авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 |

Украины национальный горный университет солодянкин александр викторович удк 622.831 геомеханические модели в системе геомониторинга глубоких угольных шахт и способы обеспечения устойчивости протяженны

-- [ Страница 1 ] --
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СОЛОДЯНКИН Александр Викторович УДК 622.831 ГЕОМЕХАНИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ В СИСТЕМЕ ГЕОМОНИТОРИНГА ГЛУБОКИХ УГОЛЬНЫХ ШАХТ И СПОСОБЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ПРОТЯЖЕННЫХ ВЫРАБОТОК Специальность: 05.15.04 – шахтное и подземное строительство 05.15.09 – геотехническая и горная механика Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Днепропетровск – 2009 Диссертацией является рукопись.

Работа выполнена на кафедре строительства и геомеханики Национально го горного университета Министерства образования и науки Украины (г. Днеп ропетровск) доктор технических наук, профессор Научный консультант:

Шашенко Александр Николаевич, заведующий кафедрой строительства и геомеханики Национального горного университета Министерства образования и науки Украины (г. Днепропетровск) Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Бондаренко Владимир Ильич, заведующий кафедрой подземной разработки месторождений Национального горного универси тета Министерства образования и науки Украины (г. Днепропетровск) доктор технических наук, профессор Дружко Евгений Борисович, профессор кафедры основ, фундаментов и подзем ных сооружений Донбасской национальной акаде мии строительства и архитектуры Министерства образования и науки Украины (г. Макеевка) доктор технических наук, профессор Петренко Владимир Дмитриевич, заведующий кафедрой туннелей, основ и фундамен тов Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта им. В. Лазаряна Ми нистерства транспорта и связи Украины.

Защита состоится "12" июня 2009 г. в 1200 часов на заседании специали зированного ученого совета Д 08.080.04 в Национальном горном университете Министерства образования и науки Украины по адресу: 49600, г. Днепропет ровск, пр. К. Маркса, 19.

С диссертацией можна ознакомиться в библиотеке Национального горно го универстита Министерства образования и науки Украины.

Автореферат разослан "12" мая 2009 г.

Ученый секретарь специализированного ученого совета Е.А. Сдвижкова ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Добыча полезных ископаемых неразрывно связана с увеличением глубины разработки. При этом существенно возрастает горное давление, изменяются свойства породной среды, увеличивается геоло гическая нарушенность месторождений. Ведение горных работ вызывает пере распределение начального поля напряжений, приводит к разрушению массива пород, изменению его пространственной структуры. Все чаще эти процессы но сят катастрофический характер, сопровождаются человеческими и материаль ными потерями. В связи с этим, одной из наиболее актуальных проблем сего дня является обеспечение безопасности и эффективности подземных работ.

Наиболее тяжелые последствия проявлений повышенного горного давления в выработках глубоких шахт обусловлены большими деформациями породного массива. При определенных условиях большие деформации массива могут реали зовываться чрезвычайно быстро, в динамической форме – горные удары, внезап ные выбросы угля, породы и газа. Другие протекают относительно медленно, на пример, деформация и разрушение крепи, пучение пород почвы и рассматривают ся как статические процессы.

Закономерной тенденцией развития всех технических систем, в том числе и подземных объектов, является постоянное повышение уровня их сложности.

Увеличение производственной мощности горнодобывающих предприятий, ин тенсификация горных работ, рост протяженности выработок подземного ком плекса вызывало актуализацию другой проблемы – эффективности управления подземным объектом для надежного, безопасного и высокорентабельного вы полнения его функций.

Особенность и сложность рассмотренных проблем обусловливается, прежде всего, самим объектом технологического воздействия – породным мас сивом, который отличается очень высоким уровнем структурных и силовых не однородностей, изменчивостью физико-механических свойств, сложным взаи модействием различных полей напряжений.

Одним из путей решения этих проблем является создание системы геоме ханического мониторинга (СГМ), позволяющей производить эффективное и безопасное управление современным горнодобывающим предприятием.

В методологической структуре геомониторинга важным элементом кон троля системы «породный массив-крепь-выработка», является набор критериев, на основании которых выполняется оценка состояния объекта. Диагностика со стояния геомеханической системы обеспечивается на основе закономерностей ее поведения. Контроль и диагностика должны быть дополненные набором па раметров эффективного управления в виде соответствующих способов обеспе чения устойчивости выработок.

Таким образом, разработка комплекса методологических подходов как со ставной части системы геомониторинга, для протяженных выработок, подвер женных большим деформациям окружающего породного массива при строи тельстве и эксплуатации, включающего обоснование критериев устойчивого состояния, установление закономерностей развития деформационных процес сов и параметров управления, разработку новых способов обеспечения устойчи вости выработок, является актуальной научно-прикладной проблемой, ре шение которой позволит повысить эффективность и безопасность горных ра бот в условиях глубоких шахт.

Связь работы с научными проблемами, планами и темами. Диссерта ционная работа выполнялась в соответствии с тематическим планом госбюд жетных НИР НГУ: ГП-257 (№ госрегистрации (ГР) 0100U001824), ГП- (№ ГР 0100U001792), ГП-290 (№ ГР 0102U003022), ГП-321 (№ ГР 0103U003022), ГП-338 (№ ГР 0104U000780), ГП-366 (№ ГР 0105U000519), ГП 410 (№ ГР 0108U000541) – в соответствии с приоритетным направлением раз вития науки и техники Украины «Новейшие и ресурсосберегающие технологии в энергетике», а также в рамках комплексной отраслевой программы РН.Ц. «Совершенствование технической базы топливно-энергетического комплекса и повышение эффективности использования энергоресурсов».



Целью работы является обоснование и совершенствование геомеханиче ских моделей в системе геомониторинга и разработка способов обеспечения ус тойчивости выработок в условиях больших статических деформаций прикон турного массива.

Для достижения поставленной цели работы намечено решение следую щих задач исследований:

выполнить анализ существующих представлений о природе больших стати ческих деформаций, влияющих факторах, способах и средствах обеспечения устойчивости выработок;

обосновать адекватную физическую модель для условий ожидаемых больших статических деформаций контура выработки, приводящих к не устойчивому состоянию (вспучиванию пород почвы);

обосновать критерии перехода геомеханической системы (модели) в неус тойчивое состояние;

исследовать кинетику изменения критериальных параметров геомехани ческой модели и установить временные границы стабилизации геомеха нических явлений;

исследовать параметры управления геомеханическими (деформационны ми) процессами вокруг протяженной выработки;

разработать концепцию управления геомеханическими процессами в подго товительных выработках угольных шахт в условиях ожидаемых больших де формаций приконтурного массива;

разработать способы обеспечения устойчивости протяженных выработок в условиях ожидаемых больших статических смещений для различных геомеханических и горнотехнических условий эксплуатации;

разработать вероятностную модель длительной устойчивости протяжен ной выработки с учетом эксплуатационных затрат.

Идея работы заключается в учете особенностей развития больших статиче ских деформаций в геомеханических моделях, методиках прогноза состояния вы работок и способах обеспечения устойчивости выработок.

Объект исследований – геомеханическая система «породный массив – крепь – выработка».

Предмет исследований – параметры деформационных процессов в ок ружающем выработку массиве и параметры способов управления устойчивым состоянием системы «породный массив – крепь – выработка».

Методы исследований. Методологическую основу решения поставлен ных задач исследований составляет комплексный подход с привлечением: ме тодов анализа и обобщения научно-технических достижений и литературных источников по тематике исследований, опыта поддержания протяженных выра боток;

механики горных пород;

математического моделирования геомеханиче ских процессов;

комплекса шахтных исследований и физического моделирова ния на эквивалентных материалах;

методов строительной механики, механики твердого деформированного тела, теории упругости, пластичности;

теорий ве роятностей и математической статистики.

Научные положения, защищаемые в диссертации.

1. Величина критических значений смещений контура выработки опреде ляется нелинейной зависимостью радиуса зоны неупругих деформаций от вели чины объемного расширения пород и нелинейно убывает с уменьшением показа теля условий разработки ( = Rc/Н) и коэффициента бокового давления, что позволяет обоснованно разрабатывать способы обеспечения длительной устой чивости протяженных выработок.

2. Смещения контура выработки имеют логарифмическую зависимость от времени ее эксплуатации, а основным влияющим фактором, определяющим их величину, является показатель условий разработки, при значениях которого менее 3,0 интенсивность и величина смещений контура соответствует неустой чивому состоянию приконтурного массива пород, что позволяет обоснованно и своевременно планировать мероприятия по обеспечению эксплуатационного со стояния выработки.

3. В условиях формирования вокруг выработки зоны разрушенных пород ве личина их объемного расширения гиперболически уменьшается с ростом отпора крепи, что позволяет снизить смещение контура выработки и определить конструк тивные и силовые параметры крепи.

4. Показатель устойчивости выработки, закрепленной металлической по датливой крепью, нелинейно снижается в процессе ее эксплуатации и адекват но описывается относительным приращением величины смещений контура вы работки, что позволяет планировать объем необходимых ремонтно восстановительных работ.

Научная новизна полученных результатов исследований.

1. Получила дальнейшее развитие бифуркационная модель пучения по род почвы проф. А.Н. Шашенко, для которой на основе решения задачи о поте ре упругопластической устойчивости породного массива в условия негидроста тического поля начальных напряжений, предложен критерий вспучивания в ви де критических смещений контура выработки, что существенно расширяет воз можности применения данной модели для разработки эффективных способов повышения устойчивости выработок и осуществления контроля и диагностики состояния приконтурного массива в сложных геомеханических условиях.

