Інформація
Реєстраційний номер
0220U102487,
Назва роботи
Ресурсозберігаючі технології підтримки виробок у складних гідрогеологічних умовах
Керівник роботи
Хорольський Андрій Олександрович, Кандидат технічних наук
Дата реєстрації
16-03-2020
Організація виконавець
Інститут фізики гірничих процесів НАН України
Опис
Об’єкт дослідження – процеси фільтрації води в порушеному обводненому масиві навколо гірничої виробки під час інтенсивного ведення гірничих робіт. Мета роботи – встановлення оптимально узгоджених параметрів процесу експлуатації родовищ корисних копалин на основі розробки способу зниження водоприпливу і підвищення стійкості гірничих виробок в складних гідрогеологічних умовах. Методи дослідження – застосовано комплексний підхід, який включає аналіз і узагальнення літературних і експериментальних даних, теоретичні дослідження, що базуються на методах механіки суцільних середовищ, чисельне моделювання з використанням методу скінченних елементів, методи дискретної математики для оптимізації технологічних процесів спорудження та експлуатації виробок в складних гідрогеологічних умовах. Встановлено зв'язок між гідрогеологічними чинниками та технологічними процесами, які дозволяють мінімізувати негативний вплив водопритоків у виробки; визначено критерії доцільності застосування кріплення; запропоновано підхід, а також програмні засоби, що дозволило мінімізувати витрати на спорудження та експлуатацію виробок. Проблему забезпечення стійкості виробок у складних гідрогеологічних умовах було розглянуто, через вплив несприятливих гідрогеологічних умов на ризики виробництва, при цьому враховувались різні характеристики порід (водоприток, ступінь обводнення порід, фільтрація, ступінь водонасичення). Доведено, що проблема вибору кріплення полягає не тільки в обґрунтуванні найбільш безпечного та надійного способу, але і найбільш ресурсозберігаючого. При цьому, окрім вартості слід враховувати і часовий фактор. Тому маючи уявлення про закономірності водопроявів підземних вод у гірничі виробки та досвід вирішення багато параметричних задач гірничого виробництва розроблено підхід, який враховує як технологічні так і гідрогеологічні чинники, що дозволить мінімізувати ризики на стадії спорудження та експлуатації виробок.
Опис продукції
Вперше розроблено математичні моделі усталеної і не-сталої фільтрації води в гірничу виробку при підробці обводнених порід з урахуванням зміни проникності приконтурних порід в залежності від їх напружено-деформованого стану, що дозволило розвинути уявлення про процеси фільтрації води у виробку у напрямку дослідження анкерного кріплення як засобу боротьби з водо припливами. В результаті розв’язання задачі про підробку водоносного прошарку виробкою з рамним і анкерним кріпленням отримані значення поля напружень, зони непружних деформацій, значення коефіцієнтів проникності, тиску води, швидкостей її фільтрації і витрат в кожній точці досліджуваної області в різні моменти часу, для різних значень пластового тиску води і висоти розташування водоносного шару; В рамках забезпечення зниження витрат на спорудження виробок було виділено універсальні етапи при зведенні виробок, а також встановлено можливі ризики пов’язані з водопроявами, а для пошуку оптимального рішення було розроблено модель, яка передбачає представлення життєвого циклу кріплення у вигляді мережевої моделі, яка враховує альтернативні варіанти.