Шека І. В. Обґрунтування раціональних параметрів кріплення із композитних матеріалів для гірничих виробок вугільних шахт, що розташовані на глибинах понад 1000 метрів.

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії

Державний реєстраційний номер

0824U003173

Здобувач

Спеціальність

  • 184 - Гірництво

22-08-2024

Спеціалізована вчена рада

ДФ 08.080.052

Національний технічний університет "Дніпровська політехніка"

Анотація

Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної для вугледобувної галузі науково-технічної задачі обґрунтування раціональних параметрів кріплення із композитних матеріалів для гірничих виробок вугільних шахт, що розташовані на глибинах понад 1000 метрів, яка вирішена шляхом використання виявлених закономірностей зміни напружено-деформованого стану вуглевмісного масиву, параметрів навантаження гірських порід на кріплення підготовчих виробок. Для вирішення поставлених у роботі завдань виконано аналіз використання композитних матеріалів у різних галузях промисловості. За його результатами встановлено, що краще використовувати композитні матеріали на основі вуглепластичних волокон. Проаналізовано можливості використання вуглепластиків у елементах кріплення гірничих виробок. Фізико-механічні властивості композитів відрізняються від металевих тим, що густина вуглепластику складає 1500 кг/м3, в той же час як густина металу становить 7750 кг/м3. З цього можна зробити висновок, що даний інноваційний матеріал буде в 5 разів легшим за сталь. На підставі сучасних вимог до конструкцій кріплення гірничих виробок розроблено дві моделі кріплення із композитних матеріалів: арочне піддатливе кріплення постійного перерізу та арочне кріплення змінного перерізу. Інноваційне кріплення дозволить збільшити темпи проведення гірничих виробок, зменшить трудомісткість робіт, що виконуються та підвищить безпеку праці шахтарів з прискоренням роботи зміни.

Публікації

Шека, І.В., & Цівка, Є.С. (2021). Обґрунтування вуглепластику як інноваційного матеріалу для кріплення гірничих виробок вугільних шахт. Збірник Наукових Праць НГУ, 64, 112–121.

Бондаренко, В.І., Ковалевська, І.А., Симанович, Г.А., Цівка, Є.С., & Шека, І.В. (2022). Обґрунтування ефективності використання кріплення з вуглепластику для гірничих виробок на шахтах Західного Донбасу. Збірник Наукових Праць НГУ, 68, 30–42.

Шека, І.В., Салєєв, І.А., Шишов, М.В., Малова, О.К., Почепов, В.М., & Мамайкін, О.Р. (2023). Аналіз використання композитних матеріалів для подальшого застосування у кріпленнях гірничих виробок. Збірник Наукових Праць НГУ, 72, 30–42.

Шека, І.В. (2023). Результати дослідження впливу надпрацювання на гірничі виробки, що закріплені композитним кріпленням. Фізико-технічні проблеми гірничого виробництва, 25, 67-79.

Bondarenko, V.I., Kovalevska, I.A., Podkopaiev, S.V., Sheka, I.V., & Tsivka, Y.S. (2022). Substantiating arched support made of composite materials (carbon fiber-reinforced plastic) for mine workings in coal mines. IOP Conference Series: Earth 8 and Environmental Science, Volume 1049, 012026.

Bondarenko V., Kovalevska I., Sheka I., & Sachko R. (2023). Results of research on the stability of mine workings, fixed by arched supports made of composite materials, in the conditions of the Pokrovske Mine Administration. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Volume 1156, 012011.(

Bondarenko, V.I., Kovalevska, I.A., Symanovych, H.A., Sachko, R.M., & Sheka, I.V. (2023). Integrated research into the stress-strain state anomalies, formed and developed in the mass under conditions of high advance velocities of stope faces. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Volume 1254, 012062

Kovalevska, I.A., Bondarenko, V.I., Symanovych, H.A., Sheka, I.V., & Tsivka, Y.S. (2023). Modeling the rational parameters for innovative fastening systems in mine workings using composite materials. In: Proceedings of the ISRM 15th International Congress on Rock Mechanics and Rock Engineering & 72nd Geomechanics Colloquium – Challenges in Rock Mechanics and Rock Engineering, Schubert, W. & Kluckner, A. (eds), Salzburg, Austria, October 9-14, 2023. Austrian Society for Geomechanics: Salzburg. pp.1538-1543.

Бондаренко, В., Салєєв, І., Шека, І., & Цівка, Є. (2020). Обґрунтування використання композитних матеріалів для підвищення стійкості гірничих виробок. Ukrainian School of Mining Engineering 2020, 25–26.