2. Впервые получены закономерности изменения критических смещений контура выработки от ряда основных горно-геологических и горнотехнических факторов: критического радиуса ЗНД rL*, среднего объемного расширения по род, показателя условий разработки, коэффициента бокового давления и степени литогенеза пород (степени хрупкости), что позволяет прогнозировать состояние выработки во время ее длительной эксплуатации.

3. Предложена новая деформационная модель развития смещений по родного контура выработки после ее проведения, представляющая процесс в виде двух этапов – первого, характеризующего большую скорость смещений контура и деформирования породного массива, и второго – для которого харак терны малые смещения, и медленно развивающиеся деформации.

4. Рассмотрена новая физическая модель формирования вывала в усло виях возможного образования значительных зон деформаций пород вокруг вы работок при незначительном отпоре крепи.

5. Впервые предложена вероятностная модель устойчивости протяжен ной выработки учитывающая фактор времени для определения оптимальных затрат на сооружение и обеспечение длительной устойчивости выработок глав ных направлений при необходимости проведения многократных ремонтов.

6. Для условий ожидаемых больших деформаций приконтурного масси ва и смещений контура выработок предложена новая концепция управления геомеханическими процессами, в основу которой положены критерии оценки ус тойчивого состояния выработки – критический радиус ЗНД и критические смеще ния контура выработки - для предупреждение катастрофических и тяжелых по следствий при строительстве и поддержании выработок глубоких шахт, а также установленные закономерности деформирования массива, учитывающие время от носительной стабилизации геомеханических процессов, для своевременного при менения соответствующих способов и мероприятий по обеспечению эксплуатаци онного состояния выработок.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и ре комендаций подтверждается достаточным объемом данных натурных измере ний, результатами шахтных и лабораторных исследований, корректностью по ставленных задач, применением апробированных методов механики сплошной среды, статистики и теории вероятностей, удовлетворительной (расхождение не превышает 20 %) сходимостью результатов аналитических и натурных иссле дований, адекватностью разработанных математических и физических моделей, положительными результатами реализации разработанных способов и методик в производственных условиях глубоких шахт.

Научное значение работы заключается в теоретическом обосновании и разработке комплекса методологических подходов, для протяженных вырабо ток, подверженных большим деформациям окружающего породного массива, включающего выбор критериев устойчивости, установление новых закономерно стей развития деформационных процессов и влияния параметров управления на пряженно-деформированным состоянием приконтурного массива.

Практическое значение работы состоит в разработке:

- новых способов обеспечения устойчивости выработок, учитывающих ме ханизм деформирования приконтурной зоны пород в условиях возможной поте ри их устойчивости при достижении критических смещений и основанных на предупреждении разрушения контура выработки, если этого можно достичь при менением высоконесущих конструкций или снижении их разрыхления и смеще ний с помощью крепей с высокой несущей способностью при ограниченной по датливости;

- методики прогноза устойчивости почвы выработок для условий ожи даемых больших деформаций контура;

- рекомендаций по креплению анкерной крепью протяженных выработок шахты «Алмазная» ГХК «Добропольеуголь»;

- рекомендаций по повышению устойчивости подготовительных вырабо ток, эксплуатирующихся на глубоких горизонтах угольных шахт (для условий шахты «Шахтерская-Глубокая» ГП «Шахтерскантарцит»);

- методики оценки устойчивости подземных выработок на рудниках Кривбасса;

- методики прогноза смещений контура выработок в условиях больших деформаций породного массива.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Результаты исследова ний реализованы: на шахте «Шахтерская-Глубокая» ГП «Шахтерскантарцит» при сооружении 1-го восточного вентиляционного штрека (глуб. 1386 м) с ожи даемым экономическим эффектом 25,8 тыс. грн на 1000 п.м;

на ОАО «Криво рожский железорудный комбинат» при прогнозировании устойчивости почвы выработок, пройденных в неоднородном рудном массиве с экономическим эф фектом 250 тыс. грн в год на 1000 п.м.;

на ОП «Шахта им. Вахрушева» ГП «Ро венькиантрацит» при подготовке лавы пласта h10 восточного крыла с ожидае мым экономическим эффектом 245,8 тыс. грн на 1000 п.м.;

в учебном процессе Национального горного университета при подготовке бакалавров, специалистов и магистров специальности «Шахтное и подземное строительство» и научной деятельности, включая подготовку магистров и аспирантов.

Личный вклад автора. Автором самостоятельно сформулирована научная проблема, идея, цель и задачи исследований;

выполнен анализ по тематике рабо ты, выбраны методы исследований, разработаны или усовершенствованы матема тические модели, программы лабораторных и шахтных исследований. Автор при нимал непосредственное участие в лабораторных и шахтных исследованиях, в разработке технических решений и внедрении результатов в производство. Само стоятельно сформулированы научные положения, выводы и рекомендации.

Апробация результатов диссертации. Основные положения, результаты и содержание работы докладывались на: международных научно-технических конференциях “Форум горняков” (Днепропетровск, НГУ, 2002-2006, 2008), “Подземное строительство” (Польша, Краков, 2003), “Проблемы геомеханики и механики подземных сооружений” (Россия, Тула, 2003, 2006, 2008), “Современные информационные технологии в горно-металлургической промышленности” (Крым, Алушта, 2004), “Устойчивое развитие горно металлургической промышленности” (Кривой Рог, КТУ, 2004-2008), “Перспективы подземного строительства в ХХІ столетии” (Днепропетровск, НГУ, 2004);

международных республиканских научно-практических симпозиумах “Современные проблемы шахтного и подземного строительства (Крым, Алушта, 2005, 2006), “Проблемы подземного строительства и направления развития тампонажа и закрепления горных пород“ (Антрацит, АФГТ ВНУ им. В.Даля, 2006);

международных научных чтениях по проблемам горного дела и экологии горного производства (Антрацит, АФГТ ВНУ им. В.Даля, 2007);

международном коллоквиуме им. М.М. Протодьяконова “Проблемы геомеханики, разрушения и прочности горных пород“ (Днепропетровск, НГУ, 2008);

III Международной научно-практической конференции “Перспективы развития Восточного Донбасса“ (Россия, Шахты, ШИ ЮРГТУ (НПИ), 2008);

международных научно технических конференциях молодых ученых, аспирантов и студентов “Совершенствование технологии строительства шахт и подземных сооружений” (Донецк, ДонНТУ, 2003-2008) и “Перспективы освоения подземного пространства“ (Днепропетровск, НГУ, 2007, 2008);

региональной научно практической школе-семинаре “Прогрессивные технологии строительства, безопасности и реструктуризации горных предприятий” (Донецк, 2003);

конференции молодых ученых “Геотехнические проблемы разработки месторождений“ (Днепропетровск, ИГТМ НАН Украины, 2008).

Публикации. Основные положения диссертационной работы изложены в 73 научных трудах, в том числе в 49 статьях, опубликованных в специализиро ванных научных изданиях и 24 статьях, опубликованных в сборниках конфе ренций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи раз делов, заключения, списка использованных источников из 426 наименований на 37 страницах и 9 приложений на 17 страницах. Содержит 300 страниц машино писного текста, в том числе 139 рисунков и 29 таблиц. Общий объем работы составляет 426 страниц.

Автор выражает признательность всем сотрудникам, которые принимали участие в исследованиях. Особая благодарность и признательность научному консультанту, доктору технических наук, профессору А.Н. Шашенко за ценные советы, постоянное внимание к работе и помощь на всех этапах ее выполнения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Первый раздел диссертации посвящен анализу состояния методологиче ского обеспечения системы геомониторинга применительно к решению про блемы безопасности горных работ и повышения устойчивости протяженных выработок в условиях больших деформаций приконтурного породного массива при их строительстве и эксплуатации.

На современных высокопроизводительных горнодобывающих предпри ятиях, осуществляющих добычу полезных ископаемых на глубоких горизонтах, проблема повышения устойчивости выработок, обеспечения безопасности гор ных работ, а также эффективности и надежности функционирования всех под систем предприятия может быть решена путем разработки и внедрения систем геомеханического мониторинга (СГМ). Система геомониторинга определяется как «автоматизированная информационно-измерительная система непрерывно го контроля, диагностики и прогноза напряженно-деформированного состояния геомеханического пространства, осуществляемых с целью повышения уровня безопасности при эксплуатации искусственных сооружений».





В структуре СГМ, каждая группа выработок, эксплуатирующаяся в кон кретных горно-геологических и горнотехнических условиях должна иметь соот ветствующий комплекс моделей, методов решения задач, критериев устойчивого состояния, что позволит эффективно и оперативно выполнять геомеханическую оценку, прогноз и обоснование способов и средств управления горным давлением.

Методологический подход к обеспечению функциональной структуры геомониторинга может быть рассмотрен на примере решения проблемы повы шения устойчивости выработок, испытывающих большие деформации прикон турного массива. При этом в качестве «больших деформаций» рассматриваются такие, которые, приводят к потере выработкой эксплуатационных функций и необходимости выполнения ремонтно-восстановительных работ (перекрепле ние, подрывка почвы и т.п).

Решению проблемы обеспечения устойчивости выработок посвящены работы многих ученых и целых коллективов ведущих вузов и научно исследовательских институтов. В Украине наибольший вклад в ее решение вне сли работы Бабиюка Г.В., Бондаренко В.И., Виноградова В.В., Глушко В.Т., Дружко Е.Б., Друцко В.П., Заславского Ю.З., Зорина А.Н., Зборщика М.П., Касьяна Н.Н.. Коскова И.Г., Кошелева К.В., Литвинского Г.Г., Максимова А.П., Назимко В.В., Новиковой Л.В., Парчевского Л.Я., Петренко В.Д., Пиньковско го Г.С., Роенко А.Н., Сдвижковой Е.А., Усаченко Б.М., Халимендика Ю.М., Шашенко А.Н. и многих других. Однако, несмотря на значительные достиже ния, учитывая масштабы, специфику объекта исследований и постоянно ме няющиеся условия, актуальность этой проблемы не снижается.

