автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.11, диссертация на тему:Разработка методов прогнозирования проявлений горного давления для геомеханического мониторинга на угольных шахтах

N В ОД 1 4 ШОП 1993

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ УГЛЯ

На правах рукогшс:

ВЛЛСКНКО Борис Васильевич

УДК 622.831: [ 622.281.016.3: 624. 04С1

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПРОЯВЛЕНИЙ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ ГЕШЕХАНИЧЕСГСОГО МОНИТОРИНГА НА УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ

Спешпльность 05. 15.11 - Физические процессы горного производства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук .

Кемерово 1993

Работа выполнена в Институте угля Сибирского отделения Российской Академии наук.

Научный консультант член-корреспондент РАН, доктор технических наук Г. И. ГРИЦКО 1

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор ЫУРАШЕВ Еччеслав Иванович доктор технических наук, профессор ЕРОФЕЕВ Леонид Михайлович доктор технических наук, профессор БИРЮКОВ Альберт Васильевич

г

Ведущая организация: МОСКОВСКИЙ ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ

Защита диссертации состоится 29 июня 1993 года в часов на а асе дании Специализированного Совета Д. 003.57.01 при Институте угля СО РАН по адресу:

650610, г. Кемерово, ГСП-610, ул. Рукавишникова, 21. телетайп: 215113 НА1ЖА

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института.

Автореферат разослан мая 1993 года.

УчениД секретарь Специализированного Совета ¡.дллор технических наук профессор

Е Н. Вылегканин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Снижение трудозатрат и повышение безопасности горных работ при подземной угледобыче сдерживается усложняющимися горно-геологическими условиями (рост глубины горных работ, введение в эксплуатацию участков с худшими условиями и т.п.) и связана с недостаточным уровнем геомеханической адаптации технологии при взаимодействии с массивом горных пород. В этих условиях существенно возрастет роль использования геомеханической информации, закономерностей горного давления и управления кровлей, обоснованного выбора типа и параметров крепи, правильной раскройки выемочных участков, своевременного выявления сложных ситуаций по управлению горным давлением и крепью для обеспечения работоспособности комплексов, принятия мер по исключению аварийности горных работ. Комплексное решение этих вопросов на шахте может быть обеспечено путем идентификации горно-геологических условий и горнотехнических ситуаций, прогнозирования и контроля геомеханического состояния массива горных пород и использования этих данных на всех этапах планирования и ведения горных работ.

Сложность геомеханического прогнозирования заключается в многообразии горно-геологических и горнотехнологических факторов, недостаточной конкретности методов прогноза проявлений горного давления, ограниченности математического, программного и приборного обеспечения геомеханических исследований и контроля. Эффективное прогнозирование для многообразия условий, ситуаций и схем отработки пластов в настоящее время не воз молю беэ использования вычислительной техники, современных информационных систем.

В связи с этим особую актуальность приобретает разработка теоретических положений, методов прогнозирования и контроля про-"яЕлений горного давления при подземной отработке угольных пластов, совокупность которых составляет новое перспективное направление в горной геомеханике—геомеханический мониторинг наЛкитах с целью повышения эффективности и безопасности горных работ.

Актуальность проблем прогнозирования и контроля несомненна при разработке разнообразнейших условий месторождений Кузнецкого угольного бассейна. Поэтому проведенные в 60-90-х годах исследования, базировавшиеся на шахтах Кузбасса и особенно при испытаниях новых технологий отработки пластов с закладкой выработанного пространства, уникальны в горной геомеханике, а методология исследований имеет общее значение и сохраняется для различных задач теории горного давления.

Тематика исследований диссертации входила в работы, выполненные автором в соответствии с Постановлениями ГКНТ СССР N 415 от 18.09.69 г., N 472/248 от 12.12.80 г. (Программа 0.80.06, задание 05.04), И 158 от-16.04.84 г., Н 56 от 10.03.186 г.( Задание 03.01. Нб.); приказом Ыинуглепрома СССР N 315 от 24.06.80. "Об улучшении работ по управлению горным давлением". Работа непосредственно связана с выполнением региональной подпрограммы "Уголь Кузбасса", входящей в комплексную программу СО РАН "Сибирь". .

Диссертационная работа обобщает результаты научно-исследовательских работ и этапов, выполненных при непосредственном участии и под руководством автора в Институте горного дела СО АН СССР в период 1971 - 1983 гг. (Ы гос. регистрации 76093911, 76093914, 81081328) и в Институте угля СО РАН с 1083 г. (Н гос. регистрации 81081328, 86009722). '

В диссертационную работу вошли результаты научно-исследовательских работ выполненных автором по планам международного сотрудничества с Институтом безопасности горных работ (Лейпциг,' ГДР) на 1076-1980 гг., Ейским горпо-геологическиы институтом (София,-' Болгария) в 1981 - 1388 гг. и Главным институтом горного дела (Катовице, ГЬлыоа) в 1987 - 1990 гг.

Цель работы - создание теоретических основ и развитие •. методов прогнозщкшалия проявлений горного давления для геомеханического мониторинга при подземной разработке угольных пластов.

Идея работы - использовать экспериментальные данные о прост- . ранственно-временном развитии смещения массива горных пород для прогнозных расчетов и машинного картировали напряженно-деформированного состояния и проявлений горного давления в конкретных горно-геологических и горнотехнических условииях.

Задачи исследований: — синтезировать методологию экспериментальных и аналитических исследований проявлений горного давления и методы прогнозирования изменений пространственного ге механического состояния массива горных пород на основе экспериментальной информации о смещениях в окрестности очистной выработки;

-- выявить закономерности формирования смещений в процессе ведения очистных работ на основе анализа экспериментальных данных о смещениях отдельных точек границы боковых пород;

- Б -

-- выяснить влияние основных горно-геологических, горнотехнической и технологических факторов на формирование проявлений горного давления при отработке мощных крутых пластов с закладкой;

— разработать математическую модель развития смещений боковых пород в процессе ведения очистных работ;

— развить экспериментально-аналитические постановки и решения задач определения изменений геомеханического состояния массива горных пород вокруг очистных выработок, разработать алгоритмы расчетов проявлений горного давления;

-- разработать комплекс программ автоматизированного прогнозирования проявлений горного давления, обработки результатов натурных измерений смещений боковых пород и расчетов геомеханической информации;

-- установить особенности геомеханических состояний массива горных пород вокруг очистных выработок основных технологических схем отработки мошяых крутых угольных пластов (по восстанию, падению и простиранию) с закладкой выработанного пространства;

-- исследовать влияние свойств пород, материала закладки и горно-геологических условий на формирование проявлений горного давления при отработке угольного пласта;

-- сформулировать теоретические и практические аспекты построения геомеханического мониторинга на угольных шахтах Кузбасса и создания на основе экспериментально-аналитического подхода геомеханической мониторинговой системы.

