконано дослідження надійності виробничих процесів підготовки та відробки виймальних полів. Розраховано регресивні залежності впливу основних факторів на показники надійності та багатофакторну математичну модель цих показників. Розроблено економіко-математичну модель і визначено раціональні параметри секції панелі з урахуванням показника надійності та виявлено кількісні залежності впливу на них основних факторів. На підставі проведених досліджень розроблено методику визначення раціональних параметрів секції панелі з урахуванням показника надійності технологічних процесів підготовки шахтного поля.

  Скачати повний текст