Обґрунтування методики визначення місцезнаходження областей локалізації геодинамічних явищ при інтенсивному відпрацюванні вугільних пластів - Автореферат

Наукова задача, що вирішується в даній роботі, полягає у встановленні закономірностей формування напружено-деформованого стану та його перерозподілу у масивах порід покрівлі, що містить потужний шар міцних порід при інтенсивному веденні гірничих робіт. Основна ідея роботи полягає у врахуванні взаємозвязку між рівнем і швидкістю зміни еквівалентних напружень, діючих в масиві порід, що підроблюється, та інтенсивністю проявів динамічних зсувів, що виникають внаслідок періодичних обвалень порід покрівлі в лавах. У роботі використані наступні методи досліджень: інструментальні вимірювання осідань реперів профільних ліній над діючими очисними вибоями для встановлення параметрів динамічної мульди зсування, по яких настроюються параметри моделі; інструментальні спостереження за конвергенцією порід на контурі підготовчих виробок для підтвердження достовірності прогнозу напруженого стану масиву гірських порід; метод кінцевих різниць для прогнозу напруженого стану порідного масиву, що підроблюється, і розподілу інтенсивності вивільнення потенційної енергії над діючим очисним забоєм; метод дискретних елементів для моделювання динаміки обвалень і зсувів підробленої товщі масиву порід; метод контролю сейсмоакустичної активності порідного масиву для підтвердження достовірності результатів розрахунку інтенсивності вивільнення потенційної енергії. Наукові положення, що виносяться на захист: - інтенсивність вивільнення потенційної енергії в породному масиві, що підроблюється, пропорційна величині еквівалентних напружень в потужному порідному шарі, що згинається, та швидкості зростання цих напружень, що дозволяє прогнозувати геодинамічні явища при інтенсивному відпрацюванні вугільних пластів; Обґрунтованість і достовірність наукових положень, висновків і рекомендацій підтверджена: використанням сучасних уявлень про зсування породного масиву і земної поверхні, застосуванням сучасних моделей механіки незворотної деформації твердого тіла і теорії міцності порід; збігом виміряних і розрахункових показників зсувів порідного масиву, що підроблюється, з похибкою, яка не перевищує 25% з надійністю 95%; позитивними результатами промислової перевірки методики прогнозу місцезнаходження порожнин розшарування за інтенсивністю вивільнення потенційної енергії, наведеної очисними роботами, що підтверджується ефективністю роботи дегазаційної свердловини, місцеположення якої визначалося за допомогою розробленої методики.Дослідженням геомеханічних процесів в динаміці при підземній виїмці вугілля займалися Медведчук М.Д., Шашенко, О.М., Бондаренко В.І., Колоколов О.В., Скіпочка С.І., Хозяйкина Н.В., Демченко А.І., які показали, що зі збільшенням інтенсивності відпрацювання вугільних пластів підвищується швидкість конвергенції порід в очисних та виїмкових виробках. Петрук Є.Г., Гавриленко Ю.М., Креніда Ю.Ф., Назаренко В.О., Ларченко В.Г., Медянцев А.М. та ін. показали, що динамічна мульда зсувів на поверхні в порівнянні із стаціонарною виположується, а осідання, нахили і розтягування зменшуються. Зокрема сейсмічність наводиться в результаті зависання і подальшого обвалення міцних шарів пісковиків, внаслідок чого утворюються порожнини, які акумулюють газ і воду, що збільшує небезпеку виконання гірничих робіт. Відсутність надійної методики прогнозування інтенсивності вивільнення потенційної енергії при підробці порідного масиву, що вміщає пласт міцних порід, не дає можливості проводити кількісну оцінку динамічних проявів активних зсувів, зона яких безперервно переміщується вслід за лавою, що швидко посувається. Існуючі на сьогодні математичні моделі не дозволяють безпосередньо вирішити задачу прогнозування динамічної активності товщі порід, що підроблюється, через нереально високу трудомісткість обчислень при моделюванні тривимірних нелінійних перерозподілів напружень і деформацій з урахуванням посування очисного вибою, його примикання до раніше виробленого простору довільної форми і необхідності рішення звязаної задачі про руйнування масиву і розповсюдження в ньому сейсмічних хвиль.Дисертація є завершеною науковою роботою, в якій на основі вперше встановлених закономірностей вивільнення потенційної енергії в процесі підробки породних масивів, що містять потужні шари пісковиків, вирішена актуальна науково-технічна задача визначення місцезнаходження областей локалізації геодинамічних явищ при інтенсивному відпрацюванні вугільних пластів, що має важливе значення для вугільної промисловості при забезпеченні безпеки очисних робіт на газонасичених пластах. При цьому запропонована нова формула для розрахунку інтенсивності вивільнення потенційної енергії масиву порід, що підроблюється, яка пропорційна еквівалентним напруженням в міцному порідному шарі, що згинається, і швидкості наростання цього напруження, яке є функцією нормальних і дотичних напружень, діючих в цьому шарі, що точніше відображає звязок з вірогідним проявом сейсмічності, викликаним зависанням і обваленням міцних порідних шарів в товщі порід, що підроблюється. Показано, що застосування кри

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