ЬУэтоды исследования. Для достижения поставленной цели использован комплекс методов, включающий:

аналиа экспериментальных данных измерений проявлений горного давления в точках массива и синтез натурных наблюдений с математическим моделированием и аналитическими расчетами для прогнозирования изменений пространственных геомеханических состоянийымассивов горных пород;

математическое описание основных закономерностей и математическое моделирование формирования смещений боковых пород при отработке угольного пласта;

статистическую обработку результатов измерений смещений в точках вметающих пород для определения параметров элементов поверхностей смещений границ массива пород;

методы решения краевых задач механики твердого деформируемого тела для расчетов напряженного состояния массива пород;

численную реализацию на ЭВМ алгоритмов расчетов смещений и

напряжений для прогнозирования геомеханичесчвго состояния на вые-ио -ых участках;

методы машинной графики для визуализации геомеханической информации и картирования пространственного напряженно-деформированного состояния массива горных пород и геомеханической обстановки на выемочном участке.

Основные научные положения, выносимые на защиту: по измеренным в отдельных точках смещениям боковых пород можно синтезировать поверхности смещений границы кровли и определять геомеханическое пространственное состояние массива горных пород; .

математическое моделирование проявлений горного давления' при отработке пластов с закладкой выработанного пространства осуществляется на основе закономерностей пространственно-временных смещений пород, а именно формирования элементов смещений - поверхностей приращений смещений от подвигания забоя и Фронта очистных работ, конечных смещений от отработки выемочного участка;

параметрами математического 'описания элементов смешений пород являются величины максимальных значений, координаты их расположения и характеристик распространения поверхностей прнрг'-ений смещений от подвигания забоя;

зависимости параметров элементов смещений от горно-геологических, горнотехнических и технологичесгаис факторов, полученные экспериментально, составляют базу данных для автоматизированного прогнозирования проявлений горного давления с•применением средств вычислительной техники;.

экспер' '¿ентально-аналитическсе определение геомеханического состояния с использованием в качестве граничных услэвик ¡ашрепных или рассчитанных поверхностей или профильных кривых смещений кроьлм является математическим методом в научных исследованиях изменений сс-тояния массива горных пород при отработке пластов;

реаения пространствен а. и плоских задач экспериментально -чл алогического моделирования геоыеханичеекого состояния массива щшводйгся либо с учетом унруто-наследственшк свойств пород, -чиоо як.угнх (мгновенных или "предельных") характеристик в зави-с»1мо'.-!н от времени движения забоя и отработки участка;

сиьеык'.'е, многоваризнтные расчеты и прогнозный анализ геоые-хани-^окой обстановки на выемочных участках в разнообразных горно - геологических условиях, горнотехнических ситуациях выемочных их.-и 1: длл различных технологических схем отработки осуирствля-

ются с применением ЭВМ комплексом программ расчетов состояния массива горных пород и машинной визуализации информации;

оценки геомеханической эффективности управления горного давления при отработке мощкых пластов Кузбасса по восстанию, падению или простиранию с закладкой выработанного пространства показывают однотипность формирования поверхностей смещений Соковых пород, опорного давления на угольный пласт и отпора закладки в выработанном пространстве при разнообразии количественных параметров зон распространения, концентрации напряжений пригрузки и разгрузки массива, вызванных как применением закладочных материалов с различными компрессионными характеристиками, так и влиянием горно -геологических и горнотехнических аномалий на выемочном участке;

геомеханическими особенностями состояний массивов горных пород при отработке мощных угольных пластов по восстанию или простиранию с закладкой выработанного пространства материалами с высокими компрессионными характеристиками усадки является отсутствие отпора закладки в свежевозведенных полосах и зонах отработки мелкоамплитудных нарушений в выемочном поле;

спецификой формирования отпора закладочного массива из твердевших смесей при отработке мощных угольных пластов по падению яаляется образование одного или нескольких "несущих ядер" отпора еакладки в выработанном пространстве;

оценка опасных проявлений горного давления при предварительном прогнозировании и оперативном контроле состояний очистной выработки в пласте, отрабатываемом механизированными комплексами, осуществляется с помощью критериев "предельно допустимого состояния" (ПДС);

геомеханический мониторинг на шахтах как комплексная система регламентированных наблюдений, оценки и прогноза изменений геомеханического состояния массива горных пород обеспечивает повышение и контроль эффективности управления горным давлением при подземной разработке полезного ископаемого.

Достоверность научных положений и выводов, сформулированных в диссертации, подтверждается:

необходимым объемов использованных основополагающих многолетних шахтных исследований конвергенции в подготовительных и очистных выработках при отработке более 20 шахтопластов Прокопь-евского месторождения Кузбасса в диапазоне глубины разработки 100-360 м., мощностей пласта 4,0...16,2 м., системах отработки по восстанию и простиранию с закладкой выработанного пространства;

количественным согласованием результатов расчетов сдвижений .и наряженного состояния с данными экспериментальных исследований в лаоораторных условиях и качественным соответствием установленных закономерностей представлениям о характере напряженно-деформированного состояния массива горных пород;

практикой эффективного применения результатов исследований для геомеханического обоснования решений при проектировании технологий и геомеханической оценки эффективности управления горным давлением при отработке, угольных пластов.

Научная новизна работы заключается в следующем: впервые сформулирована методология прогнозирования и контроля геомеханического состояния массива горных пород при отработке угольных пластов, на основе синтеза экспериментальных данных о проявлениях горного давления в отдельных точках боковых порор , математического моделирования формирования проявлений на границе и аналитического расчета пространственного состояния массива;

впервые разработаны математические модели и методы прогнозирования и контроля сдвижений боковых пород при отработке пластов, отличительными особенностями которых является возможность определения пространственно - временных смещений в зависимости от по тюлений очистных работ с учетом горно-геологических, горнотехничес-1сих и технологических факторов на выемочном участке;

выявлены закономерности изменений и количественные значения параметров (построена база данных) элементов проявлений горного давления для условий Прокопьевско-Киселевского месторождения Кузбасса позволяющая проводить многовариантное математическое моделирование смешений пород кровли и определение с применением вычислительной техники геомеханической обстановки при обо», .овании технологий отработки по фактору горного давления и контро—.- геомеханической эффективности управления горным давлением;

сформулир ваны новые пространственные и двумерные задач экспериментально-аналитического с. , ределения изменений геомеханического состояния массива горных пород, - отличающиеся использованием в качестве граничных условий при аналитических решениях результатов шахтных измерений или расчетных (по экспериментальным данным) проявлений горного давления;

получены решения пространственных и двумерных экспериментально-аналитических задач горной геомеханики, на основе которых рчзработнны эффективные алгоритмы и комплекс программ расчетов ¡»»«готк-и? гос:.охгнического состояния массивов и обработки реэуль-

татов измерений проявлений горного давления, отличительной особенностью которых является возможность моделирования и картирования 'геомеханической обстановки на конкретных выемочных участках при различных тex¿¡oлoгичecкиx схемах отработки, применения машинной графики для визуализации больших объемов информации;

впервые получены новые данные о геомеханической обстановке на выемочных участках и выявлено влияние на нее горно-геологических и горнотехнических факторов при технологических схемах отработки по восстанию, .простиранию и падению с закладкой выработанного пространства;

сформулированы критерии "предельно допустимого состояния" очистной выработки при механизированной отработке угольных пластов, отличительными особенностями которых является возможность использования данных шахтных измерений смещений для оперативного контроля и оценки эффективности управления горным давлением;

введены понятия геомеханического мониторинга и определены состав, структура, организационное обеспечение мониторинговой системы, отличительными особенностями которой является комплексный подход к прогнозированию и контролю проявлений горного давления при планировании, подготовке и ведении горных работ. Личный вклад автора состоит в:

