Встановлено закономірності зміни режиму деформування, тривалого обвалення товщі порід над виробками неглибокого розташування та навколо погашених стволів у залежності від кінетики розвитку руйнування у часі, наявності у товщі різноміцних шарів порід, розщільнення та дезорганізації фрагментів масиву, що руйнується, а також дренування вод. Уточнено та науково обгрунтовано механізм зрушень товщі навколо погашених стволів з урахуванням вибірковості та стохастичності обвалень. Удосконалено геомеханічні принципи забезпечення тривалої стійкості поверхні, що примикає до погашених гірничих виробок. Наведено кількісні значення співвідношення товщини порідного перекриття виробок до їх висоти, що визначають параметри мульди зрушення поверхні в місцях підробки останньої.

Визначено залежності прояву раптових обвалень вугілля від гірничо-геологічних умов залягання вугільних пластів, гірничотехнічних і геомеханічних умов їх розробки. Встановлено, що 35 % раптових обвалень вугілля відбулися в зонах впливу геологічних порушень; найбільш небезпечними щодо раптових обвалень є ділянки пластів зі зміною потужності на 15 % і більше, а також пласти (пачки), складені вугіллям III - V типів тектонічної порушеності. Прояв раптових обвалень вугілля зростає через збільшення потужності розроблюваного пласта та глибини розробки. З'ясовано, що 48,6 % раптових обвалень вугілля відбулися в області впливу очисних вибоїв сусідніх пластів, 74,4 % - в зонах підвищеного гірничого тиску (ПГТ), що утворюються створами зупинених вибоїв і крайових частин сусідніх пластів. Відмічено, що раптове обвалення вугілля можливе в над- і підроблених зонах. Установлено, що схильний до раптових обвалень пласт є сипучим, можливість обвалення якого зумовлена характером поводження бічних порід, тобто наявністю зависання порід покрівлі у виробленому просторі, обвалення яких сприяє процесу обвалення вугілля. Перетворення вугільного пласта на сипуче середовище відбувається під впливом геологічних факторів, гірничого тиску, сорбційного зниження міцності, розклинювальної дії рідких плівок, що утворюються внаслідок фазового переходу суміші метану та його гомологів.

Дисертацію присвячено актуальній задачі прогнозу зон можливого вивалоутворення в межах виїмкової дільниці з урахуванням середньозваженої шаруватості та обмеження місць розрахунку порогового значення критерію стійкості, нижче якого відбуваються вивали. Розглянуто проблеми локалізації та зменшення вартості заходів щодо боротьби з вивалами та підвищення безпеки ведення очисних робіт. Доведено, що в процесі розвитку вивалу в породах безпосередньої покрівлі наявні зсуви порід направлені на вибій. Однією з головних причин обвалення є несправність механізованого кріплення. Запропоновано новий критерій стійкості покрівлі, що враховує шаруватість порід покрівлі. На основі критерію розроблено алгоритм для встановлення зон можливого обвалення порід безпосередньої покрівлі, що дозволило обирати оптимальні параметри технології ведення очисних робіт.

  Скачати повний текст

Проанализированы реальные задачи, высокоактуальные для повышения безопасности в отечественной угледобывающей отрасли промышленности с точки зрения поддержки горноспасательных работ средствами интеллектуализированной робототехники. Рассмотрены некоторые вопросы создания программно-аппаратной части моделирования и функционирования роботов для обследования завалов и аварийно-опасных участков в шахтах.

Систематизированы методы управления вентиляцией шахт при ликвидации подземных пожаров. Рассмотрены особенности термодинамики газов, теплообмена между потоком нагретого воздуха и окружающей средой, термодинамические процессы в шахтном воздухе. Приведена характеристика аварийных вентиляционных режимов, установлена область их применения, изложены методы определения аэродинамических, тепловых и газовых параметров аварийного участка.

Рассмотрена концепция оценки предельной массы материала в горной выработке, которая может представлять потенциальную опасность для горняков и горноспасателей при возникновении и развитии пожара.

На основании анализа горно-технических условий залегания горных выработок и технических характеристик пожарных рукавов и источников водоснабжения разработана методика расчета основных параметров рукавных линий, прокладываемых в аварийных условиях в выработках, не имеющих пожарно-оросительного трубопровода.