В качестве наиболее характерного проявления больших деформаций при контурного массива на глубоких горизонтах шахт может быть рассмотрено пу чение пород почвы. Само понятие «глубокие горизонты» не подразумевает ка кой-либо конкретной глубины. Комплексным показателем, характеризующим степень сложности условий разработки месторождений полезных ископаемых и определяющий для конкретного региона уровень «больших глубин», является безразмерное отношение = Rc/Н, где Rc – прочность породного массива на одноосное сжатие, – объемный вес пород, Н – глубина разработки. Оценка ус ловий разработки по показателю убедительно объясняет, почему выработки шахт Западного Донбасса, расположенные на глубине 400-500 м находятся в более тяжелых условиях, чем выработки шахт Центрального Донбасса на зна чительно большей глубине.

Анализ состояния выработок шахт Украины показал, что наиболее тру доемкими процессами при их строительстве и эксплуатации являются меро приятия по борьбе с пучением пород. Несмотря на многочисленные исследова ния, пучение пород почвы является до сегодняшнего дня одним из недостаточ но изученных явлений. Именно поэтому в техническом плане добиться ощути мых положительных результатов до сих пор не удалось. Одной из причин такой ситуации является то, что предложенные математические и физические модели явления не полностью отражают реальный процесс. Особенно очевидным это стало с переходом горных работ на большие глубины.

Второй раздел диссертации посвящен анализу существующих представ лений о природе больших статических деформаций, влияющих факторах, спо собах обеспечения устойчивости выработок и обоснованию адекватной физи ческой модели для условий, которые приводят к ее неустойчивому состоянию (пучению пород почвы).

Исследованием пучения пород почвы занимались И.М. Белозович, В.М. Городничев, А.В. Гурдус, Г.Г. Литвинский, Ю.З. Заславский, А.П. Максимов, А.Н. Роенко, В.Д. Слесарев, А.И. Целигоров, И.Л. Черняк, П.М. Цимбаревич, А.Н. Шашенко, И.Н. Шейхет и другие. В настоящее время известен целый ряд гипотез, по-разному объясняющих причину и механизм пу чения пород почвы. Однако, рассматривая весь диапазон возможных горно геологических и горнотехнических факторов, предопределяющих состояние выработки в целом и вероятность пучения пород почвы, в каждом конкретном случае необходимо определять наиболее значимые влияющие факторы и адек ватный механизм поведения окружающего выработку массива.

Анализ факторов, оказывающих влияние на возможность и величину пу чения пород почвы показал, что основными следует считать те, которые опре деляют напряженно-деформированное состояние массива вокруг выработки (вертикальную Н и горизонтальную Н составляющие) и его прочность (прочность пород на одноосное сжатие Rс и растяжение Rр).

Рассматривая условия, которые приводят к образованию вокруг выработ ки больших зон неупругих деформаций, в работах А.Н. Шашенко пучение по род почвы рассмотрено с позиций потери упругопластической устойчивости приконтурного массива и предложена бифуркационная модель пучения. В ре зультате им получен критерий вспучивания, имеющий вид:

rL ln 2 rL 2 0, * * (1) где - среднее значение относительного увеличения объема в пределах ЗНД;

rL* - относительный критический радиус области пластических деформаций.

Выражение (1) определяет возможность перехода породного массива во круг выработки из одного устойчивого равновесного состояния в другое, со провождающееся вспучиванием пород почвы. Физическая суть отношения (1) состоит в следующем. В процессе неупругого расширения пород в замкнутом объеме с жесткими внешними размерами (r = rL) происходит перемещение внутреннего контура (r = 1). До тех пор, пока эти перемещения не достигнут некоторой критической величины, внутренний контур сохраняет первоначаль ную форму. При достижении же критических значений перемещений происхо дит резкое искажение формы внутренней границы, сопровождающееся умень шением уровня потенциальной энергии в приконтурной зоне и большими пе ремещениями на контуре выработки. В случае если левая часть выражения (1) меньше нуля, то в выработке произойдет вспучивание пород почвы.

Важной характеристикой бифуркационной модели является то, что пучение здесь рассматривается как результат общего деформационного процесса вокруг выработки, приводящего к формированию ЗНД, а потеря устойчивости прикон турного массива в виде пучения – как наиболее вероятная реализация этого про цесса при достижении критических размеров ЗНД.

Третий раздел диссертации посвящен обоснованию критерия перехода геомеханической системы (модели) в неустойчивое состояние.

Функция связи между величинами, входящими в условие (1), в явном ви де аппроксимируется относительно rL* с высокой точностью в пределах реаль ных значений выражением:

rL* 1 0.4. (2) H Y Являясь хорошо обосно ванным с точки зрения меха низма протекания процесса, предложенный критерий не Uy совсем удобен, поскольку оп ределить размеры зоны неуп L H ругих деформаций в шахтных условиях практически невоз R0y P можно. Более удобным пока X зателем для оценки состояния RLy rL выработки является смещение породного контура, которое легко можно измерить в на турных условиях. Кроме того, известное решение (1, 2) полу чено только для условий гид ростатического распределения Рис. 1. Расчетная схема к решению задачи о внешних сил.

смещении контура выработки с учетом объ- Исследование величины емного расширения пород в зоне неупругих смещений контура выработки деформаций при условии, когда 1 вы полнено на основе решения задачи А.Н. Шашенко, согласно которому координа ты области неупругих деформаций представляют собой эллипс (рис. 1):

X2 Y 1 (3) C 3 1 2 C 3 1 2 С где – некоторая постоянная, определяемая выражением P H A 1 0 1, H 1, k – коэффициент крите C 3 exp 2 Bk 2 B 4 Bk 2 Bk рия прочности, определяемый выражением k 0,5 Rc 1 Rc 1 3, А rL2 rL2 k ост 1 k ост ;

B и В – константы: A, = Rр /Rc – коэффициент 1 rL2 1 rL хрупкости пород, R р, R c - соответственно пределы прочности образцов горных пород на одноосное растяжение и сжатие ( 0 1 );

rL - безразмерный радиус ЗНД;

kост = Rост / Rc - коэффициент остаточной прочности;

Rост - остаточная прочность пород на одноосное сжатие на контуре выработки, Р0 – несущая спо собность (отпор) крепи.

Рассмотрим относительные вертикальные смещения контура выработки в почве (вдоль оси Y) - Uу. Координата Y внешнего контура ЗНД из выражения (3) при Х = 0 будет равна:

Y C 3 1. (4) В соответствии с расчетной схемой (см. рис. 1), смещения контура выра ботки являются результатом объемного расширения пород в ЗНД: Uy = (RLy – R0y). Соотнося все величины к радиусу выработки R0у, можно записать:

u y rLy 1 v. Принимая в соответствии с выражением (4) rLy = Y, запишем:

u y C 3 1 1 v. (5) Пренебрегая отпором крепи Р0 и остаточной прочностью пород Rост, при условии 1 3 2H, получим выражение для определения смещений конту ра выработки в зависимости от объемного расширения пород в ЗНД:

1 u y exp 2 N B 1 N B 1 v, (6) 21 где N.

Однако предметом настоящих исследований являются такие смещения кон тура, которые приводят к неуправляемому процессу пучения, существенно влияя на технологические процессы в выработке.

Многими исследователями, занимавшимися проблемами пучения пород почвы выработок (Ю.З. Заславский, В.Т. Глушко, Зорин А.Н., Черняк И.Л., Шестаков Г.П. и др.), а также в ряде отраслевых документов принималась до пустимая (критическая) величина смещений пород, не приводящая к тяжелым последствиям (или опасная, вызывающая определенные проблемы и большие за траты на поддержание выработок). Анализ различных источников показал, что такой величиной может быть отношение смещений контура к радиусу выработки u* = U/R0 = 0,1.

На рис. 2, график 2 показана rL зависимость между относитель- 4,0 ным увеличением объема и ра- 3, диусом ЗНД, при величине приня 3, тых к рассмотрению относитель ных смещений. 3, Аппроксимирующая зави- 3,0 симость, приводящая решение (6) для и* к базовому решению 2, для критического радиуса ЗНД 2,5 ev rL* (ф. 2, рис. 2, поз.1) имеет вид: 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0, 3, Рис. 2. Зависимость величины объемного 3, f ( ). (7) расширения пород в ЗНД от его радиу r L са rL : 1 – критерий пучения rL* (ф. 2);

2 – В окончательном виде зави решение для и = 0,1;

3 – критерий пуче симость критических смещений, ния u* (ф. 8) соответствующая базовому реше нию (2) для критического радиуса ЗНД имеет вид (рис. 2, график 3):

1 v exp 2N B 1 N B * uy. (8) 3, 3, r L На рис. 3 показаны u 0, зависимости критических смещений контура выра 0, ботки от показателя усло = 1, вий разработки и коэффи 0,2 = 0, циента бокового распора.

0,15 Выполненные ис = 1, следования позволили 0,1 = 0, сделать следующие вы воды.

0, 1. Влияние степени литогенеза пород, которая 0 0,5 1 1,5 2 оценивается величиной, Рис. 3. Зависимость критической величины смеще- невелико при малых глу ний контура выработки, от показателя условий раз- бинах разработки и креп работки и коэффициента бокового распора ких породах. С увеличе нием глубины разработки и при наличии слабых вмещающих пород геомехани ческие параметры процессов существенно зависят от степени хрупкости пород.

