Аналіз стану залізорудної промисловості України. Чисельне моделювання процесу руйнування гірських порід за межею міцності. Моделювання стійкості гірничих виробок на моделях з еквівалентних матеріалів. Натурні виміри деформацій контуру виробок шахти.
Аннотация к работе
Одним зі шляхів підвищення ефективності такого залізорудного виробництва є здешевлення процесу видобутку руди підземним способом, у тому числі й за рахунок підвищення стійкості основних капітальних і підготовчих гірничих виробок, що споруджуються в істотно неоднорідному породному масиві. Таким чином, встановлення закономірностей руйнування складноструктурного породного масиву навколо підготовчих виробок залізорудних шахт Кривбасу з метою вибору найбільш раціональних параметрів кріплення, що дозволить підвищити стійкість протяжних гірничих виробок, а відтак знизити витрати на їх ремонт та підтримку, є актуальною науково-технічною задачею, що має важливе народно-господарське значення. Методи досліджень, прийняті в дисертації, є комплексними й полягають в аналізі джерел інформації в області міцності й руйнування, у т.ч. гірських порід, застосуванні теорії ймовірностей і математичної статистики, методів механіки суцільного середовища, моделювання на еквівалентних матеріалах, чисельного моделювання. «Родіна» є нелінійною (степеневою) функцією показника розробки, що дозволяє на стадії проектування робити геомеханічний прогноз стійкості виробки, характера прояву гірського тиску і конструкції кріплення; Практичне значення роботи полягає у впровадженні «Методики оцінки стійкості підземних виробок на рудниках Кривбасу» з метою вдосконалення систем комбінованого кріплення й підвищення на цій основі стійкості основних відкатних магістралей, а також у вдосконаленні програмного продукту для оцінки напружено-деформованого стану породного масиву навколо виробок шляхом введення додаткового розрахункового модуля, що дозволяє враховувати ймовірнісний характер руйнування гірських порід у кожній точці породного масиву.Проходка штреку була зупинена через неможливість протистояти гірському тиску: здимання порід підошви, вивали, закритичне навантаження на кріплення призвели до зупинки проходки й необхідності проведення виробки по новій трасі. В результаті візуального огляду, аналізу геологічної документації й оцінки ступеня стійкості за довжиною виробки були виділені чотири протяжних ділянки, цікаві з точки зору подальших досліджень. Аналогічні виміри були проведені в виробках на різних горизонтах ш. В дисертації були виконані дослідження на еквівалентних матеріалах, метою яких було встановити можливість взаємного впливу прилеглих виробок, а також виявити особливості зовнішнього прояву напружено-деформованого стану на різних ділянках. У цьому звязку подальші дослідження проводилися на одиночних виробках на моделях з різною структурою, що відповідає виділеним ділянкам.Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, в якій на основі вперше встановлених закономірностей деформування структурно-неоднорідного породного масиву навколо підготовчих виробок глибоких залізорудних шахт Кривбасу, вирішена актуальна задача зниження експлуатаційних витрат при відпрацюванні рудних тіл, що має важливе значення для гірничодобувної галузі. Виконані аналітичні дослідження, які дозволили довести можливість імітаційного моделювання процесу руйнування породних зразків у складному напруженому стані в режимі контрольованого руйнування, що дало можливість інтегрувати додатковий розрахунковий модуль у програмний продукт і підвищити точність геомеханічних розрахунків. Виконаний аналіз існуючих теорій міцності, що дозволило порівняти результати лабораторних та теоретичних досліджень і обгрунтувати можливість використання в геомеханічних розрахунках теорію міцності Баландіна.