Розглянуто проблему прогнозування обвалень порід покрівлі в очисних виробках у разі відпрацьовування лавами пологих пластів. Визначено, що удосконалення прогнозу обвалень покрівлі в процесі роботи очисних вибоїв вимагає розвитку наукових основ зрушення породних шарів над виробленим простором. Розроблено новий напрямок геомеханіки, який засновано на встановлених закономірностях формування області повних зрушень покрівлі над виробленим простором і взаємодії породних шарів у ній. Встановлено, що область повних зсовувань покрівлі визначає кількість породних шарів, що беруть участь у зрушенні над виробленим простором і у формуванні опорного тиску. Визначено, що величина прольоту породного шару перед обваленням прямо пропорційна його потужності, пружним властивостям породи, тріщиностійкості та зворотно пропорційна кількості шарів, що становлять навантаження шару, який є несучим, критичній довжині тріщини в породному шарі.

Цель работы - исследование аэрогазодинамических процессов, происходящих на аварийном участке после его изоляции, методика которого базируется на основных законах аэродинамики. Установлено, что изоляция пожарного участка сводит к минимуму влияние на него вентиляторов главного проветривания. В изолированном пространстве происходит перемешивание газов под действием тепловой депрессии пожара и других факторов. Установлено, что объемная доля метана, получаемого из-за изолирующих перемычек, может неадекватно отражать сложившуюся ситуацию на аварийном участке. Выявленные закономерности позволяют более надежно прогнозировать газовую обстановку в ходе ведения аварийно-спасательных работ и своевременно принимать меры по предотвращению взрывов метановоздушных смесей.

Показан алгоритм мониторинга и построения роботом 3D ландшафта угольной шахты после обвала пород.

Одной из основных причин травматизма на угольных шахтах является обрушение горных пород в протяженных выработках. Традиционно речь идет о выработках, закрепленных рамной податливой арочной крепью. А одним из мероприятий по предотвращению вывалов является установка дополнительной анкерной крепи. Однако практика ведения горных работ показывает, что в выработках закрепленных рамно-анкерной крепью обрушения кровли не редкость. С целью определения характера деформирования пород вокруг выработки, закрепленной анкерами, были проведены натурные наблюдения при помощи глубинных реперов на специально оборудованных замерных станциях, результаты которых приведены в статье. Описан механизм развития расслоений пород вокруг выработки и определены наиболее опасные участки.

Індекс рубрикатора НБУВ: И14-11 + И183.5

Рубрики:

Керування гірським тиском

Обвали, запобігання обвалам та їх локалізація

Шифр НБУВ: Ж69629 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: И183.5

Рубрики:

Обвали, запобігання обвалам та їх локалізація

Шифр НБУВ: Ж69629 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Проаналізовано механізм шкідливого впливу породних відвалів вугільних шахт на довкілля та розроблено алгоритм управління їх екологічною безпекою для агросфери. Досліджено процеси, що відбуваються під впливом метеорологічних чинників на поверхні породних відвалів вугільних шахт, наведено фізичні результати і агроекологічні наслідки цих процесів. Розроблено схему розвитку несприятливої екологічної ситуації на території, що межує з відвалами. Встановлено, що забруднення грунтів та водойм важкими металами спричиняє погіршення якості сільськогосподарської продукції, вирощеної у регіоні досліджень, а забруднення повітря погіршує умови проживання населення. Запропоновано технологічні прийоми, що знижують інтенсивність потрапляння забруднювальних речовин з відвалів у навколишнє природне середовище та запобігають їх поширенню в агроландшафтах.

Purpose. To develop an effective model for assessing occupational risk due to rock caving in the country's coal mines. Methodology. A mathematical model based on the maximum-likelihood method is presented, which makes it possible to assess the probability of a rockfall. The use of Bayes theorem for assessing the individual risk of fatal injuries of coal mine workers is justified. The complex method for effective control of mountain pressure is illustrated by application of the developed methodology of computer modeling of geomechanical processes, instrumental and geophysical methods for protection and maintenance of mine workings at development of a coal seam of the Barentsburg field. Findings. The work demonstrates the relationship between the key statistical indicator that affects the accident rate and the value of professional risk. A key statistical indicator, the value of which is determined using the multifunctional systems of safety, is substantiated. Originality. The development efficiency of the multifunctional safety system installation in coal mines to monitor the condition of the rock mass is analyzed. Practical value. The model developed by the authors will make it possible to determine the predicted value of the individual risk of fatal injury to personnel during rock collapse more accurately compared to the existing methods.