Таким образом, при дальнейшем увеличении глубин разработки месторождений полезных ископаемых и ухудшении условий эксплуатации учет степени литоге неза пород позволит существенно повысить надежность прогнозирования и обеспечения устойчивости выработок.

2. При увеличении коэффициента бокового распора, критические смещения, приводящие к потере устойчивости приконтурного массива, увеличиваются.

3. Критическая величина смещений контура при увеличении показателя условий разработки снижается, т.е. при более прочных породах, а также с увеличением глубины разработки, потеря упругопластической устойчивости может происходить при меньших значениях u* и, очевидно, более интенсивно – подобно хрупкому разрушению.

Четвертый раздел диссертации посвящен исследованиям кинетики из менения критериальных параметров геомеханической модели и установления временных границ стабилизации геомеханических явлений.

Установленный критерий и*, а также критическая величина зоны неупру гих деформаций rL*, дают однозначный ответ на вопрос возможно ли вспучивание пород в данных условиях и при каких значениях величин критерия это произой дет. Для контроля состояния выработки после ее проведения, а также прогноза степени устойчивости, важно знать закономерности изменения размеров ЗНД и смещений контура выработки во времени.

Геомеханические процессы в окрестности выработки после ее проведения развиваются примерно одинаково. Характерным является полная или относи тельная стабилизация деформационных процессов вокруг выработки через ка кое-то время. При этом образуется область неупругих деформаций определен ных размеров, которые обеспечивают статическое равновесие системы «массив выработка-крепь». Этот момент является оптимальным с точки зрения управле ния состоянием выработки.

Естественной стабилизации деформационных процессов, как правило, не происходит, и незатухающие смещения породного контура продолжаются в те чение длительного времени. Если крепь не позволяет сохранить устойчивость выработки, то при достижении некоторых критических смещений происходит относительно быстрый переход системы в новое равновесное состояние, в виде вспучивания или вывалообразования.

Задачей исследований на данном этапе являлось изучение кинетики изме нения параметров геомеханической модели и установление временных границ стабилизации деформационных процессов.

Для ее решения был выполнен анализ и обработка результатов шахтных измерений смещений породного контура, полученных научными коллективами под руководством Ю.З. Заславского, В.Т. Глушко, В.В. Виноградова и других ученых. В качестве основного влияющего фактора был принят показатель усло вий разработки. Установлено, что наиболее близко смещения контура выра ботки во времени описываются логарифмической функцией.

Важным фактором, оказывающим существенное влияние на величину смещений контура выработок, является соотношение вертикальных и горизон тальных напряжений массива горных пород, то есть боковой распор. В рассмот ренных ранее исследованиях, этот фактор не учитывался.

Для его учета принята зависимость (8). При этом было установлено, что ре зультаты, полученные по ф. (8) и измеренные в шахтных условиях, а также значе ния величины смещений, рассчитанные по предложенной логарифмической зави симости, достаточно близки. Это позволило учесть величину бокового распора путем введения соответствующих коэффициентов.

Учет направления выработки относительно напластования и угла наклона пород принят на основании рекомендаций К.В. Кошелева, Ю.А. Петренко и А.О. Новикова. В окончательном виде зависимость смещений контура выра ботки от времени ее эксплуатации может быть представлена в виде:

u 13,5 k н d ( a ln( T ) b ) ( 0,9 c ). (9) где Т – время эксплуатации участка выработки, с момента его проведения, сут.;

а и б – коэффициенты, зависящие от параметра ;

с и d – переменные, за висящие от коэффициента ;

kн – коэффициент, учитывающий направление вы работки по отношению к простиранию пород и угол наклона пластов.

Сравнение ве- U/R смещений 0, личины контура выработки по 0, полученной зависи- мости (для Т = 3 года) 0, и результатов шахт- 0, ных исследований на 0, представлено рис. 4. Полученная 0, зависимость хорошо описывает смещения, 0, характеризуемые как YH/Rc «малые» и «боль- 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0, шие», а также вели Рис. 4. Сравнение результатов шахтных измерений и чин показателя Н/Rc, расчетных величин смещений пород: 1 – результа определяющие эти ты шахтных замеров;

2 – зависимости для «ма категории условий лых» смещений контура при Н/Rc 0,33 ( 3,0);

разработки.

– зависимости для «больших» смещений контура Результаты при Н/Rc 0,33 ( 3,0) шахтных измерений показывают, что, несмотря на длительность деформационных процессов, вы званных проведением выработки, формирование зоны разрушенных пород, ос новные смещения и относительная их стабилизация происходит в течение ме сяца-двух.

После видимой стабилизации геомеханических процессов, небольшие смещения контура могут продолжаться длительное время. Эти деформации можно объяснить некоторым снижением прочности пород, прилегающих к кон туру выработки, под действием шахтной атмосферы, влажности, колебаний температур, влиянием очистных работ.

Графики смещений контура выработки могут быть представлены в виде двух участков – первого, описывающего интенсивный характер развития де формаций массива, который заканчивается относительной стабилизацией про цесса и второго, описывающего длительные деформации породного массива.

Эти участки были аппроксимированы линейными зависимостями так, чтобы они максимально близко «вписывались» в первоначальную логарифмическую кривую (рис. 5). Было установлено, что наибольшая достоверность аппрокси мации для начального и конечного участка кривой достигается при времени Т = 57 сут.

Это время от U/Ro момента проведения 0, выработки можно счи тать «точкой стабили- 0, зации» геомеханиче ских процессов, свя- 0,08 занных с образовани ем вокруг выработки 0, своеобразной демп ферной зоны - зоны Т, сут неупругих деформа 0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 ций таких размеров, которые, при соответ- Рис. 5. Зависимости смещений контура выработки от ствующих параметрах времени ее эксплуатации при показателе условий раз крепи и способах ох- работки : 1 – 0,6;

2 – 0,8;

3 – 1,2;

4 – 2, раны, могут обеспе чить длительную устойчивость выработки.

Область разрушенных и деформированных пород вокруг выработки, мо жет достигать значительных размеров. При этом НДС пород на контуре, в пре делах ЗНД и на ее границе различны, что предопределяет разную степень их деформирования и смещений. Поэтому вопрос исследования смещений пород по глубине массива, определяющих их величину на контуре выработки и эф фективные способы их снижения, является достаточно актуальным.

Анализ и обработка результатов полученных рядом исследователей с при менением глубинных реперных станций позволили установить зависимость сме щений от контура выработки в глубь массива (рис. 6):

0, u, (10) (1 5 r 1, 5 ) R0 L где r - относительное расстояние до измеряемой точки массива., L – R смещения точки массива, м;

R0 – радиус выработки, м.

Используя полученную зависимость на основе подхода И.Д. Джанджгавы и А. Салустовича определены соответствующие радиальные и тангенциальные смещения. Зная критические радиальные деформации пород при растяжении, как факта разрушения пород, была обозначена зона трещиноватости, которая распространяется на глубину Lр = 1,5 м от контура выработки.

В рамках решаемых r 3.5 задач представляет интерес вопрос о максимально воз можной величине радиуса зоны неупругих деформа 2. ций. Ряд аналитических ис следований (Ю.М. Либерман и др.), дают весьма большие 1. размеры этой зоны при ми u=U/Ro 1 нимальном отпоре крепи с 0 0.05 0.1 0.15 0.2 учетом равномерного раз Рис. 6. Смещения пород и по глубине ЗНД r от рыхления пород по контуру, контура выработки (r = 1) что не отвечает натурным измерениям этой величины.

Эксперименты свидетельствуют, что относительный радиус зоны неупругих де формаций составляет rL 3 и является предельным между двумя состояниями по родного массива вокруг выработки – устойчивым (rL 3) и неустойчивым (rL 3).

Как показывает опыт поддержания выработок, при rL 3 происходит потеря их устойчивого состояния в виде вспучивания или вывалообразования, т.е. процессов, локальных по зоне их проявления, но являющихся результатом общего деформа ционного процесса в окружающем выработку массиве.

Рассматриваемая бифуркационная модель пучения объясняет это явление потерей упругопластической устойчивости породного массива вокруг выработ ки. При максимальных коэффициентах разрыхления пород измеренных в шахт ных условиях Кр = 1,1-1,15 ( = 0,1…0,15), максимальные относительные раз меры зоны неупругих деформаций вокруг выработки составляют 3,1…3,5, что достаточно хорошо соответствует результатам натурных измерений.

Выполненный комплекс исследований позволил сделать следующие выводы.

1. Смещения контура выработки имеют логарифмическую зависимость от времени ее эксплуатации, а основным фактором, который определяет их вели чину, является показатель условий разработки, при значениях которого менее 3,0 интенсивность и величина смещений контуру отвечает неустойчивому со стоянию окружающего массива пород, что позволяет обоснованно и своевре менно планировать мероприятия по обеспечению эксплуатационного состояния выработки.

2. Деформационный процесс в массиве вокруг выработки после ее прове дения, может быть представлен в виде двух этапов – первого, который характе ризует большую скорость смещений контура и деформации породного массива, и второго – для которого характерные малые смещения и медленно развиваю щиеся деформации.

3. В пределах ЗНД может быть выделена область приконтурного массива, размером 1,5…2,5 м, которой соответствует около 90 % смещений пород и, воз действуя на которую можно управлять состоянием выработки.

Пятый раздел диссертации посвящен исследованиям параметров управ ления геомеханическими (деформационными) процессами вокруг протяженной выработки.