обосновании нового подхода к прогнозированию и контролю проявлений горного давления при отработке пластов на основе синтеза экспериментальных измерений смещений пород в отдельных точках, математических моделей формирования сдвижений по границе кровли с выработанным пространством и пластом и аналитических методов определения геомеханического состояния массива горных пород;

разработке математических моделей формирования сдвижений и методов расчета поверхностей смещений пород при отработке пластов;

развитии пространственных и двумерных задач горной г?.,, »-ха-ники экспериментально-аналитического определения геомеханического состояния массива вокруг очистных выработок;

решении задач, разработке алгоритмов и комплекса программ расчетов компонент смещений, тензоров напряжений й обработки геомеханической информации;

проведении математического моделирования и расчетов проявлений горного давления при исследованиях геомеханических особенностей технологий разработки пластов и геомеханической оценке эффективности управления горным давлением на выемочных участках шахт: разработке методических основ функционирования групп горногс

. - 10 -

давления шахт, нормативно-методических документов отраслевого значения и для отдельных предприятий, осуществлении опытной проверки и внедрений результатов исследований в производство;

формулировке понятий геомеханического мониторинга и разработке принципов построения геомеханических мониторинговых систем.

Практическое значение работы заключается в том, что результаты выполненных исследований позволяют:

использовать в научных исследованиях по прогнозированию и контролю проявлений горного давления при отработке пластов и построения информационных геомеханических мониторинговых систем комплексный подход на основе синтеза экспериментальных измерений, математического моделирования и аналитических расчетов изменений геомеханического состояния массива горных пород;

использовать математические модели формирования смещений пород и давлений на механизированные крепи для интерпретации результатов экспериментальных измерений и создания баз данных элементов проявления горного давления;

прогнозировать проявления горного давления при отработке пластовых месторождений путем автоматизированных расчетов и картирования результатов расчетов;

производить геомеханическое обоснование решений по управлению горным давлением путем многовариантных автоматизированных расчетов, машинного картирования и_оценки геомеханической обста-нов^си при планировании работ в конкретных горно-геологических ус-, ловиях, горнотехнической ситуации на выемочном участке и возможности варьирования параметров технологических схем отработки;

проводить автоматизированную обработку результатов контроля и прогноза проявлений горного давления для оценки эффективности управления горным давлением в процессе ведения горных работ;

обосновывать требования новых нормативно-методических документов по управлению горным давлением и обеспечению безопасности ведения горных работ.

Реализация работы. Научные результаты и практические рекомендации, разработанные, автором, вошли составной частью в методические отраслевые и региональные (производственных объединений и шахт) документы, используемые угледобывающими предприятиями и научно-исследовательскими организациями: "Руководство по оперативному прогнозированию и предупреждению обрушений угля в очистных забоях при системах разработки угольных пластов с аакладкой". -Новосибирск,1978 ; "Типовое временное положение о группе горного

давления шахты". - Новосибирск, 1980 ( утверждена Минуглепромом СССР); "Временное положение о группе горного давления шахты Производственного объединения "Прокопьевскуголь". - Новосибирск-Прокопьевск, 1981 ; "Временное положение о группе горного давления ш. "Распадская" объединения "Юккузбассуголь". - Новосибирск, 1981; "Временное положение о группе горного давления шахты ПО "Ленинс-куголь". - Новосибирск, 1982 ; "Положение о группе горного давления и шахтной геофизики ПО "Ростовуголь". - Новосибирск, 1983.

Методология экспериментально-аналитического подхода в исследованиях и методы прогнозирования, разработанные автором, передавались и применялись в Институте безопасности горных работ (Лейпциг, ГДР), Высшем горно-геологическом институте (София, Болгария) , а исследования по разработке геомеханического мониторинга в очистных механизированных забоях проводились совместно с Главным институтом горного дела (Катовице, Польша).

Реализация выводов и рекомендаций, разработанных с участием автора: ПО "Прокопьевскуголь" и КузНИУИ использовали материалы по прогнозированию проявлений горного давления при проектировании и внедрении систем разработки с закладкой в Кузбассе; б. Минуглепромом СССР принято к внедрению типовое положение о группе горного давления угольной шахты; в четырех производственных объединениях Кузбасса и ПО "Ростовутоль" приняты к использованию "Временные положения о группах горного давления шахт".

Отдельные результаты работы использованы в курсе "Физика горных пород" в Московском горном институте.

Апробация работа Основные результаты диссертации по разделам докладывались, обсуждались и получили одобрение на:

- международных конгрессах, конференциях и симпозиумах: XII Международном конгрессе по маркшейдерскому делу (Ленинград, 1988); . с XV Всемирном горном конгрессе (Мадрид, 1992). 10 и 11 Международных конференциях по автоматизации в управлении шахт ( Острава, 1990; Екатеринбург, 1992 );

Международном симпозиуме по механике горных пород, горному давлению и управлению состоянием массива горных пород на угольных шахтах КНР и СССР ( Тайань, 1991 );

- Всесоюзных съездах, конференциях, семинарах: Всесоюзных конференциях по механике горных пород (Алма-Ата,1965; Новосибирск,1968; Москва, 1975; Фрунзе,1978; Днепропетровск,1981; Тбилиси, 1985; фрунзе,1989); III Всесоюзном съезде по теоретичес-

. - 12 -

кой и прикладной механике (Москва,1968); Всесоюзных научных конференциях вузов СССР по физике горных пород и процессов ( Москва, ; IE 5, 1969,1977,1981,1991 ), Всесоюзных конференциях по реологии горных пород (Днепропетровск, 1966; Киев, 1970)i Всесоюзном научно-техническом семинаре "Опыт использования вычислительных машин на предприятиях и в организациях угольной промышленности" (Донецк, 1971); Всесоюзном семинаре по измерению напряжений в масси-. ве горных пород (Новосибирск, 1977); Всесоюзных семинарах по исследованию горного давления и способов охраны капитальных и подготовительных выработок (Новосибирск, 1978; Кемерово, 1984; Фрунзе, 1988; Алма-Ата, 1990 ); III Всесоюзном семинаре "Взаимодействие- механизированных крепей с боковыми породами" (Новосибирск, 1982); II Всесоюзном семинаре" Информатика недр" (банки данных, базы знаний, компьютерные технологии) (Кемерово,1989); IV Всесоюзной конференции по машинной графике (Новосибирск, 1э89); Всесоюзной конференции по развитию производительных сил Сибири, секция "Угольный комплекс-90" (Ленинск-Кузнецкий, 1990).

- научно-технических совещаниях,- конференциях и семинарах: Региональных научно-координационных совещаниях по проблеме горного давления (Кемерово,1964; Новосибирск,1965,1968,1973 -- 1976); конференции по инженерно-физическим проблемам разработки месторождений полезных ископаемых (Ленинград, ЛГИ, 1966); семинарах по аналитическим методам и применению ЭВМ в механике горных пород (Новосибирск, 1970, 1974, 19801 1982); семинаре "Давление горных пород" под руководством акад. В. В. Ржевского (Москва, МГИ, 1983).

Разделы работы, внедрявшиеся на угольных шахтах и в производственных объединениях, вошли в экспозицию "Опыт рабо:ы групп горного давления угольной отрасли" на ВДНХ СССР (1988-1999 гг.), а участие автора отмечено серебряной медалью.

