Дисертація доктора філософії. Яковенко Валерій Геннадійович. Наукове обґрунтування параметрів попереднього ін’єкційного закріплення тріщинуватих порід приконтурного масиву в умовах ПрАТ «ШУ «Покровське»

Registration Number

0825U004197, PhD dissertation

Status

Доктор філософії

Date

15-12-2025

popup.evolution

.

Title

Scientific justification of the parameters of pre-injection reinforcement of fractured rocks in the near-contour zone under the conditions of PJSC “Pokrovske Coal Mine”

Author

Valerii H. Yakovenko,

popup.head Volodymyr I. Bondarenko
popup.opponent Gennady Gaiko
popup.opponent Kurnosov Serhii A.
popup.review Pavlo B. Saik
popup.review Ruskykh Vladyslav V.

popup.rada

Dnipro University of Technology

Description

Представлена дисертація є завершеною науково-дослідною роботою в галузі підземної розробки родовищ, зокрема, підвищення стійкості виїмкових виробок, у якій вирішена актуальна наукова задача обґрунтування раціональних параметрів ін’єкційного закріплення порід приконтурного масиву на основі дослідження його геомеханічного стану в зоні впливу геологічних порушень з урахуванням структури масиву та геологічного індексу міцності й трансформації фізико-механічних властивостей порід, зміцнених поліуретановими смолами, для забезпечення стійкості підготовчих та у подальшому очисних виробок. Закордонний і вітчизняний аналіз показав, що сьогодні недостатньо вивченим залишається питання попереднього ін’єкційного зміцнення масиву ще на стадії проведення підготовчих виробок, які у подальшому зазнають додаткового навантаження від очисних робіт, особливо у зонах впливу геологічних порушень, де характерна наявність зон ослаблених та тріщинуватих порід. Існуючі рекомендації переважно базуються на досвіді зміцнення масиву, що вже перебуває під впливом фронту лави, і є недостатніми для оптимізації параметрів ін’єктування на етапі проходки з метою завчасного створення штучної укріпленої балки. Окрім того, не повною мірою вивчено еволюцію напружено-деформованого стану (НДС) закріпленого поліуретановими смолами приконтурного масиву на основних етапах функціонування виїмкової виробки. Визначено ефективний напрям підвищення стійкості тріщинуватого приконтурного масиву, який полягає у попередньому ін’єкційному зміцненні гірських порід поліуретановими смолами ще на стадії проведення виїмкових виробок, до моменту впливу очисного вибою. Такий підхід дозволяє заздалегідь локалізувати зони пониженої стійкості (геологічні порушення, розриви тощо), перетворивши їх у цілісну армопородну структуру з підвищеною опірністю до деформацій та руйнування. У подальшому це забезпечує безаварійну роботу сполучень «лава – штрек», знижує ризик вивалів покрівлі, підвищує безпеку і ритмічність роботи вибоїв шахти та зменшує потребу в перекріплені виїмкових виробок. Розроблено детальну комплексну методику лабораторних досліджень визначення властивостей композитного масиву з фракцій порід та смоли, чисельного моделювання геомеханічного стану масиву з урахуванням ін’єкційного зміцнення при проведенні виїмкових виробок та подальшому веденні очисних робіт і шахтних кернових випробувань для визначення індексу геологічної міцності та випробувань нагнітання поліуретанових смол у зоні геологічного порушення. Встановлені залежності зміни фізико-механічних властивостей композитного матеріалу з різними співвідношеннями жорсткого породного скелету та полімерної матриці з поліуретанової смоли, зокрема поліноміальний зв’язок з міцністю на стиск і розтяг, експоненційний зв’язок з модулем пружності та лінійний зв’язок із зчепленням. Досліджено геомеханічний стан масиву зі зниженням геологічного індексу міцності у діапазоні GSI = 50 – 20, що імітує входження прохідницького вибою у зону геологічного порушення, та встановлено порогове значення GSI ≤ 35, за якого необхідно термінове застосування ін’єкційного зміцнення масиву поліуретановою смолою. Виявлено стійкий експоненційний кореляційний зв’язок ступеня тріщинної та міжфракційної пустотності для різних літотипів (алевроліт, пісковик) з індексом його геологічної міцності (GSI) масиву у зонах впливу дрібноамплітудних геологічних порушень для умов розробки запасів шахтного поля ПрАТ «ШУ «Покровське».

Registration Date

2025-12-01

popup.nrat_date

2025-12-01 / 2026-07-01