Шека І.В. (2021). До питання вибору програмного продукту при моделюванні геомеханічних процесів. Інформаційні технології: теорія і практика. ІV Всеукраїнська інтернет-конференція здобувачів вищої освіти і молодих учених, 91 – 93.

Бондаренко, В., Шека, І., & Цівка, Є. (2021). Розробка інноваційного виду кріплення із композитних матеріалів для гірничих виробок вугільних шахт. Ukrainian School of Mining Engineering 2021, 59–62.

Ковалевська, І., Цівка, Є., & Шека, І. (2021). Розробка кріплення із композитних матеріалів для зміцнення масиву гірських порід у зонах підвищеного гірького тиску. Ukrainian School of Mining Engineering 2021, 67–68.

Шека І.В. (2021). Створення моделі кріплення із вуглепластику та виготовлення її на 3D-принтері. IX всеукраїнська науково-технічна конференція студентів, аспірантів і молодих вчених «Молодь: наука та інновації 2021», 487-488

Шека І.В. (2022). Композити у гірничій промисловості. Минуле. Сьогодення. Майбутнє. VII МІЖНАРОДНИЙ МОЛОДІЖНИЙ КОНГРЕС. Сталий розвиток: захист навколишнього серидовища. Енергоощадність. Збалансоване природокористування. 10-11 лютого 2022 р.: тези доп. – Львів, 2022. – С. 248.

Шека І.В. (2022). Аналіз напружено-деформованого стану кріплення із композитних матеріалів на основах біоніки. «Наукова весна» 2022: матеріали XII Всеукраїнської науково-технічної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених, Дніпро, 23–24 травня 2022 року. – С. 89-90

Шека І.В. (2022). Методика проведення обчислювального експерименту з обґрунтування взаємодії композитного кріплення з гірським масивом. Всеукраїнська науково-практична on-line конференція здобувачів вищої освіти і молодих учених «Геотехнології гірництва та промислова екологія» (присвячена Дню науки). 26 травня 2022 р.: тези доп. – Житомир, 2022. – С. 200

Шека І.В. (2022). Дослідження доцільності використання інноваційного виду кріплення із композитних матеріалів в умовах ШУ «Покровське». Геотехнічні проблеми розробки родовищ: Матеріали XХ міжнародної конференції молодих вчених. 27 жовтня 2022 р. .: тези доп. – Дніпро, 2022. – С. 76-78

Sheka, I.V. (2022). Analysis of the features of 3D-printing technology for its use in the creation of new types of fastening of mining workings. V international scientific and technical conference “Innovative development of resource-saving technologies and 11 sustainable use of natural resourcesat: Petroșani, Romania, November 11, 2022, 174- 176

Бондаренко, В., & Шека, І. (2023). Дослідження впливу різних гірничо-геологічних умов на дренажний штрек, що закріплений композитним кріпленням. Ukrainian School of Mining Engineering 2023, 59–60

Mamaikin, O.R., Sydorenko, R.K., & Sheka, I.V. (2023). Preconditions for the use of composite materials in mine support elements. VI international scientific and technical conference “Innovative development of resource-saving technologies and sustainable use of natural resourcesat: Petroșani, Romania, November 16, 2023, 120- 122

Шека І.В. (2023). Дослідження впливу очисних робіт на гірничі виробки, що закріплені композитним кріпленням. XI всеукраїнська науково-технічна конференція студентів, аспірантів і молодих вчених «Молодь: наука та інновації 2023», 167-168. 22-24 листопада 2023 р., Дніпро, Україна

Бондаренко, В.І., Шека, І.В., Цівка, Є.С., & Ковалевська, І.А. (2021). Арочне піддатливе кріплення. Патент на корисну модель №148329, Україна, МПК Е21D 11/14 (2006.01), №u2020 08107; Опубл. 28.07.2021; Бюл. №30

Цівка, Є.С., Бондаренко, В.І., Ковалевська, І.А., & Шека, І.В. (2021). Арочне кріплення. Патент на корисну модель №148395, Україна, МПК Е21D 11/14 (2006.01), №u2020 08272; Опубл. 04.08.2021; Бюл. №31

Бондаренко, В.І., Шека, І.В., Ковалевська, І.А., Мамайкін, О.Р., & Цівка, Є.С. (2023). Кільцеве піддатливе кріплення: пат. 151958 Україна: МПК Е21D11/14 (2006.01), № u2022 01449; заявл. 05.05.2022; опубл. 05.10.2022; Бюл. № 40

Схожі дисертації