Как было установлено выше, управляющими параметрами входящими в критерии устойчивости протяженных выработок являются относительное сред нее значение объемного разрыхления вмещающих пород – и относительный радиус области пластических деформаций – rL. Их произведение пропорцио нально величине неупругих перемещений на контуре выработки и.

Исходя из этого, обеспечить устойчивое состояние выработки, предупре дить возможное вспучивание, как результата формирования ЗНД больших разме ров, можно: уменьшая величину ЗНД rL;

уменьшая величину объемного расши рения пород ;

ограничивая смещения контура выработки и.

В любом случае управление геомеханическими процессами в окружающем выработку массиве должно выполняться в выработке после ее проведения уста новкой крепи соответствующей несущей способности и податливости в комплексе с различными мероприятиями по упрочнению массива, сохранению его остаточ ной прочности, предупреждению опасных смещений породного контура.

Как показали выполненные аналитические исследования, отпор крепи прак тически не влияет на размер ЗНД. Поэтому, когда речь идет о несущественном влиянии отпора крепи на размеры ЗНД и пренебрежением этой величиной, приня тые в аналитических исследованиях допущения вполне приемлемы и практически не влияют на конечный результат. Эти выводы справедливы и для смещений по родного контура, но только для условий, когда не происходят запредельное де формирование и разрыхление пород.

Тем не менее, уменьшить радиус ЗНД и тем самым повысить устойчивость выработки можно путем увеличения прочности приконтурного массива. Для это го можно провести его предварительное упрочнение вяжущими веществами или анкерами, сделать изоляцию боковых пород, препятствующую контакту с руд ничной атмосферой и нарушения их естественной водонасыщенности, предупре ждая их размокание и потерю прочности.

Результаты лабораторных исследований, выполненные Бабиюком Г.В., Ви ноградовым В.В., Ставрогиным А.Н. и др., а также ряд шахтных экспериментов показали существенное влияние отпора крепи (бокового подпора) на снижение степени деформирования пород.

С целью определения степени влияния несущей способности крепи на деформирование приконтурного массива пород были выполнены исследования на шахте «Алмазная» ГХК «Добропольеуголь» в выработках не подверженных влиянию очистных работ.

Сопротивление крепи на экспери R, м ментальных участках регулировалось с помощью установки гидростоек ГСК под верхняки рам. Отпор крепи изме нялся от 60 до 240 кПа.

Степень влияния несущей спо 4 собности крепи оценивалась по харак теру деформирования окружающих выработку пород с помощью контур ных и глубинных реперов. В выработ ке было оборудовано 4 участка с раз личным сопротивлением крепи и кон трольный участок. Результаты выпол 1 ненных исследований показаны на рис.

1 U, мм 7. Выполненные эксперименты показа 5 43 ли, что увеличение несущей способно сти крепи до 240 кПа уменьшило сме 0 20 40 60 80 щения на контуре выработки почти в Рис. 7. Изменение смещений пород 5 раз.

кровли 2-го южного конвейерного Определение зависимости объ штрека ш. «Алмазная» на эксперимен емного разрыхления массива от отпора тальных участках с различным отпо крепи проводилось по показаниям сме ром крепи: 1 – контрольный с обычной щений пород в пределах метрового крепью;

2 – крепь с Р0 = 60 кПа;

3 - Р слоя.

= 120 кПа;

4 - Р0 = 180 кПа;

5 - Р0 = Величина объемного расширения 240 кПа пород кровли между рассматриваемой парой смежных реперов, имеющих номера (n-1) и n определялась по формуле:

U n 1 U n1 U n U n N N N N N n 1 n, (11) hn N N где U n1,U n – абсолютные смещения рассматриваемых реперов на момент теку N 1 N щего замера N;

U n1,U n – абсолютные смещения рассматриваемых реперов на момент предыдущего замера (N – 1);

hn – базовое расстояние между реперами.

Экспериментальные данные хорошо описываются уравнением гиперболы:

a P b, (12) где а и b – параметры аппроксимации.

В окончательном виде зависимость для определения смещений пород контура выработки с учетом влияния несущей способности крепи на объемные деформации приконтурного массива пород запишется в виде:

a H 0,5 u. (13) ( P b) 2 Rc k c где kc – коэффициент структурного ослабления породного массива.

Результаты расчетов, выполненных по (13) для условий шахты «Алмаз ная» приведены на рис. 8.

Необходи u=U/Ro мость определения 0, параметров крепи требует обоснова 0, ния соответствую щей расчетной схе 0, 2 мы. Давление на крепь выработки 0, 3 может быть пред ставлено двумя со 0,05 Р, МПа ставляющими: пер вая определяется перемещениями 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0, массива пород - q1;

Рис. 8. Зависимость смещений контура выработки от вторая слагается отпора крепи Р: 1 - rL = 3,0;

2 - rL = 2,0;

3 - rL = 1,5;

4 весом обрушенных rL = 1,3;

5 - rL = 1, пород, заключен ных в пределах ЗНД - q2. Такая схема рассматривалась многими исследовате лями.

Согласно некоторым подходам предполагается, что породы свода обруше ния ограничены зоной повышенной трещиноватости приконтурного массива, а нагрузка q2, численно равна весу пород вывалов.

Однако обработка большого объема данных о вывалах, произошедших на шахтах показало, что в Центральном Донбассе радиус вывала соответствует ра диусу ЗНД, а в Западном Донбассе даже превышает этот размер. Это позволило пересмотреть существующие представления о механизме формирования вывала и применительно к условиям образования вокруг выработки значительных зон деформированных пород и отсутствии достаточного подпора крепи, предложить следующий механизм формирования вывала (табл. 1). В данных условиях, вы вал формируется поэтапно и имеет радиус равный или больший радиуса зоны неупругих деформаций.

Таблица Механизм развития и реализации вывала Этап Процесс Схема 1 Формирование области неупругих деформаций (ЗНД) значительных размеров (1), с образовани- ем в приконтурном массиве зоны повышенной p ro rL трещиноватости (2) (зоны руинного разрушения пород) с радиусом, при котором происходит от носительная стабилизация геомеханических процессов.

2 При незначительном отпоре крепи – отделение части зоны руинного разрушения пород (3) от вышележащих пород ЗНД с образованием по- p ro лости в сводовой части. rL На этом этапе крепь может выдержать вес об рушенных пород.

Отделение пород вызывает изменение контакт 3 ных условий между разрушенными и не разру- шенными породами ЗНД и эквивалентно увели- чению поперечного сечения выработки. В связи с этим, для установления нового равновесного со- p ro стояния в кровле возобновляется процесс разру- rL шения пород. Однако, этому подвергаются уже предварительно нарушенные сетью микротрещин слои в условиях более высокого уровня напряже ний (4). Поэтому деформационный процесс над отделившейся первоначально частью породного массива, протекает значительно быстрее, и, фак тически, при отсутствии отпора пород.

Вывал всего объема нарушенных пород кровли 4 (5). В условиях, благоприятствующих развитию процесса разрушения (сеть вертикальных тре щин или тонкослоистое строение массива со p ro слабым межслоевым контактом, сеть субверти- rL кальных трещин и т.п.) высота вывала может достигать размеров, превышающих первона чальный радиус ЗНД.

Возможности крепи u 0, при управлении деформа ционными процессами в 0, приконтурном массиве по 0, род показывают следую щие результаты шахтных 0, Схема загружения исследований. На экспери 0, ментальных участках с Схема различным сопротивлени 0,02 загружения ем крепи фиксировались Схема загружения 3 L, м смещения пород на конту 0 1 2 3 4 ре и в глубине массива. В Рис. 9. Области смещений окружающих выра- результате были установ ботку пород, соответствующие различным лены границы влияния от схемам загружения крепи пора крепи на деформации вглубь массива. При этом сделано предположение о возможной линейной зави симости деформирования пород от глубины между границами зон неупругих деформаций и разрушенных пород. Экстраполируя эту зависимость на контур выработки можно получить требуемое сопротивление крепи для максимального ограничения смещений пород (рис. 9, схема загружения 3). Однако, такая схема (рис. 10, в) не является оптимальной, поскольку при малой податливости, на крепь выработки воздействуют значительные усилия, которые могут приводить к разрушению даже очень прочной конструкции. Второй неблагоприятный слу чай возможен при минимальном отпоре крепи (рис. 9, схема загружения 2). В этом случае возникает большая вероятность образования вывала со стороны кров ли (рис. 10, б). Данная схема рассматривается как наиболее неблагоприятная для работы крепи. Оптимальных параметров крепи можно добиться, применяя огра ниченно податливые конструкции, обладающие высокой несущей способностью (рис. 9 – схема загружения 1;

рис. 10, а).

qo qo q2 q q Ro q1 q Ro Ro O O O hc hc hc а) б) в) Рис. 10. Схема приложения внешних нагрузок к расчету крепи Результаты выполненных исследований позволили сделать следующие выводы.

1. Эффект от повышения сопротивления крепи тем выше, чем больше зо на неупругих деформаций вокруг выработки, и в связи с этим – больше зона разрушенных пород у контура выработки и степень их разрыхления.

2. Для неблагоприятных условий разработки (rL 3) наибольший эффект достигается при увеличении отпора крепи до 120-150 кПа. Дальнейшее увели чение сопротивления крепи не приводит к существенному снижению смещений пород. Однако при этом значительно увеличивается стоимость крепи и спосо бов охраны выработки.

3. Механизм управления состоянием массива в окрестности горных вырабо ток в условиях возможного вспучивания должен быть связан с механизмом де формирования приконтурной зоны пород и основан на предупреждении разруше ния контура выработки, если этого можно достичь применением крепей с высокой несущей способностью, или же снижении их разрыхления и смещений с помощью крепей с высокой несущей способностью при ограниченной податливости.

