Стійкість підземних виробок у структурно-неоднорідному породному масиві з випадково розподіленими властивостями

2. Уперше встановлено, що стійкість протяжної гірничої виробки, пройденої у статистично неоднорідному масиві, з випадково розподіленими системами тріщин, обумовлюється двома основними характеристиками: кутом між напрямком проведення виробки і лінією схилу площин тріщин, а також відносною варіацією інтенсивності тріщин. Це дозволяє розробити принципи раціонального розміщення виробок у просторі й у 2...2,5 рази підвищити кількісний показник стійкості.

Установлена закономірність зареєстрована як наукове відкриття за № 131 Міжнародним комітетом з відкриттів.

Рекомендації щодо раціонального розміщення виробок і розкрою шахтного поля впроваджені на шахтах ДХК "Шахтарськантрацит" і "Добропіллявугілля".

3. Розроблено алгоритм математичного моделювання випадкового навантаження на кріплення виробки і визначення внутрішніх зусиль у його елементах, на основі якого встановлений імовірнісний закон розподілу коефіцієнта стійкості підготовчих виробок, що дає можливість для конкретних гірничо-геологічних умов прогнозувати стійкий стан підземної споруди, обґрунтувати запас міцності найбільш розповсюджених металевих конструкцій кріплення і проектувати їх з більш високим рівнем надійності.

"Методика розрахунку металевого аркового кріплення, що функціонує в умовах випадкового навантаження", а також "Методика кількісної оцінки й аналізу стійкості підземної виробки, проектованої в породах, що здимаються" затверджені ДВАТ" Інститут Дніпродіпрошахт". "Методичні вказівки щодо визначення параметрів анкерування порід при спорудженні трисклепистої станції метрополітену" затверджені Дніпропетровською філією державного проектного інституту "Укрметротунельбуд" і ВАТ по будівництву метрополітену в Санкт-Петербурзі ("Метрострой").

4. Уперше для підготовчих виробок, розташованих у зоні впливу очисних робіт, із застосуванням математичного апарату теорії випадкових функцій поставлена і вирішена імовірнісно-статистична задача про стійкість геомеханічної системи "виробка-елемент охорони-лава", завдяки чому розроблено рекомендації з геометричних параметрів і жорсткості охоронних елементів. Установлено, що практично доцільне співвідношення жорсткостей охоронного елемента і вугільного пласта перебуває в межах 0,2...0,6.

5. На основі гіпотези про логнормальний розподіл коефіцієнта стійкості узагальнено та отримано нове рішення про оптимальне проектування капітальних і підготовчих виробок. Уперше встановлено, що проектування протяжних виробок може вважатися оптимальним лише в тому разі, якщо обсяги ремонтних робіт за період експлуатації перебуватимуть у певних межах, розміри яких залежать від ступеня експлуатаційної важливості об'єкта, ступеня неоднорідності середовища і застосовуваних імовірнісних моделей.

6. Очікуваний економічний ефект від упровадження викладених в дисертації рекомендацій, отриманий за рахунок зменшення витрат на ремонт (підтримку) виробок, становить 679000 грн.

Основні положення і результати дисертації опубліковані в наступних роботах

1. Шашенко А.Н., Тулуб С.Б., Сдвижкова Е.А. Некоторые задачи статистической геомеханики.- К.: Пульсари, 2002.- 243 с.

2. Новикова Л.В., Каганов М.Е., Сдвижкова Е.А., Фомичева Л.Я., Уланова Н.П. Методы конечных и граничных элементов в задачах горной геомеханики // Изв. Днепропет. горного ин-та. -М.: Недра, 1990.- С.53-57.

3. Сдвижкова Е.А. Оценка прочности неоднородного массива на основе вероятностно-статистических моделей// Горн. информ.-аналит. бюл.-Моск. Гос.горн. ун-т, 1996. -Вып.1.-С. 160-163.

4. Сдвижкова Е.А., Татаринов А.А., Рубец Г.Т. Анализ статистических моделей распределения нагрузки на крепь горизонтальных протяженных выработок // Науковий вісник Національної гірничої академії.- 1998-№1. - С.40-41.

5. Шашенко А.Н., Сдвижкова Е.А. Учет случайного приложения нагрузки при расчете крепи подземных выработок // Геотехническая механика: Сб. науч. тр. ИГТМ НАН Украины, 1998. - Вып.9 - С. 43-47.

6. Шашенко А.Н., Сдвижкова Е.А. Оценка влияния макротрещиноватости на величину структурного ослабления породного массива //Горн. информ.-аналит. бюл. - Моск. Гос. горн. ун-т,1997. - Вып.4. - С. 166-168.

7. Агеев В.Г., Кужель С.В., Сдвижкова Е.А., Тулуб С.Б., Шашенко А.Н. Исследование влияния угла падения трещин на устойчивость обнажений // Науковий вісник Національної гірничої академії - 1999. - №5. - С.6-8.

8. Агеев В.Г., Сдвижкова Е.А. К вопросу о влиянии геологического нарушения на состояние приконтурных пород подготовительной выработки //Науковий вісник Національної гірничої академії.-1999. -№6. - С.28-30.

9. Сдвижкова Е.А. Выбор вероятностного критерия оценки устойчивости выработки в зоне влияния очистных работ // Науковий вісник Національної гірничої академії.-1999.- №4. - С.81-85.

10. Шашенко А.Н., Сдвижкова Е.А. Вероятностная оценка устойчивости подготовительных выработок в зоне влияния очистных работ // Геотехническая механика: Сб. науч. тр. ИГТМ НАН Украины, 2000г. - Вып. 20.- С. 58-61. .

