Дисертація присвячена обґрунтуванню параметрів підтримання підготовчих виробок глибоких вугільних шахт на основі встановлених закономірностей змін проявів гірничого тиску, напружено-деформованого стану і техногенної тріщинуватості структурно-неоднорідних порід під впливом очисних робіт. Об'єкт дослідження: процеси деформування структурно-неоднорідних порід та технології підтримання підготовчих виробок глибоких шахт. Мета дослідження: обґрунтування параметрів підтримання підготовчих виробок, що забезпечують підвищення їх стійкості в структурно-неоднорідних породах глибоких шахт Донбасу. Методи дослідження: аналіз і узагальнення науково-технічної інформації, математичне моделювання геомеханічних процесів, лабораторні дослідження властивостей гірських порід, шахтні інструментальні та геофізичні дослідження проявів гірничого тиску, інженерне конструювання засобів кріплення, техніко-економічній аналіз технічних рішень. Встановлено, що в структурно-неоднорідних породах зміщення покрівлі підготовчих виробок домінують із сторони висячого боку пласта з коефіцієнтом асиметричності 1,1-1,6 і зростають у зоні впливу очисних робіт (від 60 м спереду і до 120 м за лавою) за степеневою залежністю з точкою перегину в зоні опорного тиску, в якій швидкість зміщень збільшується в 60-70 разів, що обумовлено активізацією розповсюдження техногенних тріщин, переважно за напрямками структурних дефектів. Асиметричні форма виробки, податливість кріплення та зміцнена приконтурна зона, як елементи керування гірничим тиском, забезпечують в структурно-неоднорідних породах зниження негативного впливу очисних робіт на стійкість підготовчих виробок за рахунок зменшення на 10-35 % зони непружних деформацій і зміщення вглиб на 0,5-3 м асиметричної зони опорного тиску. Кріплення з еліпсоподібним склепінням, у якого величина асиметричності обернено пропорційна міцності порід, а конструктивна податливість спрямована під кутом 70-900 до лінії падіння пласта, в породах з міцністю 40-90 МПа забезпечує зниження зміщень покрівлі на 40-10 %. 1. Вперше отримана експериментальна залежність, яка визначає величину домінуючих зміщень нестійких структурно-неоднорідних порід висячого боку пласта в підготовчих виробках, що експлуатуються у зонах впливу очисних вибоїв глибоких вугільних шахт. 2. Вперше запропонована математична модель, яка дозволяє на основі розрахунку методом скінченних елементів можливих напрямків площадок ковзання і розриву зв'язків в елементах моделі визначати орієнтацію систем домінуючої техногенної тріщинуватості з урахуванням природних структурних дефектів. 3. Вперше визначений комплексний вплив шаруватості, тріщинуватості і тектонічних напружень в зоні ведення очисних робіт на форми і розміри підготовчих виробок крутих пластів. 4. Подальший розвиток одержало наукове обґрунтування параметрів підтримання підготовчих виробок при їх експлуатації в структурно-неоднорідних породах, яке відрізняється урахуванням асиметричності зон непружних деформацій і проявів гірничого тиску. Практичне значення одержаних результатів полягає у тому що: розроблені і апробовані геомеханічні моделі, алгоритми і об'єктно-орієнтовані програмно-технічні засоби розрахунку та аналізу напружено-деформованого стану тріщинуватих структурно-неоднорідних порід, обґрунтовано параметри силових характеристик системи кріплення-масив, форм пластових і польових штреків глибоких шахт Центрального району Донбасу, отримана цільова функція оптимізації витрат, розроблене й апробоване асиметричне кріплення. Основні результати досліджень використані при розробці: рекомендацій щодо параметрів кріплення і підтримання пластових та польових штреків з урахуванням тектонічної активності, непружних деформацій і тріщинуватості гірських порід, дослідно-промислових зразків асиметричного кріплення, галузевого стандарту Мінвуглепрому України, методик і рекомендацій по забезпеченню стійкості підготовчих виробок пласта m3 шахти ім. О. Ф. Засядька щодо технологічних і технічних параметрів охоронних систем в зонах впливу очисних робіт. Отримано фактичний економічний ефект. Методичні і практичні аспекти роботи можуть бути використані: науково-дослідними інститутами, які займаються способами і засобами ефективного та безпечного підтримання підготовчих виробок; гірничодобувними підприємствами, що розробляють родовища в складних гірничо-геологічних умовах; проектними організаціями, що займаються проектуванням підземних підготовчих виробок.