Шестой раздел диссертации посвящен разработке способов обеспечения устойчивости протяженных выработок в условиях ожидаемых больших стати ческих смещений для различных геомеханических и горнотехнических условий эксплуатации.

Выбор параметров крепи для обеспечения устойчивого состояния выра ботки может быть осуществлен на основе различных подходов.

Первый предполагает максимально быстрый ввод крепи в работу и приме нение жестких крепей. Недостаток этого подхода заключается в том, что область обеспечения устойчивого равновесного состояния массива определяется очень узким диапазоном допустимых значений деформаций при высоком уровне по тенциальной энергии системы «породный массив-крепь-выработка» (рис. 11, поз. 1).

Такое состояние определяется как неус тойчивое равновесие. Не- значительные изменения А параметров влияющих Рі /Р, % факторов могут привести Р к недопустимым значе Uкр ниям деформаций, вызы вающих тяжелые или ка тастрофическим послед- С Р ствия. В Выработки глубо- 03 60 100 200 ких шахт работают при U, мм высоком уровне напря Рис. 11. Зависимость величины давления на крепь женного состояния. Для выработки от величины смещений ее контура: А – ха этих условий более при- рактеристика породного массива;

В – характеристика емлем другой подход – крепи;

С – разрыхление приконтурного массива снижение уровня потенциальной энергии окружающего массива за счет реали зации деформационных процессов при контролируемом управлении со стороны крепи.

Недостаток этого подхода заключается в формировании вокруг выработ ки зоны разрушенных пород. Положительным фактором является то, что в этом случае диапазон допустимых значений смещений пород достаточно большой, при существенно меньшей величине напряжений (рис. 11, поз. 2). Такое состоя ние системы является более устойчивым и в условиях высокой неопределенно сти влияющих факторов более подходящим для обеспечения безопасности гор ных работ в условиях глубоких шахт.

Идея концепции управления геомеханическими процессами состоит в учете закономерностей их протекания и применении на каждом этапе строи тельства и эксплуатации выработки соответствующих способов обеспечения устойчивости, допускающих формирование демпферной зоны для разгрузки приконтурного массива пород от повышенных напряжений и, с учетом уста новленных критериев и закономерностей, предотвращающих чрезмерное раз витие зоны разрушенных пород и смещения породного контура, приводящих к потере устойчивости массива.

Во всех случаях обязательными усло виями выполнения всех технологических мероприятий должны быть следующие.

- окружающий выработку массив сразу же после обнажения необходимо включать в 4 работу системы «массив-выработка-крепь»;

- при установке несущей конструкции должен быть обеспечен равномерный плот ный контакт крепи и породного контура;

- повышенный отпор окружающим по родам необходимо обеспечивать техниче скими средствами, имеющими малую мате риалоемкость, стоимость и высокие силовые характеристики (анкеры, несущая податливая L к / Lк забутовка, рукава «Буллфлекс» и др.);

- способы обеспечения устойчивости выработки должны в максимальной степени использовать несущую способность при контурного массива путем повышения эф фективности отпора самой крепи и исполь Рис. 12. Схема установки анке зования средств усиления;

ров в протяженной выработке:

- конструкция крепи или применение 1 –рамная крепь, 2 – сталепо средств усиления должны учитывать нега лимерный анкер, 3 – граница тивное влияние несимметричной нагрузки.

зоны повышенной трещинова Примером реализации одного из на тости;

4 – сдвоенный анкер из правлений является предложенный способ троса для почвы повышения устойчивости выработки в пу чащих породах почвы за счет предупреждения критических смещений прикон турной области массива (рис. 12). Отличительной особенностью его является ус тановка в почве сдвоенных анкеров, изготовленных из троса и имеющих длину концов, устанавливаемых в центральной части, значительно бльшую длины ос новных. Их установка производится со сдвигом на пол шага, что увеличивает плотность анкерования центральной части выработки в 2 раза. Несущая способ ность почвы при такой конструкции анкеров увеличивается еще и за счет включе ния механизма заклинивания. Обоснование параметров способа (длина и количе ство анкеров, степень их влияния на деформации пород почвы) производилось методом моделирования на эквивалентных материалах.

Реализацией другого направления концепции является способ обеспечения устойчивости капитальных выработок. Сущность способа заключается в исполь зовании в жесткой крепи податливого слоя, для компенсации смещений породно го контура, происходящих на начальном этапе сооружения выработки (рис. 13).

Рис. 13. Схема комбинированной же- Рис. 14. Результаты численного мо сткой крепи с податливым слоем: делирования. Распределение эквива 1 - податливый слой;

2 - жесткий слой лентных напряжений Р, МПа Рис. 15. Результаты числен ных расчетов о влиянии подат ливой забутовки на величину внешней нагрузки на крепь вы Функция реакции массива работки Реакция крепи при При этом резко снижаются соответствующей толщине 10 напряжения на породном конту податливого слоя ре выработки, что позволяет предупредить деформации и разрушение крепи. Исследова ние влияния толщины податли U, мм вой забутовки проводилось с 0 100 200 помощью численного модели рования на основе метода конечных элементов. Численная процедура выпол нялась с использованием разработанного на кафедре строительства и геомеха ники НГУ алгоритма, который учитывает запредельное деформирование по род (рис. 14, 15).

По результатам расчета определялись величины напряжений и смещений на контуре выработки, размер ЗНД. В результате выполненных исследований установлено, что применение податливой забутовки толщиной 300 мм снижает величину вертикального давления на крепь в 3,5 раза, горизонтального в 2,5.

В наиболее сложных геомеханических условиях возможна ситуация, когда видимой стабилизации деформационных процессов в выработке не происходит.

То есть величина смещений в короткие сроки достигает критических значений, что приводит к вспучиванию или вывалообразованию.

жесткие сталеполимерные анкеры В В этом случае A податливые анкеры эффективной мерой может быть приме нение податливой анкерной крепи, ус- Lc танавливаемой сразу после проведения выработки (рис. 16).

Это позволит повы- B-B A-A сить прочность мас- A В сива в приконтурной части за счет их ар мирования и ограни чит смещения кон тура выработки.

После образо Рис. 16. Схема возведения комбинированной крепи вания демпферной зоны и стабилизации деформационных процессов на некотором расстоянии от за боя выработки (Lc), проводят мероприятия, препятствующие дальнейшим дефор мациям. Эффективность способа подтверждена результатами шахтных исследо ваний автора по применению анкерной крепи.

Обеспечить абсолютно полную устойчивость протяженной выработки, пройденной в статистически неоднородной породной среде в сложных горно геологических условиях, невозможно. Всегда сохраняется вероятность частич ного разрушения выработки и выполнения со временем ремонтных работ соот ветствующего объема. В связи с этим, седьмой раздел диссертации посвящен разработке вероятностной модели длительной устойчивости протяженной выра ботки с учетом эксплуатационных затрат и выводам относительно реализации результатов исследований в структуре системы геомеханического мониторинга.

Вопрос правильной оценки стоимости строительства выработок неодно кратно поднимался ведущими специалистами в области поддержания вырабо ток К.А. Ардашевым, К.В. Кошелевым, Ю.А. Петренко, А.Н. Шашенко и др.

Рассмотрение длительной устойчивости выработки с учетом ее стохасти ческой природы, как в каждом отдельном сечении так и по длине в целом, оп ределяется вероятностным показателем устойчивости:

S, (14) S где S - суммарная длина участков, не требующих ремонта;

S - полная длина выработки.

Для решения поставленной задачи были проведены комплексные иссле дования состояния протяженных выработок шахт «Алмазная» и «Белозерская», закрепленных металлической арочной крепью.

Необходимые данные о состоянии выработки и затратах на ее поддержа ние были получены путем отслеживания динамики процесса ее «разрушения – восстановления» в течение всего периода эксплуатации.

С этой целью были W 1 обобщены данные об объ емах ремонтных работ, по 0,8 которым определялась ин тенсивность ремонта, как длина отремонтированно 0, го за определенный про межуток времени участка 0, выработки.

T, мeс В результате было 0, установлено, что показа 0 1 2 3 4 5 Рис. 17. Динамика изменения показателя устойчи- тель устойчивости выра ботки может быть выра вости выработки: 1 – зависимость, полученная по результатам обработки объемов ремонтно - восста- жен через интенсивность ремонта по (15) (рис. 17, новительных работ;

2 – зависимость, как функция график. 1), а также с ис приращения смещений контура выработки пользованием установ ленной ранее зависимости смещений контура выработки от времени по (16) (рис. 17, график. 2):

n S набл S рем t набл r t i, (15) S S i где S набл S S рем Т - наблюдаемая в момент времени Т длина ненарушенных участков выработки;

Sрем(Т) - длина участка выработки на котором проводились n r t - интенсивность ремонта;

ремонтно-восстановительные работы;

i i (t ) u t, (16) u c где u(t) – смещения контура выработки после точки стабилизации, рассчиты ваемые по (9);

uc – смещения контура выработки в точке стабилизации геоме ханических процессов.

Для оптимизации затрат на поддержание выработок была рассмотрена следующая модель (рис. 18). Снижение показателя устойчивости выработки с течением времени происходит только до некоторой величины кр, после чего должен быть выполнен ремонт – tр. Задача оптимизации заключается в опреде лении оптимальных значений параметров критического показателя устойчиво сти кр и значения межремонтного периода эксплуатации tэ, при которых затра ты на восстановительный ремонт будут минимальны.

w Суммарная сте пень разрушения выра ботки за все время экс w кр плуатации, а значит и стоимость ремонтных работ, зависит от кри тической величины по tэ Т t казателя устойчивости tр Рис. 18. Изменение показателя устойчивости ремон- и межремонтного пе риода эксплуатации.