Публикации. По теме диссертации автором выполнено более 140 научных работ, опубликовано 64 научные работы; основные положения и результаты диссертации освежены в 3 монографиях и 60 печатных работах, вышедших в изданиях, рекомендованных ВАК для публикации материалов докторских диссертаций.

Структура к объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав и заключения, изложена на 350 страницах машинописного текста, в числе которых 265 страниц текста, 68 рисунков, 6 таблиц, списка литературы из 122 наименований, приложения на 25 страницах. Р приложении даны копии документов о внедрении в практику р.ч<::;г>татов исследований.

По теме исследований выполнили диссертационные работы В. и. Мусалимов, В. Е. Миренков и А.Ш. Флейшман, автор был одним из научных руководителей работ.

Автор благодарит чл.-корр. РАН Г. И. Грицко, а также всех работников Лаборатории горного давления Института горного дела СО АН СССР, а затем той яе Лаборатории Института угля СО РАН, где автор проработал много лет, за помощь в проведении исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Проблема прогнозирования и контроля проявлений горного давления при отработка пластовых месторождений.

Управление горным давлением является одним из основных в технологическом процессе подземной разработки угольных пластов. От правильности выбора способов и средств управления горным давлением ( УГД ) в значительной степени зависят технике-экономические показатели и безопасность работы на шахтах. Значение принимаемых рациональных параметров УГД, соответствующих конкретным горно-геологическим условиям, горнотехническим ситуациям и технологической схеме отработки постепенно возрастает в связи с переходом работы на большие глубины и вовлечением в разработку угольных пластов со сложными условиями.

Выбор способов и средств УГД осуществляется на основе прогноза проявлений горного давления ( ПГД ), как проявлений геомеханического состояния массива горных пород при подземной отработке полезного ископаемого.

Значительный вклад в разработку теоретических и экспериментальных методов прогнозирования проявлений горного давления *й геомеханического состояния массива горных пород внесли ученые: Авершин С. Г., Айталиев Ш. М. , Айтматов И. Т., Ардашев К А., Бажин Е П., Батугин С. А., Борисов А. А., Борщ-Компонеец В. И., Булычев ЕС., Влох Е Е .Воскобоев Ф. Я .Вылегжанин Е Е .Грицко Г. И. .Егоров ЕЕ,-Ержанов Ж. С. , Ерофеев Л. М., Зорин А. Н. , Изаксон Е XI, Иофис М. А., Картозия Е А., Катков Г. А., Космодамианский А. С., Кузнецов Г. Е , Кузнецов С. В.Кузнецов С. Т.Кулаков Г. И. .Курленя М.Е ,Линьков А.М., йпвинский Г. Г.Мурашев Е И. .Новикова Л. А.,Новик Г. Е.Орлов А. А., Петухов И. М., Щюскуряков Е М., Протосеня А. Г. , Руппенейт К. К ,

Рыжков Ю. А. .Тарасов Б. Г., Фотиева К И., Чернов 0. И. .Черняк И. Л., Шемякин Е. И., Шик В. М., Шкурина К. Е , Ялымов К Г., Ямщиков а С. и др. Интенсивно развиваются эти методы также за рубежом, особен-, но в странах с высокоразвитой горной промышленностью.

В настоящее время достаточно полно разработаны аналитические методы горной геомеханики, чтобы описать общие процессы формирования геомеханического состояния при отработке полезного ископаемого. Экспериментальные методы могут зафиксировать разнообразные проявления таких процесооз в конкретных условиях. Однако, научно обоснованные методы расчета, позволяющие прогнозировать в конкретных условиях выемочного участка изменяющуюся в процессе отработки геомеханическую обстановку и контролировать ее для оценки эффективности принятых технических решений по управлению горным : давлением, не разработаны.

В

Потребности горного производства в методах предварительного (при планировании горных работ) прогнозирования и оперативного (при ведении работ) контроля, проявлений горного давления предопределили цель и задачи настоящей диссертационной работы.

Исследования и метод расчета смещений боковых пород при отработке угольных пластов.

Смещения боковых пород при отработке пластов являются интегральной характеристикой геомеханического состояния массива и наиболее простым и информативным видом проявлений горного давления. В процессе развития экспериментальных наблюдений.аа смещениями происходило совершенствование методик наблюдений от измерений в точках и по профильным сечениям к пространственно-временным .измерениям в окрестности очистных выработок.

По данным шахтных инструментальных наблюдений эа сд: линиями боковых пород в окрестности очистных выработок при сработке пластов установлено, что смешения пород кровли происходят в результате подвиганий очистного абоя при выемке угля и временных процессов в породах. Единичные подвигания забоев вызывают сдвижения точек кровли в его окрестности.

Геометрическое место нормальных к пласту смещений точек границы кровли представляет собой поверхность приращений смещений от

- 15 -

единичного подаигания забоя (рис.1, а)*':

го = го <х, у; т ) = V) (.х, у! I., I.), (1)

где т. - время в процессе отработки; х,у и 1,1 - абсолвтнне координаты в выемочном поле и подвижные координаты забоя и фронта работ приведены на схеме очистной выработки (рис.1).

В результате движения забоя в полосе из поверхностей п> образуется поверхности приращений смещений (ю, (V) от отработки полосы и подаигания фронта работ (рис.1,6):

И - ГО (X, у, , I.) = ^ Щ (X, у\ , ;

(2)

ш *< я <х, у) 1п, то » ^Г ш <х, у, г., I.)-,

I

Поверхности смещений от подвиганий фронта, формирующих очис-тнуп выработку, образует конечную поверхность смещений кровли (IV) от отработки выемочного участка (рис. 1,в):

1с

И - И (X, уу = У » (X, У; + Го <Х, У! Г, Е^,) -

; (3)

к г>

- ^Г ^Г Ю (X, У! + £ «? <Х, У< •

1 ^ I

Поверхности (ю.ш,1У,(У) приращений и конечных смещений (рис.1)

являптся элементами сдвижений границы массива пород кровли.

Поверхности го (х, у\ ,) смещений от единичных подвиганий забоя (рис.1,а) можно определить как единичные поверхности юл элементы смещений и охарактеризовать параметрами: координатами положения (х,.у,), направлением (а, А ) и скоростями почитания забоя и фронта; максимальной величиной смещений ф(1.1) и расположением ее относительно забоя (Ь, В); степенью убывания смещений в окрестности забоя ((1,0). Эти параметры используются для аналитического описания поверхностей приращений смещений от единичных подвиганий забоя и их изменений в процессе отработки пласта как с закладкой выработанного пространства, так и с обрушением

Смещения кровли представляют собой вогнутые поверхности опускания в выработанное пространство и на угольный массива точек границы кровли. На рисунках для наглядности они показаны выпуклыми поверхностями с направлением осп смещений С? вворх.

ФОРМИРОВАНИЕ СМЕЩЕНИЙ ПРИ ОТРАБОТКЕ ПЛАСТА

СХЕМА ОЧИСТНОЙ ВЫРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ 60(Х.У:г.1) от ПОДВИГАМ'/»/

ПРИ ОТРАБОТКЕ

ЗАБОЯ

ПОВЕРХНОСТЬ \л/|Х.У:г.и ОТ ПОВЕРХНОСТИ W(X.У) ОТ ОТРАБОТКИ УЧАСТКА ПОДВИГАМ'/}! ФРОНТА РАБОТ с злкллдкой с (крушением

©

I

Рис. 1.

