Учтены особенности вибропневмотранспортирования закладочного материала при его подаче в выработанное пространство. Наличие вибровоздействия на разгонном участке определяет поведение частиц в пневмопроводе и на выходе из него. Исходя из механики движения частиц установлены технологические параметры процесса формирования закладочного массива.

Рассмотрены теоретические предпосылки и практические аспекты добычи железорудного сырья на рудниках Кривбасса камерными системами разработки с закладкой выработанного пространства смесями на основе отходов обогащения руд. Освещены общие и отраслевые проблемы современного железорудного комплекса Украины. Раскрыты технологические аспекты подземных выработанных пространств, проанализирован опыт отработки месторождений подземным способом с комбинированной закладкой очистного пространства. Показано влияние на устойчивость искусственных массивов экспериментальных исследований физико-механических свойств закладочных материалов.

Приведена эмпирическая зависимость высоты свода обрушения от вертикального и горизонтального размеров отработанных залежей. Обоснована мера охраны коммуникационного коридора посредством закладки подземных пустот. Закладочный материал, состоящий из смеси глины, гранулированного шлака и воды, подается с поверхности мобильной установкой через скважины в подземные пустоты.

Дисертація присвячена питанням автоматизації процесу приготування закладальної суміші, що забезпечують підвищення якості закладального масиву. Відображені результати аналізу методів управління, розробки математичних моделей суміші та процесу її приготування, моделей систем багатокомпонентного дозування і теоретичного обгрунтування методів управління, завдяки чому отримані необхідні характеристики закладальної суміші. Встановлено, що при приготуванні суміші з важкодозувальних матеріалів слід використовувати метод сполученого дозування, в якому основний компонент - "ведений", а решта - "ведучі", а математичну модель процесу доцільно будувати на основі еталонної моделі суміші з урахуванням транспортних запізнень надходження до змішувача виміряних компонентів. Розроблені алгоритми функціонування та мікропроцесорні засоби управління процесами дозування та приготування закладальної суміші.

Встановлено закономірності процесів переміщення закладального матеріалу та взаємодії потоків повітря, що змішуються, в кільцевому ежекторі, на підставі яких обгрунтовано режими роботи та конструктивні параметри вібраційно-пневматичних машин (ВПМ) з кільцевим ежектором. Одержано рівняння для визначення довжини ділянки стабілізації та середньої швидкості руху аеросуміші на завантажувальній ділянці ВПМ, інтегрального коефіцієнта опору руху аеросуміші та максимально можливої дальності транспортування. Уточнено врахуванням локального кута взаємодії потоків повітря, що змішуються, формулу розрахунку втрат кінетичної енергії змішаного потоку аеросуміші. Доповнено методику розрахунку ВПМ, на підставі якої створено типорозмірний ряд ежекторних ВПМ.

Выполнен анализ прочностных и фильтрационных свойств песчаных и песчано-цементных гидрозакладочных суспензий при различной в них концентрации твердой фазы; показано, что при доле цемента в растворе 1/8, 1/6 прочность закладочного массива составляет 1,7 - 2,7 МПа.

Рассмотрены вопросы развития аксиально-поршневых гидромашин. Предложена конструкция нового типа гидромашины аксиальной с корончатым плунжером (ГМАК). Дана методика расчета основных параметров и технические характеристики ГМАК. Приведены технические характеристики ГМАК различных типоразмеров, дан сравнительный анализ серийных гидромашин и ГМАК.

Розглянуто задачу обгрунтування оптимального складу суміші для закладки виробленого простору. Для її розв'язання запропоновано оптимізаційну модель, основою якої є рівняння регресії з інтервальними коефіцієнтами. Для розв'язання одержаної задачі використано метод послідовної редукції. Проведено порівняльний аналіз рішень, одержаних за допомогою інтервальної та звичайної моделей.

Рассмотрен вопрос о возможности использования в закладочных смесях отходов угольной и металлургической промышленности для ликвидации выработанного пространства. Обоснование рецептуры ресурсосберегающих закладочных смесей для устройства искусственного основания зданий.

Изложена технология закладочных работ на основе рецептур твердеющих смесей. Дана оценка их прочности. Проведено использование отходов добычи и переработки руд в закладку.