тируемой выработки в процессе эксплуатации Допустимые разрушения за все время эксплуатации выработки Т составят:

T сум t dt. (17) Стоимость ремонтных работ за все время эксплуатации выработки Т:

сум кр, t ц. (18) Минимизация функции Ф кр, t э позволяет установить оптимальные значения межремонтного периода эксплуатации tэ и допустимую степень ра зрушения выработки кр.

Реализация результатов исследований в структуре системы геомеханиче ского мониторинга предполагается следующим образом.

Современные существующие программные средства позволяют с достаточ ной точностью задать на плоскости или в пространстве любую конфигурацию вы работки и привязать ее к определенной геодезической системе координат. На этой основе работают все известные системы маркшейдерской визуализации.

Геологическая среда со всеми выявленными на стадии разведки тектониче скими нарушениями также может быть представлена объемной или плоской ком пьютерной моделью с использованием возможностей современных геоинформа ционных технологий. Наложение геологической и маркшейдерской моделей дает возможность получить компьютерную модель подземного объекта.

Применительно к рассматриваемой проблеме обеспечения устойчивости выработок в условиях ожидаемых больших статических деформаций, взаимо действие основных блоков СГМ должно осуществляться на основе разработан ных моделей, установленных критериев устойчивого состояния выработки, за кономерностей развития геомеханических процессов, параметров управления НДС системы «крепь-породный массив» и применением соответствующих спо собов и средств крепления и поддержания выработок (рис. 19).

С И С Т Е М А Г Е О М Е Х А Н И Ч Е С К О Г О М О Н И ТО Р И Н ГА (в ы р а б о т к и в у с л о в и я х о ж и д а е м ы х б о л ь ш и х д е ф о р м а ц и й к о н т у р а ) П р е д в а р и тел ь н ая о ц ен к а и п р о гн о з Н Д С м а сс и в а О п е р а ти в н ы е н а б л ю д е н и я з а Н Д С м а с с и в а С п е ц и а л и зи р о в а н н ая б а за д ан н ы х и н те гр и р о в а н - Текущ ая инф ор- С и стем а вн е ш н и х н о й и н ф о р м а ц и и о п о р о д н о м м ас с и в е и о б ъ е кте м ац и я о с о сто я - д а тч и ко в н а б л ю д а (г о р н о -г е о л о г и ч е с к а я и го р н о т е х н и ч е с к а я и н ф о р м а - нии м ассива те л ь н ы х с та н ц и й ц и я, о п ы т э к с п л у а т а ц и и в п о д о б н ы х у с л о в и я х и д р.) - к о н тур н ы е р еп ер н ы е с та н ц и и ;

1. Г л о б а л ь н а я м а те м а ти - 2. Г л о б а л ь н ая с то - 3. С и с те м а ан ал и за - р е п е р н ы е д а тч и ки ческая м одель х а с ти ч е с ка я м а тр и ц а тек ущ ей и н ф о р м ац и и и н д и ка то р ы б е з о п а с н о с ти ти п а - би ф урка ци он на я м од ел ь п у- - за ко н ы р ас п р е д е л е- - п р огр ам м н о - ап па « T e ll T a le » ;

чения пород почвы ;

ния в ер о я тн о с те й р а тн ы й ко мпл екс - к р и те р и и у п р у г о п л а с т и ч е с к о й - д а тч и к и (п р и е м н и с в о й с тв п о р о д ;

д л я р е ги с тр а ц и и и у с т о й ч и в о с ти м а с с и в а ;

ки ) а п п а р а тур ы - с та ти с ти ч е с к и е х а - а н а л и за пр о гн о с ти - деф ор мационная модель а ку с ти ч е с ко го р а кте р и с ти ки ч е с к о го ко э ф ф и ц и р а з в и ти я с м е щ е н и й ;

ко н тр о л я А К - с в о й с тв п о р о д ;

е н та у с то й ч и в о с ти - модель ф ор мирования и - в е р о я тн о с тн ы е м о - п р и ко н тур но го ма реал изаци и в ы вал а;

дели. ссива - в е р о я тн о с тн а я м о д е л ь у с то й ч и в о с ти в ы р а б о тк и ;

Э в о л ю ц и о н и р у ю щ а я с и с те м а п р и н я т и я р е ш е н и й и с и с те м а в и з у а л и за ц и и - с п о со б п о в ы ш е н и я ус то й ч и в о с ти в ы р аб о тки в п уч а щ и х п о р о д а х п о ч в ы ;

- с п о с о б п о в ы ш е н и я ус то й ч и в о с ти ка п и та л ь н о й в ы р а б о тки с п р и м е н е н и е м п о д а тл и в о й з а б у то в ки ;

- с п о с о б п о в ы ш е н и я у с то й ч и в о с ти в ы р а б о тк и с п р и м е н е н и е м п о д а тл и в о й а н к е р н о й к р е п и ;

- м е то д и к а п р о гн о з а с м е щ е н и й ко н тур а в ы р а б о то к в ус л о в и я х о ж и д а е м ы х б о л ь ш и х д е ф о р м а ц и й п о р о д н о го м а с с и в а ;

- р е ко м е н д а ц и и п о п о в ы ш е н и ю ус то й ч и в о с ти в ы р а б о то к.

Рис. 19. Наполнение системы геомеханического мониторинга для обеспечения устойчивой и безопасной работы выра боток в условиях ожидаемых больших статических деформаций породного контура ЗАКЛЮЧЕНИЕ Диссертация является законченной научно-исследовательской работой, в которой получено решение актуальной научно-прикладной проблемы повыше ния устойчивости выработок, подверженных большим статическим деформа циям приконтурного массива, заключающееся в разработке комплекса методо логических подходов, как составной части системы геомониторинга, включаю щего обоснование критериев устойчивости, установление новых закономерно стей развития деформационных процессов и влияния параметров управления, разработку новых способов обеспечения устойчивости выработок, что имеет важное значение для повышения эффективности и безопасности горных работ в условиях глубоких шахт.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем.

1. Анализ опыта эксплуатации и современного состояния подземных объ ектов показал, что дальнейшее их развитие связано с решением таких проблем, как обеспечение эффективного управления и повышение безопасности ведения горных работ, что может быть выполнено посредством разработки и применения системы геомеханического мониторинга, позволяющей проводить контроль, диагностику и прогнозирование геомеханической ситуации на объекте. Один из функциональных комплексов этой системы должен обеспечивать устойчивость протяженных выработок глубоких угольных шахт, подверженных большим статическим деформациям приконтурного массива, что приводит к тяжелым последствиям.

2. На основе решения задачи о критическом радиусе ЗНД - критерия вспучивания при представлении явления пучения пород почвы, как факта поте ри упругопластической устойчивости породного массива (бифуркационная мо дель проф. А.Н. Шашенко), предложен более удобный с практической точки зрения критерий вспучивания – в виде критических смещений пород почвы и*.

3. Установлены основные зависимости величины критических смещений пород почвы от критического радиуса зоны неупругих деформаций rL*, средне го объемного расширения пород, показателя условий разработки, коэффи циента бокового давления и степени литогенеза пород (степени хрупкости).

4. На основе обобщения и анализа результатов шахтных исследований проявлений горного давления в окрестности протяженных выработок, установ лена зависимость смещений контура выработки от времени ее эксплуатации Т, показателя условий разработки, коэффициента бокового давления, направ ления проведения выработки и угла наклона породных слоев.

5. Предложен новый подход к оценке параметров деформирования при контурного массива после проведения выработки, представляющий этот про цесс в виде двух этапов – первого, характеризующего большую скорость сме щений контура и деформирования породного массива, и второго – для которого характерны малые смещения, и медленно развивающиеся деформации. Для предложенной модели установлены линейные зависимости для первого и вто рого этапов, а также определена условная точка стабилизации геомеханических процессов и соответствующая ей величина смещений контура.

6. Результаты шахтных исследований, выполненные в подготовительной выработке шахты «Алмазная» ГХК «Добропольеуголь», позволили установить, что увеличение несущей способности крепи сказывается лишь на уменьшении смещений в зоне приконтурных разрушенных пород на глубину до 2 м. На де формацию пород, залегающих за зоной разрушенных пород и до границы ЗНД, увеличение отпора крепи заметного влияния не оказывает, ввиду незначитель ных деформаций и разрыхления пород в этой зоне. Эффект от повышения со противления крепи тем выше, чем больше зона разрушенных пород у контура выработки и степень их разрыхления. Аналитическими исследованиями уста новлено, что для более неблагоприятных условий разработки (большая величи на ЗНД) наибольший эффект достигается при увеличении отпора крепи до 120 150 кПа. Дальнейшее увеличение сопротивления крепи не приводит к сущест венному снижению смещений пород. Однако при этом значительно увеличива ется стоимость крепи и способов охраны выработки.

7. Выполнены исследования смещений пород приконтурной области мас сива. В результате установлена зависимость абсолютных смещений, радиаль ных и тангенциальных деформаций пород по глубине ЗНД и определены гра ницы зон разрушенных и пластически деформированных пород.

8. Анализ результатов исследований вывалообразования в горных выра ботках угольных шахт позволил установить физическую модель (механизм) формирования и реализации вывала в условиях больших деформаций прикон турного массива, горно-геологические и горнотехнические факторы, провоци рующие вывал.

9. В расчетных схемах, рассматривающих нагрузку на крепь как результат совместного действия смещений породного контура и части веса пород зоны по вышенной трещиноватости (руинного разрушения), в качестве последней со ставляющей необходимо рассматривать не всю, а определенную часть этой на грузки, которая зависит как от несущей способности крепи - обратно пропор ционально, так и от величины смещений породного контура (прямо пропорцио нально).