пород кровли в виде:

ш - ю(х, y¡ X, I) - Х(х,,у,) Ф (1,1) Р(гЛ) Fx(y,L), где E(xt,yx) - коэффициент влияния на элемент кинематики го{ геологических и горнотехнических факторов в рассматриваемом пс асении забоя xt, у, на выемочном участке конкретного пласта; Ф (I.I) - функция максимальных приращений смещений, мм;

ха' Уо ~ координаты начала отработки.

Анализ иихтных наблюдений сдвижений пород позволил устш вить основные закономерности формирования смещений кровли при <. работке пластов и зависимости параметров элементов смещений параметров технологической схемы (направлений и скоростей пода ганий забоя и фронта работ, геометрических параметров забоя).

Начальный этап отработки участка характеризуется интенсив} стадией сдвижения кровли, а поверхности смещений имеет мульдо1 вид (ркс.1,а). Дальнейшее формирование очистного пространства г отработке пластов с закладкой приводит к возрастающему неуста? вивиемуся развитию смещений также мульдового вида, которое г соответствующих условиях может переходить в установившееся разь тие (рис.1,в).

Характер формирования смещений при отработке пластов камер ми с закладкой подобен установленному при отработке полосами закладкой, но наблюдается периодичность возрастания приращени смещений от подвиганий фронта по мере отработки камер.

При отработке пластов с обрушением пород в выработанн пространстве поверхности смещений кровли имеют консольный в: (рис.1,6 и г) и характеризуются периодическим развитием смещек по мере подвиганий очистного забоя и отработки столбов.

Шахтными наблюдениями установлений, что разнообразные ос

-1 для х (или у> < 0. Btgn IX (ИЛИ у>3 - ■ 0 для X (ИЛИ у> - О.

1 ДЛЯ X (или у) > 0.

X » х <Г' . У = у D", d - á + d l, D = D +D L, n - i,:

Г. л ' n J n ' n n t r%2 n r»l r\2

x = x - Ъ = x - xo * al - b, y • у - в ' y - yo * AL - B;

бенности (аномалии) на выемочном участке в горно-геологических условиях (изменения глубины отработки, углов залегания или мощностей пласта, геологические нарушения, зона повышенной трещино-ва'. сти угля и т.д.) и горнотехнической ситуации (смежные отработанные частки, целики или краевые части в над(под)рабатываемых пластах, скважины и подготовительные выработки и т.п.) однотипно отражается на элементах сдвижений пород. Происходит возрастание приращений смещений при подходе забоя к аномалии: в зоне аномалии наблюдается максимальное увеличение смещений по сравнению со смещениями в неаномальных ("типовых") условиях отработки пласта; при удалении забоя от аномалии происходит уменьшение смещений. Для описания формирования смещений при движениях забоя в зона аномалии • введены понятия и даны аналитические выражения коэффициента ( К^ ) и зоны максимального влияния, а также зоны распространения ( ) влияния горно-геологических и горнотехнических факторов на элементы смещений пород. '

Аналитические формы принятые для описания установленных закономерностей формирования смещений является достаточно общими для разнообразных (с точки зрения способов управления горным давлением) технологаческих схем отработки цластов и удобными для определений из результатов натурных наблюдений параметров элементов и численных расчетов на ЭВУ прогнозных смещений.

1!а основе обработки результатов шахтных инструментальных измерений смещений при отработке более, чем 20 шахтонластов в Про-копьевско-Киселевском месторождении Кузбасса, сформирована база данных проявлений горного давления, как совокупность параметров (К1) и зависимостей изменений единичных смещений от горно-хоологических, горнотехнических факторов и параметров технологической сувыЫ отработки мощных крутопадавщих пластов с закладкой ьырабосашюго пространства (размеров выемочного участка, коыпрес-са.лншх характеристик закладочных материалов, ширины отрабатываем й полосы, способа отбойки угля и др.).

Таким образом, разработанная математическая модель ¿о^.л.цклпяая едвижшшЯ ирь отработке угольного пласта и метод ил поверхностей смещений пород является обобщением в опись-кил и интерпретации результатов экспериментальных измерений сдаи-•«•.•ии ! огдрльных точках массива горны* пород , продвижением в ¡. -.:»'«< т..л негоден контроля и прогноза смещений , как наиболее

используемых в теории горного давления и практике управления горным давлением.

Экспериментально-аналитический метод определения изменений

геомеханического состояния массива горных пород.

Процессы изменений геомеханического состояния массива горных пород при подземной разработке месторождений могут быть исследованы не только разнообразными методами или комплексом методоЕ, но и с помощью экспериментально-аналитического метода—исследований аналитическими методами с использованием экспериментальных данных в качестве граничных условий.

Проведены исследования и выполнены аналитические решения задач механики горных пород с использованием в качестве граничных условий результатов экспериментальных измерений или расчетных (по экспериментальным данным) значений смещений боковых пород. Преимущества такого подхода состоят в возможностях учета влияния конкретных горно-геологических, горнотехнических факторов и рассмотрения изменений пространственных геомеханических состояний массива при отработке пласта.

При постановке задачи использованы модельные представления массива боковых пород в виде сплошного однородного неидеального упругого полупространства. Связь между напряжениями и деформациями осуществляется с помощы) интегральных операторов Х,р,Е,г» вида: • >

Х-М1-М, ь/ - | Щг-1)Ц1)й1-, р-ц(1чц), 11./- | Р(Г-Т)/(т)£*с;

? Г (5)

Е-Б< 1-Е), Е-/ - | ¡Г(£-х)/(1:)<3г; у•/- | цг-1)/(1)<Зх,

о о

где. Г - время, А, ц, Е, V - упругие константы Ляме, модуль упругости и коэффициент Пуассона; Р(Г-т), Щг-г), 1(1-1) - две

функции последействия и две функции наследственности, входящие в описание изотропной упруго-наследственной среды.

В такой постановке можно исследовать пространственно-временные состояния массива при отработке пластов без обрушения кровли или с закладкой выработанного пространства.

Аналитическими оценками установлений, что задачу об изменении напряженно-деформированном состояния массива вокруг очистной

. - 20 -

выработки в процессе последовательной смены статических положений забоя (изменений конфигураций выработки ) можно рассматривать как квазистатическую задачу для реологической среды. В этом случае изменена граничных условий зависит от времени как от параметра, определяющего положение забоя, и не препятствует применению пршщипа Вольт ерра для расчета напряжений с учетом реологических свойств массива. Вместе с этим доказано, что при рассмотрении временных процессов изменений состояний массива решения задач проводятся одним из трех способов:

- для процессов непосредственно после подвиганий забоя или времени движения малого, по сравнению с временем релаксации пород, как задачи теории упругости с параметрами, определяющими упругие свойства массива ( \ , |1 или Е, v);

- для временных процессов.соизмеримых по времени с продолжительностью ползучести,как задачи теории линейной наследственности с временными параметрами, характеризующими упруго-наследственные свойства массива ( X , ц или Е, у);

- для процессов, протекающих 'через значительные прсмехутки времени после подвиганий забоя, как задачу теории упругости с параметрами, характеризующими "предельные", отрелаксированные "начеши наследственных свойств пород 7СЮ=Х( 1-^а"1), рю=ц( 1-^а'1}, где а'' характеризует время релаксации Т .

