Подкопаєв Є. С. Обґрунтування способів збереження стійкості відкатних штреків при розробці крутих вугільних пластів

У дисертації вирішено актуальне наукове завдання щодо обґрунтування способів збереження стійкості відкатних штреків при розробці крутих вугільних пластів на основі розкриття природничих особливостей та закономірностей геомеханічних процесів, які проявляються у вуглепородному масиві і їх впливом на деформаційні властивості охоронних споруд через зміну питомої потенціальної енергії деформації, коли при управлінні станом покрівлі відбувається перетворення їх форми та об'єму при одночасному зростанні жорсткості без втрати стійкості, за рахунок чого обмежується конвергенція бічних порід на контурі підготовчих виробок та забезпечується їх експлуатаційний стан по довжині виїмкової дільниці. Ідея роботи полягала у використанні природничих особливостей та закономірностей геомеханічних процесів, які проявляються у вуглепородному масиві при його розвантаженні і з урахуванням деформаційних властивостей охоронних споруд, сприяють збереженню цілісності бічних порід та стійкості відкатних штреків на виїмкових дільницях глибоких вугільних шахт з крутим заляганням пластів. Метою роботи було обґрунтування способів збереження стійкості відкатних штреків для забезпечення їх експлуатаційного стану на виїмкових дільницях у глибоких вугільних шахтах з крутим заляганням пластів. У роботі були поставлені і вирішені наступні завдання: виконано аналіз досліджень стійкості підготовчих виробок з урахуванням способів охорони для вирішення завдання ефективного та безпечного вуглевидобутку на шахтах з крутим заляганням пластів; виконано аналітичні та лабораторні дослідження стійкості бічних порід у вуглепородному масиві для обґрунтування способів охорони відкатних штреків, які забезпечують їх експлуатаційний стан; встановлено вплив деформаційних властивостей охоронних споруд підготовчих виробок на стан бічних порід у вуглепородному масиві для забезпечення стійкості відкатних штреків крутих пластів; виконані натурні дослідження стійкості відкатних штреків при різних способах охорони на виїмкових дільницях вугільної шахти для обґрунтування способів охорони, що забезпечують експлуатаційних стан виробок; розроблені рішення, що дозволяють прогнозувати стан підготовчих виробок крутих пластів та способи охорони відкатних штреків, які спрямовані на збереження їх стійкості по довжині виїмкової дільниці у глибоких вугільних шахтах. Об'єктом дослідження були процеси управління станом покрівлі у вуглепородному масиві для забезпечення стійкості відкатних штреків крутих пластів. Предметом дослідження були закономірності зміни деформаційних властивостей охоронних споруд підготовчих виробок крутих пластів. У роботі використано комплексний підхід, що включав: аналіз і узагальнення відомих досліджень; аналітичні та лабораторні дослідження деформаційних властивостей охоронних споруд підготовчих виробок; шахтні інструментальні спостереження за процесом деформування бічних порід на контурі відкатних штреків та зміни їх перетину при різних способах охорони по довжині виїмкової дільниці; аналіз та інтерпретацію отриманих результатів; методи теорії імовірності та планування експерименту. Виконані дослідження склали основу розроблених технічних рішень, спрямованих на збереження стійкості відкатних штреків при розробці крутих вугільних пластів. Підвищення ефективності заходів щодо збереження відкатних штреків у експлуатаційному стані по довжині виїмкової дільниці, забезпечується при застосуванні піддатливих охоронних споруд із дерева, повного або часткового закладання виробленого простору. Для збереження експлуатаційного стану відкатних штреків на шахтах, які розробляють пласти крутого падіння, пропонуються способи охорони виробок (Патенти України на корисну модель u 2020 00142; u 2020 04458; u 2020 02441; u 2021 00893). Результати досліджень використано при розробці рекомендацій щодо забезпечення стійкості відкатних штреків на виїмкових дільницях вугільних шахт ДП «Торецьквугілля». Наукові і практичні результати роботи використані в навчальному процесі ДВНЗ «Донецький національний технічний університет» під час викладання дисциплін «Механіка гірських порід і масивів », «Охорона гірничих виробок» та «Розробка родовищ корисних копалин у складних гірничо-геологічних умовах» студентам спеціальності 184 Гірництво.