Представлены результаты моделирования существования очистных камер от их формы. Предложена технология отработки природно-бедных руд в непосредственной близости от дневной поверхности системой разработки с закладкой выработанного пространства очистными камерами сводчатой формы.

Мета роботи - аналітичні дослідження напруженого стану закладного масиву очисних камер з різними фізико-механічними властивостями за допомогою числового моделювання для визначення вірогідних зон втрат стійкості та прогнозу їх руйнування. Числове моделювання формування напружень навколо високої очисної камери виконувалося для умов відпрацювання запасів залізних руд в інтервалах глибин 740 - 1040 м Південно-Білозерського родовища, де активно ведуться гірничі роботи, за методом кінцевих елементів у програмному пакеті SolidWorks 2016 з достовірним обгрунтуванням параметрів розробленої геомеханічної моделі. Виконано числові розрахунки напруженого стану закладного масиву при змінних величинах модуля його пружності та глибини розробки. Встановлено, що при існуючих фактичних фізико-механічних властивостях закладного масиву при відпрацюванні Південно-Білозерського родовища небезпека його руйнування прогнозується при глибинах розробки більше 890 м. Виявлено, що в закладному масиві, що оточує камеру другої черги, що відпрацьовується, з підвищенням його пружності у покрівлі та центрі закладного масиву величини напружень змінюються за лінійним характером, а в місці з'єднання покрівлі з боком закладеної камери - поліноміально. Встановлено, що підвищення модуля пружності закладного масиву надає змогу зменшити стискаючі напруження тільки в місці з'єднання покрівлі з боком закладеної камери до величини 800 МПа. Встановлено, що зі збільшенням глибини розробки, незважаючи на підвищення модуля пружності закладки, величини напружень збільшуються, що нівелює сенс його підвищення з глибини розробки. Одержані результати надають змогу скорегувати технологію формування закладного масиву в очисних камерах першої черги, що враховує формування напружень на його контурі, та зі збільшенням глибини розробки формувати закладний масив із в'язкопластичними властивостями.

Мета роботи - експериментальні дослідження взаємодії доменних і сталеплавильних шлаків з кар'єрними водами при їх безпосередньому контакті та оцінка об'ємів закладання утворених кар'єрних пустот внаслідок розробки родовищ корисних копалин. Здійснено лабораторні дослідження взаємодії металургійних шлаків з кар'єрною водою при певному часі взаємодії. Робота базувалась на використанні загальноприйнятих методик дослідження хімічного складу та концентрації речовин у воді, використанні програмних пакетів автоматизованого проєктування та креслення для визначення об'ємів виробленого простору кар'єру. На підставі аналізу визначено поточний низький рівень металургійних шлаків і відсутність дійсних та ефективних напрямів їх масштабної утилізації. Досліджено динаміку зміни продуктів взаємодій сталеплавильних шлаків з кар'єрними водами при певному співвідношенні та терміні взаємодії. Встановлено, що концентрації забруднюючих речовин при контакті вод зі сталеплавильними шлаками змінюються за поліноміальними залежностями від часу їх взаємодії, зменшуючись на 30-ту добу, що усуває небезпеку для водоносного горизонту. Виконано порівняння фізичних та хімічних характеристик різних видів металургійних шлаків щодо ефективності їх закладання у донний шар. Рекомендовано найбільш безпечний тип металургійних шлаків для формування донного шару закладного масиву. Детально визначено об'єми виробленого простору обраного кар'єру для оцінки обсягів розміщення закладного матеріалу на основі металургійних шлаків. Науково доведено безпечність контакту закладних матеріалів на основі сталеплавильних шлаків з кар'єрною водою, що підтверджується встановленими поліноміальними закономірностями зміни концентрацій і забруднюючих речовин від співвідношення та часу взаємодії. Формування закладного масиву на основі доменних відвальних та сталеплавильних шлаків надасть змогу досягти природоохоронного ефекту, такого як їх безпечна утилізація як рекультиванта техногенно порушених земель гірничими роботами та відновлення господарської цінності земельної ділянки, а також запобігання утворенню нових місць видалення відходів.