Полученные выводы проверены.вычислительными экспериментами и впоследствии подтверждались аналитическими исследованиями других авторов.

Сформулирована постановка второй краевой задачи механики твердого деформированного тела для массива боковых пород кровли (полупространства г > о, - « ^ х,у со) в виде заданных нъ границе кровли сдвижений - поверхностей компонент вектора сдвижений:

о - /. (х. у), V - /г(х, у), 1Ч - /,<*, у), (б)

где /э (х, у) - получена экспериментально или расчетным путем из(3)-(5) по экспериментальных данных:; 11{х, у) - Д(х, у) - О -аналитическое условие гипотезы жесткого сцепления.

Методом Буссенеска получено общее решение пространственной краевой задачи экспериментально-аналитического определения .напряженно-деформированного состояния массива в окрестности очистной выработки:

Я(х, у, г) - | | | | [ я) - 1<х С1 ] С2

- оо

00'

У(х. У, V - | \ | | [ /,(5, т» - «о С, ] Сг сДс^р, (7) -00 00

»(I, У, г) - | | | | [ /,(£, 1]) -юс,] с2 ¿да^р,

- со

где

С - {Л^х^зцГ'г {/а(а,р)-(а2 + р*[аД(|,т)) + р/^Е.т))]};

С2 - 0,2Б ехр{- (а2 + р2)-"2 + { [а(х-£) + р(у-Т}>]}.

Перемещения, а значит деформации и напряжения определены в массиве пород по заданным поверхностям компонент вектора сдвижений на границе.

Исследования решения для другого вида дополнительных аналитических условий на границе - типа проскальзывания (отсутствия касательных напряжений на границе 2 = 0) показывают, что они незначительно влияют на рассчитываемые картины компонент геомеханичесхого состояния массива горных пород.

Существенным дополнением пространственных экспериментально -- аналитических задач являются сформулированные и рассмотренные двумерные (плоские) задачи, позволяющие использовать для расчетов состоя:®?, массивов экспериментальные профильные кривые смещений кровли, дневной поверхности и деформирования пласта. Получены общие решения краевых задач для полуплоскости, полосы и полуполосы с разнообразными вариантами граничных условий для различных схем измерений смещений в очистных выработках и ее окрестностях.

Комплекс задач автоматизированного прогнозирования и обработки результатов измерений проявлений горного давления. . о

Для реализации идеи работы - использования закономерностей формирования проявлений горного давления при совместном учете горно-геологических, горнотехнических и технологических факторов для геомеханического обоснования и ■ контроля эффективности управления горным давлением разработан комплекс задач автоматизированного расчета геомеханического состояния массива боковых пород, геомеханической обстановки на выемочном участке и обработки результатов измерений проявлений горного давления.

Обпдое экспериментально-аналитические решения пространственных (7) и плоских задач определения напряженно-деформированного состояния массива горных пород удалось разрешить в квадратурах для граничных условий, заданных аналитическими выражениями (1)-(4), описывающими формирования смещений при отработке выемочного участка. Решения в квадратурах существенно упростило машинные расчеты пространственных компонент состоянии массивов горных пород, но одновременно потребовало новых подходов для обработки больших массивов результатов расчетов. Одним из таких подходов является представление результатов в виде пространственных поверхностей или карт изолиний компонент состояния по плоскостям сечений Массива горных пород. Такой подход'был реализован с помощью методов машинной графики на ЭВМ достаточной мощности.

Комплекс задач прогнозирования проявлений горного давления включает программы расчетов для ЭВМ карт изолиний, либо профильных кривых значений или эпюр по сечениям поверхностей следующих компонент состояния массива горных пород:

- коэффициентов влияния'горно-геологических, горнотехнических и технологических факторов на прогнозируемые ПГД;

- приращений или конечных смещений нормальных к пласту на границе кровли при подвиганиях забоя, отработке полос и участка;

- приращений или полных величин опорного давления на пласт и давления отпора закладки в выработанном пространстве;

- приращений, конечных компонент и картины трехмерных векторов ' сдвижений, приращений или полных компонент трехмерных напряжений;

- приращений, конечных компонент и картины двумерных векторов сдвижений, а также приращений или полных компонент двумер1._д тензоров напряжений в сечениях массива, рассматриваемых в • "¡ханике твердого деформируемого тела как плоские;

- приращений или полных компонент двумерных тензоров '-алряже-ний в сечениях угольного пласта, рассматриваемых как плоские;

- графиков изменений прир^чений и конечных величин компонент векторов сдвижений и тензоров напряжений в произвольной тощее массива по мере подвигания очистных работ для рассмотренных пространственных, и плоских экспериментально-аналитических задач.

Следует отметить, что разработанные экспериментально-аналитические решения, реализация их в квадратурах,использование ЭВМ для расчетов и методов машинной графики для обработки результатов расчетов впервые позволили получать картины состояния массива герних пород к определять геомеханическув обстановку на выемочном

- 23 -

участке при отработке угольного пласта.

В разрабатываемой системе основой прогнозирования и контроля состояния массива приняты смещения на границе боковых пород. В связи с этим разработана методика натурных наблюдений за смещениями в очистных и подготовительных выработках , позволяющая применить вычислительные методы обработки на ЭВМ с целью определения к формирования баз данных параметров элементов поверхностей смещений. Проведенные обработки результатов измерения смесений показали достаточную точность экстраполяции ( до 12 ... 17 7. ) и достоверность определяемых параметров ( дисперсия 0,87...О,S5 ).

Отнкз. гзоиехантестй эффективности управления горны» давлением при отработке кюдных пластов Кузбасса до восстают с закладной выработанного пространства.

Исследования проявлений горного давления при отработке мощных крутых пластов Прокопьевском района Кузбасса по восстанию проводилась с использованием базы данных параметров смещений пород сформированной на основе результатов экспериментальных измерений смешений при выемке пластов Горелого, Лутугинского, Модного, III Внутреннего, II Прокопьевском поперечно-наклонными слоями и горизонтальными полосаш с применением комбайнов £-11. Применение разработанной модели формирования смещений позволило рассчитать смещения над закладочным массивом и его. усадки, прогнозировать деформации в рабочем пространстве, над угольным массивом впереди забоя и на его кромке. По рассчитанным поверхностям смещений определялись изменения геомеханического состояния массива по мере подвиганий забоя. Картины поверхностей опорного давления и отпора закладки для " типовых " условий заданных технологических схем отработки получены как на- разные положения очистного забоя, так и для различных по величине свойств боковых пород и-компрессионных характеристик усадки закладочного массива.