10. Для условий ожидаемых больших деформаций массива и значитель ных смещений породного контура выработок предложена концепция управле ния геомеханическими процессами, направленная, в первую очередь, на преду преждение катастрофических проявлений (вывалы пород кровли, пучение поч вы) и тяжелых последствий (снижение устойчивости выработки, большие за траты на ремонтные работы и перекрепление выработок) при строительстве и эксплуатации выработок угольных шахт. В рамках концепции разработаны спо собы обеспечения устойчивости выработок, учитывающие механизм деформи рования приконтурной зоны пород в условиях возможной потери их устойчиво сти при достижении критических смещений и основанных на предупреждении разрушения контура выработки, если этого можно достичь применением высо конесущих конструкций, или же снижении их разрыхления и смещений с помо щью крепей с высокой несущей способностью при ограниченной податливости.

11. Предложена вероятностная модель устойчивости протяженной выра ботки учитывающая фактор времени для определения оптимальных затрат на сооружение и обеспечение длительной устойчивости выработок главных на правлений при необходимости проведения многократных ремонтов.

12. Реализация разработанных решений выполнена на шахте «Шахтер ская-Глубокая» ГП «Шахтерскантрацит» при сооружении 1-го восточного венти ляционного штрека (глуб. 1386 м) с ожидаемым экономическим эффектом 25, тыс. грн на 1000 п.м;

на ОАО «Криворожский железорудный комбинат» при прогнозировании устойчивости почвы выработок, пройденных в неоднородном рудном массиве с экономическим эффектом 250 тыс. грн в год на 1000 п.м.;

на ОП «Шахта им. Вахрушева» ГП «Ровенькиантрацит» при подготовке лавы пла ста h10 восточного крыла с ожидаемым экономическим эффектом 245,8 тыс. грн на 1000 п.м.;

в учебном процессе Национального горного университета при подготовке бакалавров, специалистов и магистров специальности «Шахтное и подземное строительство» и научной деятельности, включая подготовку маги стров и аспирантов.

Результаты работы и положения диссертации нашли отражение в научных работах, основными из которых являются следующие:

1. Солодянкин А.В. К проблеме обеспечения устойчивости горных выработок / Шашенко А.Н., Роенко А.Н., Солодянкин А.В. // Науковий вісник Націо нальної гірничої академії України. - 1998. - № 1. - С. 23-24.

2. Солодянкин А.В. Повышение устойчивости выемочных штреков / Солодян кин А.В. // Проблемы создания новых машин и технологий. Науч. тр. КГПУ.

– Кременчуг: КГПУ. – 2000. - Вып. 2 (11). - С. 527-529.

3. Солодянкин А.В. Актуальные задачи обеспечения устойчивости выработок угольных шахт / Шашенко А.Н., Солодянкин А.В. // Сб. науч. тр. НГА Украи ны. – Днепропетровск: РИК НГА Украины. – 2001. - № 11, том. 1. - С. 198-204.

4. Солодянкин А.В. Анализ теоретических предпосылок для создания системы гео мониторинга / Сдвижкова Е.А., Масленников Е.В., Солодянкин А.В., Бабец Д.В.

// Сб. науч. тр. НГУ. – Днепропетровск: НГАУ. - 2002. - № 15, Т.1. - С. 68-74.

5. Солодянкин А.В. Численное моделирование напряженно-деформированного состояния разупрочняющегося массива в окрестности подземной выработки / Шашенко А.Н., Янко В.И., Солодянкин А.В. // Геотехническая механика. – Днепропетровск: ООО «Норд Компьютер». – 2002. - № 40. - С. 13-17.

6. Солодянкин А.В. Обоснование параметров анкерной крепи для выработок шахт / Терещук Р.Н., Солодянкин А.В., Масленников Е.В. // Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету. - 2003. - № 4. - С. 141-144.

7. Солодянкин А.В. Учет разупрочнения породного массива в окрестности подземной выработки в задачах геомеханики / Шашенко А.Н., Янко В.И., Солодянкин А.В. // Сб. науч. тр. НГУ. – Днепропетровск: РИК НГУ. – 2003.

- № 17, Т. 1. - С. 285-291.

8. Солодянкин А.В. Оценка напряженно-деформированного состояния разу прочняющегося породного массива комплексом численных методов / Соло дянкин А.В. Сдвижкова Е.А. // Вісник Кременчуцького державного політе хнічного університету. – 2003. - № 4 (21). – С. 145-149.

9. Солодянкин А.В. Оперативный контроль высоконапряженного массива в подземных выработках / Шашенко А.Н., Масленников Е.В., Солодянкин А.В. // Уголь Украины. – 2004. - № 1. – С. 35-37.

10. Солодянкин А.В. Автоматизированный мониторинг геомеханического про странства производственных объектов / Шашенко А.Н., Солодянкин А.В. // Проблеми гірського тиску. – Донецьк, ДонНТУ. – 2004. – Вип. 11. – С. 106-117.

11. Солодянкин А.В. Определение напряженно-деформированного состояния породного массива с учетом эффекта разупрочнения в зоне разрыхления / Шашенко А.Н., Солодянкин А.В., Гапеев С.Н. // Разработка рудных место рождений. – Кривой Рог. – 2004. – Вып. 88. – С. 44-49.

12. Солодянкін О.В. Геомеханічні моделі і сучасні методи математичного мо делювання / Солодянкін О.В., Ткач О.О., Шашенко О.М. // Вісник ЖДТУ.

Серія: Технічні науки. - 2004. - № 4 (31). – С. 209-218.

13. Солодянкин А.В. Упруго-пластическое состояние породного массива дила тирующего в окрестности подземной выработки / Шашенко А.Н., Солодян кин А.В. // Геотехническая механика. – Днепропетровск: ИГТМ НАН Ук раины. – 2005. - № 61. - С. 230-241.

14. Солодянкін О.В. Феноменологічна модель породного масиву, що нелінійно деформується навколо підземної виробки / Солодянкін О.В. // Вісник ЖДТУ. Серія: Технічні науки. - 2006. - № 1 (36). – С. 171-177.

15. Solodyankin А. Probabilistic estimation of the development stability in affected area of coal-face works / Shashenko A., Sdvizhkova E., Solodyankin А. // Нау ковий вісник Національного гірничого університету (Scientific bulletin of the National mining university). – 2006. – № 5. – С. 46-48.

16. Солодянкин А.В. К вопросу о теории больших статических деформаций конту ра горных выработок / Шашенко А.Н., Солодянкин А.В., Гапеев С.Н. // Извес тия Тульского государственного университета. Серия: Геомеханика. Механика подземных сооружений. – Тула: Изд-во ТулГУ. – 2006. – Вып. 4. – С. 224-229.

17. Солодянкін О.В. Оцінка стійкості порід підошви гірничих виробок / Солодянкін О.В. // Вісник ЖДТУ. Серія: Технічні науки. - 2006. - № 3 (38). – С. 189-196.

18. Солодянкин А.В. Оценка устойчивости пород почвы горных выработок / Шашенко А.Н., Солодянкин А.В. // Проблеми гірського тиску. – Донецьк, ДонНТУ. – 2006. – Вып. 14. – С. 85-103.

19. Солодянкин А.В. Исследование способа повышения устойчивости вырабо ток в пучащих породах почвы на моделях из эквивалентных материалов / Роенко А.Н., Солодянкин А.В., Терещук Р.Н. // Вісник Криворізького техні чного університету. – Кривий Ріг: КТУ. – 2007. – Вип. 12. – С. 45-50.

20. Солодянкин А.В. К обоснованию вероятностной модели устойчивости про тяженной выработки с учетом эксплуатационных затрат / Шашенко А.Н., Сдвижкова Е.А., Солодянкин А.В. // Вісті Донецького гірничого інституту.

– 2007. - № 1. – С. 3-10.

21. Солодянкин А.В. Критерии оценки устойчивости пород почвы горных вы работок / Шашенко А.Н., Солодянкин А.В. // Науковий вісник Національно го гірничого університету. – 2007. - № 1. – С. 44-49.

22. Солодянкін О.В. Обґрунтування способу підвищення стійкості протяжних виробок у породах, що здимаються / Солодянкін О.В. // Вісник ЖДТУ. Се рія: Технічні науки. - 2007. - № 2 (41). – С. 173-178.

23. Солодянкін О.В. Моделювання процесу здимання порід підошви гірничих виробок / Шашенко О.М., Гапєєв С.М., Солодянкін О.В. // Науковий вісник Національного гірничого університету. – 2008. - № 8. – С. 3-6.

24. Солодянкин А.В. Исследование влияния несущей способности крепи на па раметры деформирования массива пород вокруг протяженных горных выра боток / Солодянкин А.В. // Геотехническая механика. – Днепропетровск:

ИГТМ НАН Украины. – 2008. - № 77. - С. 185-192.

25. Солодянкин А.В. Исследование напряженно-деформированного состояния породных массивов на основе сопрягаемых численных методов в системе геомеханического мониторинга / Солодянкин А.В., Сдвижкова Е.А., Мя кенький В.В. // Gornictvo i Geoinzynieria, Kwartalnik akademii gorniczo hutniczej. – Krakow. – 2003. – z. 3-4. – p. 579-590.

26. Солодянкин А.В. Выбор параметров анкерной крепи для обеспечения ус тойчивости протяженных выработок угольных шахт / Терещук Р.Н. Соло дянкин А.В. // Горн. информ.-аналит. бюллетень. – 2003. – № 6. – С. 168 172.



Pages:   || 2 |
 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.