11. Сдвижкова Е.А., Тулуб С.Б., Агееев В.Г. Оценка влияния азимута проведения протяженных горных выработок на их устойчивость//Горн. информ.-аналит. бюл.- Моск. Гос. ун-т, 2000г. -Вып.2.-С. 144-146.

12. Сдвижкова Е.А., Новикова Л.В. Количественная оценка масштабного эффекта в горных породах //Проблемы создания новых машин и технологий. -2000.- Вып.2-С.524 - 527.

13. Сдвижкова Е.А. Оптимальное проектирование горных выработок с учетом вероятностной природы исходных данных //Науковий вісник Національної гірничої академії.-2000. - №2. - С.26-29.

14. Парчевский Л.Я., Сдвижкова Е.А. Устойчивость подземных выработок с рамными крепями в оценках статистической геомеханики // Науковий вісник Національної гірничої академії.-2000. - №11. - С.81-85.

15. Сдвижкова Е.А.,Тулуб С.Б., Шашенко А.Н. Закономерности проявления горного давления в подготовительных горных выработках, пройденных в противоположных направлениях // Проблеми гірничого тиску: Зб. наук. пр. Донецьк. Держ. ун-ту, 2001.- №5.-С.72-79.

16. Сдвижкова Е.А. Вероятностная оценка устойчивости протяженных горных выработок // Геотехническая механика: Сб. науч. тр. ИГТМ НАН Украины, 2000.-Вып.23 - С. 164-171.

17. Сдвижкова Е.А., Бабец Д.В. Оценка стоимостных затрат на поддержание горных выработок с привлечением метода группового учета аргументов// Науковий вісник Національної гірничої академії.- 2001. - №2. - С.10 -12.

18. Сдвижкова Е.А.,Тулуб С.Б. Анализ влияния ориентировки основной системы трещин на устойчивость подготовительных выработок// Металлургическая и горнорудная промышленность.-2001- №2.- С.78-80.

19. Сдвижкова Е.А. Оценка влияния системы параллельных трещин на напряженное состояние массива в окрестности подготовительной выработки // Вiсник Кременчуцького державного унiверситету.- Вип. 2. -2001.-С.341-343.

20. Пустовойтенко В.П., Сдвижкова О.О., Шашенко О.М. До методики визначення коефіцієнту крихкості гірничих порід // Вісник ЖІТІ. - 2001. - №18. - С.173-177.

21. Новикова Л.В., Сдвижкова Е.А., Пустовойтенко В.П. Вероятностная оценка прочности в расчете целиков и потолочин камер // Науковий вісник Національної гірничої академії.-2001. - №3. - С. 3-5.

22. Сдвижкова Е.А. Методика вероятностной оценки максимальных усилий в элементах крепи горных выработок в условиях ограниченного объема исходных данных // Зб. наук. пр. ДДТУЗТ. Сер. "Будівництво".- 2001. - Вип.9. - С.22-25.

23. Сдвижкова Е.А. Моделирование случайной нагрузки на крепь горной выработки // Науковий вісник Національної гірничої академії.-2002.- №2.-С.22-25.

24. Диплом № 131 от 14.12.99г. (Международная ассоциация авторов научных открытий РАЕН) на открытие "Закономерность изменения устойчивости обнажений в выработках" / Авторы: Шашенко А.Н., Агеев В.Г., Кужель С.В., Сдвижкова Е.А., Тулуб С.Б.

25. Уланова Н.П., Приходько В.В., Сдвижкова Е.А. К определению напряжений вокруг выработки в анизотропной среде // Теорія наближення та задачі обчислювальної математики: Тез., доповіді міжнародної конференції, присвяченої 75-річчю Держ. Дніпрпетровськ. ун-ту. - Дніпропетровськ: ДДУ,1993.- С.135-138.

26. Сдвижкова Е.А., Косолапов А.Ф. Статистическая оценка устойчивости крепи-обделки из набрызгбетона камеры большого сечения//, Материалы межд.нар.конф. "Проблемы и перспективы освоения подземного пространства крупных городов", 19-20 июня 1996г., Днепропетровск.- С.177-179.

27. Шашенко А.Н., Сдвижкова Е.А., Бондаренко В.В. Математическая модель набрызгбетонной крепи протяженных горных выработок// Материалы межд.нар.конф. "Проблемы и перспективы освоения подземного пространства крупных городов", 19-20 июня 1997г., Днепропетровск. - С.183-187.

28. Новикова Л.В., Сдвижкова Е.А., Касем Абдуллах. Вероятностная оценка образования зон разрушения пород в окрестности взаимовлияющих выработок // Физико-технические приложения математического моделирования.- Киев, 1998.- С.197-199.

29. Shashenko A.N., Sdvizhkova E.A. The Analysis of a Condition of Mine Workings intersected by Plans of Weakness // Mine Planning and Equipment selection 1999.Mine environmental and economical Issues, 1999. NMUU/ Dnipropetrovsk/1999.- P.301-303.

30. Shashenko A., Ivanov A., Kuzhel S., Sdvizhkova E., Tulub S. Wytrzynalosc wyrobisk w spekanym masywie skalnym // Efektywne prowadzenie wyrobisk w trudnych warunkach gorniczo-geologicznych (Miedzynarodowa konferencja naukowo-techniczna). - Szczyrk. - 2000. - S.1- 4.

31. Sdvizkova E.A., Pashko A.N. Some Regularities of Changing a Rock Massif Stressed State with Structural Faults in Roofing of Conducted Mine Workings // Geotechnological Issues of Underground Space Use for Environmentally Protected World 2001, NMUU.- Dnipropetrovsk.- 2001.- Р.181-184.

Размещено на Allbest.ru