Результаты моделирования изменений геомеханической:обстановки при отработке пл. Лутугинского по восстанию горизонтальными по- . лосами по простиранию с гидрозакладкой выработанного пространства породами Кузнецкой свиты в сложных горно-геологических и горнотехнических условиях шахты "Коксовая" приведены на*рис. 2. Картины геомеханической обстановки показывает' интенсивное возрастание смещений при отработке мелкоамплитудных геологических нарушений (аномалий) и перераспределение отпора закладки в этих зонах - в отработанной части аномальной зоны происходит существенное снижение отпора -закладочного массива. Моделированием геомеханической

КАРТЫ ПРОЯВЛЕНИИ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ ПРИ ОТРАБОТКЕ ПА.ЛУТУГИНСКОГО

положение очистных РАБат 1_-90м

ПОВЕРХНОСТЬ КОНЕЧНЫХ СМЕЩЕНИЙ УЛХ.У)

ПОВЕРХНОСТЬ ОПОРНОГО ДАВЛЕНИЯ И ОТПОРА ЗАКЛАДКИ б"г(Х.У)/^Н

^^^^ ЗАКЛАДКЛ-

- ПОРОДЫ

Кузнецкой свиты 25-28'/.

!5ЕЕ

гтг:

ГШ"

______

Ркс. г.

znrr:

обстановки при отработке по восстанию с закладкой другими материалами (горелыми породами и песком) установлено, что одновременно с количественными изменениями в величине и распространении поверхностей опорного давления на пласт, происходит качественное перераспределение отпора на свежевозведенных полосах закладочного массива Так, при закладке материалами из пород Кузнецкой свиты эти полосы не несут нагрузки ч зачладочньй массив не взаимодействует с породами кровли, з то время как при закладке из песка взаимодействие с кровлей начинается уже на свежавозведелных полосах.

Результаты моделирования одного иа видов проявлений горного давления-максимальных приращения смещений от подвигания забоя представлены на ркс. 3 для схем отработки того же пласта, но при различных направлениях отработки (по простиранию - в двух вариантах и по падению). Прогноз этого вида проявлений горного давления необходим при оценках устойчивости нависающего очистного забоя, актуальной проблемы отработки мощных крутых пластов по восстании, ¿¿.-пользуя экспериментально установленные критерии устойчивости, по картам максимальных приращений прогнозируются области разрушения угольного массиза на вкемочном-участке. Такими потенциально опасными областями по обрушению угля в работающей полосе являются области горно-геологических аномалий, в которых максимальные приращения превышали 4,5 - 5,С мм за цикл подвигания.

Геомехантескиэ особенности состояний массивов горных пород при отработке угольных пластов по падению л простиранию с закладкой выработанного пространства.

В большинстве случаев при отработке пластов по восстанию не удается найти решения по сохранению устойчивости нависающего угольного массива, а применение закладочных материалов о высокими компрессионными характеристиками не устраняет интенсивных сдвижений массива

В связи с этим проводилось моделирование геодаханических состояний массива при отработке мощных крутых пластов по падению с закладкой выработанного пространства твердеющими материалами.

В результате цикла расчетов установлены-следующие прогнозные . величины проявлений горного давления для "типовых" условий • вые-очных полей: деформации кромки угольного пласта достигают 12 ; деформация кровли на кромке эакдадочного массива - 1,5-1,72, а максимальные- в выработанном пространстве - 32 ; максимальная усадка закладки до 1,52 происходит в средней части этажа, усадка кромки аакдадочного массива в рабочем пространстве отсутствует. •

КАРТЫ МАКаШАЬКЫХ СМ2ЩШ;Й («1.1*, ОТ ПОЛК*,ГЛ!Г.« ЗАБОЯ ПИ» ОТРАБОТКЕ ВЫЕМОЧНОГО ПОЛЯ ПА. ЛУТУГИИСКОГО

- ПО ПРЗСТИРАНИЮ

г

_______

ЛП

«и

г \\

Ум '

•9 г

- ПО ПРОСТИРАНИЮ

\ \\ V,/ \ч Ч>. Ц \\\

Ум

""'X и

~ I

/ I

Рис. 3.

- Ь6 -

Изменения опорного давления на пласт и отпора закладки в выработанном пространстве по мере отработки этажа (I - ?2,5 и 63 м) представлены на рис. 4 примерами 1сартин, рассчитанных с помощью ЭВМ и полученных на графопостроителе. Особенности состояний массива при отработке пласта с закладкой твердеющими смесями состоят В том, что опорное давление на угольный массив практически остается постоянным по мере отработки этажа, а в закладочном массиве выработанного пространства формируется опора массиву вмещающих пород, своеобразное несущее "ядро". Развитие отпора закладки как по величине, так и площади распространения, приводит к развитию установившегося режима деформирования кровли - постоянству смеи-е-ний в выработанном пространстве и усадки закладки. При установившейся характере развития смещений кровли в закладочном массиве одно "несущее ядро" отпора, формирующееся на начальном этапе отработки, может трансформироваться в систему нескольких "ядер". Расчетами вместе с тем установлено, что свежеьооведенная полоса закладочного массива, примыкающая к рабочему пространству, несет незначительную нагрузку.

Расчеты смешений и напряжений при отработке пласта по простиранию осуществлялись для вариантов закладки выработанного пространства двумя видами материалов: горелыми породами или твердевшими смесями. Картины поверхностей сыешэний, опорного давления и отпора закладки при отработке пласта по простиранию с применением в качестве закладки материалов из твердеющих смесей приводятся на рис. 5 для положений очистного забоя: в верхнем подэтаже отработано 200 м , в нижнем подэтаже - 188 м.

Расчетами установлено, что на начальном этапе отработки по простиранию как с закладкой горельниками, так и с закладкой твердеющими смесями, картины смешений мало отличаются. С:лцаственные различия в картинах смешений появляются при положениях очистного забоя после 30-40 м подвигами* и выражаются в том, что при отработке пласта с закладкой горелыми породами происходит интенсивный рост смешений как в Еиработанном и рабочем пространство, так и над угольным массивом; . при обработке с а а] ел ад кой материалами иа твердеющих смесей прирост смещений незначительный. Мэяно считать, что в первом случае формирование смещений имеет неустановившийся гаранте р, во-втором - установившийся.

При применении а качестве закладочных материалов твердеющих смесей (и«и горелых пород ) определены еледувдие деформационные характеристики: матеимальные деформации кроша! пласта будут на

Линии уро!'нг-й псг-рхностей опорного давления и отпора закладки при отработке пллста по пнденип с закладкой выработанного пк-отранетвг» твердекэдими смесями.

н» и и и ш Х/1

Рис. 4.

Линии уровней поверхностей смещений (1С). опорного = давления и отпора закладки ( 7 (/) при отработке пласта по простиранию с закладкой выработанного пространства твердеоцими в смесями.

уступе опережения достигать на верхнем подэтаже 1.02 (или 1,52) и на нижнем-2,0* (или 3,52); деформации кровли на кромке закладочного массива составляет 1,2-2,52 ( или 2,0-4,02), а максимальные деформации в в (уработанном пространстве - 3,02 (или 5,02); максимальная у салка ьакладки происходит в средней части этажа и составляет 2,0-2,52 (или 3,5-4,52).

При отработке пласта по простиранию с закладкой твердевшими смесями на начальном этапе отработки зачладка не оказывает отпора кровле, которая как пространственная плита опирается на угольном массив. По мере водвигания очистных работ в выработанном пространстве формируется отпер закладки (рис. 5), распространяющийся вслед аа очистным забоем. Е средней трети этажа образуется "несущее ядро" отпора закладки. Однако в выработанном пространстве, примыкаюасм к выше- и нижележащему этажу, а также в зоне опережения очистных работ в верхнем подэтаже, отпор закладки отсутствует в силу краевого э*л>.;кта описания массива пород на пласт. Концентрация опорного давления на выда- и нижележащий угольный массив остается постоянной.