Purpose. To substantiate methods for modeling the earth's surface subsidence in the process of its undermining by stoping in the Western Donbas mines. The methods make it possible to develop the automated system determining areas and volume of the earth's surface flooding to minimize hydroecologic risks while closing down mines in the Western Donbas. Methodology. The work substantiates methods to model processes of the earth's surface subsidence helping identify areas of the flooded surface as well as its volume. Therefore, the two types of models (the interpolation model and polynomial one) to construct surfaces with a regular network have been considered. The models make it possible to get adequate idea of surfaces; moreover, they are the basis to calculate volumes, represented in the form of total unit prisms in terms of network node. Findings. The developed mathematical and algorithmic apparatus has made it possible to develop effective models of the earth's surface and an aquifer as well as to calculate the zone volumes between the reference earth's surface and the consolidated one as well as between the aquifer to identify the flooded areas. Originality. Methods to model processes of the earth's surface subsidence for hydroecologic risk minimization in the process of mine closing down are substantiated. Practical value. The work develops hardware and software to provide efficient modeling of the earth's surface subsidence while mining coal seams and to reduce errors while calculating the immersed surface zone volumes.

Purpose. To increase the stability of the wellbore during its construction in unstable rocks. Methodology. To solve the set tasks, an integrated approach is used in the work, which includes critical analysis and generalization of scientific and technical achievements in combination with theoretical and experimental research. Findings. Factors influencing the stability of the borehole walls in conditions prone to rock slides and rock falls are analyzed. Expediency of using baths for strengthening the walls of wells in deposits of clay rocks, including clay shales, has been established and substantiated. A formulation of a fuel-bituminous bath has been proposed, the installation of which in a well for 7 - 8 hours makes it possible to increase the initial compressive strength of rocks, which will ensure the integrity of the borehole walls. It is recommended to use corrugated casing pipes to cover the sections of the wellbore where there is intensive crumbling and collapse of rocks. Originality. For the first time, the main factors of wall destruction have been established and a method has been developed to prevent the destruction of walls of directional wells composed of rocks prone to loss of stability under the action of drill string loads. Practical value. To combat the collapse of the walls of the well composed of rocks, prone to loss of stability, the authors suggested setting up fuel-bituminous baths in the range of complications. In case when the collapse of the walls of the well can not be prevented with a fuel-bitumen bath, it is proposed to overlap the area of collapse with the casing using advanced corrugated casing pipes with the injection of adhesive into the rock mass in the near-wellbore zone. The use of an adhesive material increases the contact area of the metal shell with the rock, which collapses increasing the stability of the borehole walls.

Мета роботи - оцінити виробничий ризик від обвалень порід у глибокій вугільній шахті для виявлення небезпек на робочих місцях виїмкової дільниці з урахуванням різних способів охорони виробок. Під час проведення досліджень було використано комплексний підхід, який включав: аналіз і узагальнення відомих досліджень; експертне оцінювання; використання основних положень теорії ймовірностей і алгебри множин (діаграми Венна), метод оцінки виробничого ризику Файна - Кінні; обробку, аналіз та інтерпретацію одержаних результатів. Проаналізовано проблеми та джерела виникнення виробничого ризику від обвалень порід при підтриманні виробок, ризикоутворюючі фактори, які сприяють створенню загрози небезпечних подій на виїмковій дільниці. Розглядається модель прийняття рішень, яка заснована на описі ситуацій, коли виробничий ризик від небезпечного фактора "обвали і обвалення" при підтриманні підготовчих виробок, залежить від результату вибору альтернативного способу охорони відкатного штреку. Для виїмкових дільниць при незмінних для всіх робочих місць гірничо-геологічних умовах, встановлено ймовірність одержання наслідків від небезпечних подій через невизначені умови їх реалізації. Зафіксовано, що на реалізацію даного виробничого ризику впливає низька надійність і неефективність практикованих способів охорони виїмкових виробок. Аналіз ризику визначається як систематичне використання наявної інформації для виявлення небезпек при підтриманні протяжних виробок. Запропоновано модель моніторингу виробничого ризику від обвалень порід на виїмкових дільницях глибокої вугільної шахти, яка надає змогу оцінити динаміку появи загрози на стадії прийняття технічних рішень, пов'язаних з вибором і обгрунтуванням способу охорони виробок з урахуванням взаємодії ризикоутворюючих факторів. При формуванні заходів щодо зниження загрози небезпечних подій на виїмковій дільниці, необхідно враховувати те, що виробничий ризик від обвалень порід при підтриманні виробок, залежить значною мірою від способу охорони і ефективності технологічних заходів.