Пошук академічних текстів

Реєстраційний номер

0825U004196, Дисертація доктора філософії

На здобуття

Доктор філософії

Дата захисту

10-12-2025

Статус

Запланована

Назва роботи

Наукове обґрунтування параметрів комплексного розвантаження масиву при спорудженні виробок на глибині понад 1000 м

Здобувач

Сачко Роман Миколайович,

Керівник Ковалевська Ірина Анатоліївна
Опонент Ган Анатолій Леонідович
Опонент Подкопаєв Сергій Вікторович
Рецензент Мамайкін Олександр Рюрікович
Рецензент Загриценко Аліна Миколаївна

Опис

Представлена дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, яка містить наукове обґрунтування практичних заходів щодо вирішення важливої науково-технічної задачі встановлення закономірностей зміни стану газодинамічно активного гірського масиву в процесі його розвантаження від небезпечних концентрацій гірського тиску шляхом поєднання дії випереджаючих свердловин і розвантажувальних щілин, що забезпечує зниження ризиків виникнення газодинамічних явищ (ГДЯ) при ресурсозбереженні у запропонованій технології спорудження виробок на глибинах понад 1000 м. Одна з актуальних задач вугільної промисловості України полягає у безпечному, високотехнологічному та ресурсозберігаючому спорудженні гірничих виробок для своєчасної підготовки нових видобувних дільниць в гірничо-геологічних умовах, які ускладнені через газодинамічну активність вміщуючих порід та великий геостатичний тиск, що пов’язаний з веденням гірничих робіт на глибинах понад 1000 м. У цьому сенсі аналіз науково-технічних видань сформував уявлення про доцільність удосконалення технології проведення гірничих виробок з комбінацією випереджаючих свердловин та розвантажувальних щілин, що мають головну функцію розвантаження гірського масиву по трасі виробки в умовах газодинамічної активності високонапружених вміщуючих порід. Доказова база ефективності цього способу розвантаження критично напруженого гірського масиву у привибійній частині виробки ґрунтується на поєднанні двох груп досліджень: обчислювальні експерименти мають за мету розрахунок і аналіз напружено-деформованого стану (НДС) прилеглого масиву з вивчення ступеня 7 впливу пропонуємих технічних заходів на процес його розвантаження; шахтні експерименти вивчають реальний стан прилеглого масиву за різних параметрів технології його комплексного розвантаження і обґрунтовують їх найбільш доцільні варіанти. Для виконання першої групи досліджень розроблено алгоритм цілеспрямованого пошуку, обґрунтування і вибору раціональних параметрів комбінації розвантажувальних щілин та випереджаючих свердловин на основі застосування методу скінченних елементів (МСЕ) щодо розрахунку НДС масиву навколо виробки. За отриманими епюрами компонент напружень визначаються найбільш напружені зони, які потребують розвантаження. Створено методичні засади проведення обчислювальних експериментів та обґрунтовано параметри геомеханічних моделей відповідно до гірничогеологічних умов об’єкта досліджень. Алгоритм аналізу результатів передбачає розробку низки моделей: з наявністю випереджаючих свердловин та без них; при комбінації розвантажувальних щілин з випереджаючими свердловинами та їх окрема дія; при спорудженні польової або пластової виробок. Це дало змогу більш об’єктивно та різнобічно визначити ступінь впливу параметрів запропонованої технології на процес розвантаження привибійної частини критично напруженого гірського масиву. Порівняльний аналіз епюр розподілу основних компонент напружень у привибійній зоні гірського масиву виконаний у низці найбільш інформативних площин перерізу кожної просторової геомеханічної моделі на ділянках вже спорудженої виробки та її траси попереду прохідницького вибою. Вивчені особливості розподілу у просторі вертикальних σу, горизонтальних σх і σz компонент та узагальнюючого показника – інтенсивності напружень σ. Встановлено відмінності параметрів полів НДС при порівнянні декількох варіантів спорудження виробки. Загалом порівняльний аналіз доводить ефективність застосування випереджаючих свердловин завдяки бурінню всього трьох одиниць: небезпечні зони скорочуються від 34% до 62%. Виникнення такого ефекту розвантаження критично напруженого масиву пояснено на простих логічних розрахунках утворення додаткових площин розкритої поверхні. Обґрунтовані загальні положення об’єктивного узгодження результатів аналітичних і експериментальних досліджень, сформульовані шляхи побудови порівняльного аналізу їх результатів. Методично доведено, що непрямі експериментальні показники стану гірського масиву мають зв’язок з особливостями розподілу компонент його НДС, а великий об’єм вимірів і достатня кількість непрямих показників дає змогу провести об’єктивну оцінку ступеня адекватності і достовірності результатів моделювання МСЕ.

Дата реєстрації

2025-12-01

Додано в НРАТ

2025-12-01