Качественный характер распределения напряжений одинаков при отработке с закладкой материалами различными по величине усадкой (горелыми породами, песком или твердеющими смесями). Материал закладки определяет различия в величинах и зонах распространения опорного давления и отпора ааклацки в выработанном пространстве. Опорное давление впереди забоя на нклэ- и вышележащий этаж увеличивается при закладке горельниками по сравнению с закладками песком и, особенно, материалами из твердеших смесей. Увеличение опорного давления может привести к оОруоениям угля как в очистном забое, так и с вышележащего этажа Отметим, что на флангах выемочного поля опорное давления одинаково при всех видах закладки.

Количественные различия происходят в величине и зонах распространения отпора закладки для различных закладочных материалов. Если при закладке твердеющими смесями (рис.5) отпор ее начинает формироваться около рабочего пространства, то при закладке горельниками треть выработанного пространства, примыкавшая к очистному забою, а с учетом зон краевого эффекта около смежных этажей можно говорить и о половине выработанного пространства, не оказывает отпора боковым породам. Одновременно, если зона отпора закладки при твердеющих смесях распространяется почти на все выработанное пространство, то при закладке песком и горельниками она распространяться соответственно на две трети или треть выработано

- г? -

ного пространства, отставая от очистного забоя.

Проведенные расчеты использовались для обоснования по фактору горного давления технологических схем выемки под охраняемыми объектами мощных крутых пластов горизонтальными слоями с заклад-гай выработанного пространства литой твердеющей смесью.

На основе исследований, представленных в диссертации, для института КузКИУИ , Производственного объединения "Прокопьевску-голь", шахты "Коксовая" выполнялись разработки методов и программных средств расчета и.контроля , проводилось прогнозирование проявлений горного давления, геомеханическое обоснование параметров технологических схем и геомеханическая оценка способов управления горным давлением для выемочных участков действующих и проектируемых систем отработки. Внедрение результатов работы в Прокопьевском районе Кузбасса при разработке мощных крутых пластов способствовало повышению безопасности работ, позволило полупить гарантированный экономический эффект 486 тью:рублей (в ценах цо 1930 г.) за счет обоснования выбора рациональных технических и технологических решений.

Геоыехантеский шнтортг на угольных шахтах Кузбасса- система контроля и прогноза состояния массива горных пород

В разработке методов управления горным давлением при подзем-иой добычи твердого топлива в настоящее время открываются новые возможности использования результатов горной геомеханики на осно-зе средств автоматизации и компьютеризации. Эти возможности реализуются в геомеханической мониторинговой системе угольных шахт, которая может быть определена по аналогии с имеющимися понятиями жзниторинга, во в горной геомеханике, автоматизированных методах управления угольной шахтой, изучении и прогнозировании влияния горной промышленности на окружающую среду формулируется впервые как самостоятельная информационная система

В диссертационной работе введены понятия, определения и рассматриваются основы геомеханического мониторинга (ГМ- мониторинга), как комплексной системы регламентированных наблюдений, оценки и прогноза изменений геомеханического состояния (ТО-состояния) массива горных пород при подземной разработке месторождений. Геомеханическая мониторинговая система (ГМ УС) для угольных пахтах, описываемая в диссертации, является техническим средством ГМ-мониторинга и предназначена, во-первых, для геомеханического обоснования технических и технологических решений и выбора рекомендаций по управлению горным давление и,-во-вторых, для геомеха-

нического обеспечения контроля эффективности применения способов управления и выявления опасных проявлений горного давления (ПГД).

Решение первой задачи ГМ ЫС осуществляется двумя основными подсистемами: " ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ПРОГНОЗА ГМ-СОСТОЯНИЯ " и за ней следующей подсистемой " ОЦЕНКА ПРОГНОЗИРУЕМОГО га-СОСТОЯНИЯ Решение второй задачи реализуется с помощью подсистемы " РЕГЛА-МЗИГКРОВАНКЕ НАБЛЮДЕНИЯ ГМ-СОСТОЯНИЯ " и следующей за ней подсистемы " ОЦЕНКА ФАКТИЧЕСКОГО ГМ-СОСТОЯНИЯ ". Подсистемы, взаимосвязанные прямыми и обратными связями, позволяют производить мониторинг как на стадии планирования разработки, так и при подготовке ' отработке участка. Для решения этих задач сформулирован состав ГМ Ю, представленный на рис.6.

Экспериментально - аналитический подход в построении ГМ МС, разработанный в диссертационной работе,основан на использовании результатов натурных ( шахтных ) измерений ПГД в качестве граничных условий аналитических задач механики горных пород и теорий горного давления. Реализацией такого подхода оказалась возможной на основе разработанной модели формирования смешений боковых пород при подземной отработке пластового месторождения и метода определения ГМ-ссстояния массива по экспериментально замеренным или рассчитанным смещениям.

Методология экспериментально-аналитического подхода в исследованиях. разработанная в диссертационной работе, использовалась в исследованиях ряда отечественных научно-исследовательских институтов, а также передавалась и использовалась в совместных исследованиях с Институтом безопасности горных работ (Лейпциг, ГДР) Высшим горно - геологическим институтом (Coiия,Болгария), и Главным институтом горного дела (Катовицы, Польша).

Совместными исследованиями с ГИГД Республики Польша сформулирован комплексный метод оценки состояния очистной выработки при отработке угольных пластов механизированными комплексами, основанный на количественном описании при помощи "коэффициента состояния выработки" и его выражении через конкретную форму проявлений горного давления - смешения кровли в выработанном пространстве.

Введены понятия "предельно допустимого состояния" (ПДС) очистной выработки, при котором возникает рпасность обрушения кровли. Пэлучены количественные.зависимости ПДС от отпора крепи и приращений смещений пород кровли в выработанном пространстве в лавах отрабатываемых с обрушением или закладкой.

Предварительная (при проектировании или до начала очистных

Состав геомеханичиской мониторинговой системы.

Рис.б.

работ) оценка состояния выработки осуществляется по методике, разработанной в Главном институте горного дела Республики Польши (г. Катовице) и учитывающей горно-геологические условия, способ и средства управления горным давлением и технологические параметры.

Оперативный (в процессе отработки пласта) контроль состояния выработки осуществляется методами измерений и обработки результатов, основанными на модели формирования смещений боковых пород, разработанной в диссертационной работе, и с помощью приборов для шахтных измерений Института угля СО РАН. Оперативный контроль позволяет сравнить результаты измерений с результатами предварительной прогноза и провести прогноз смещений (или состояния очистной выработки) на последующие подвигания забоя, выявить возможные отклонения и установить причины этих отклонений.

Техническими средствами сбора, хранения и обработки информации является автоматизированный комплекс приборов измерений и сбора геомеханической информации. Комплекс предназначен для многоканального сбора, измерений и отображения на цифровом табло результатов измерений; регистрации информации в память на микросхемах; Еьгвода информации из памяти и ввода в ПЭВМ. Комплекс работает с любым датчиком (первичными датчиками перемещений, деформаций или давлений), преобразующим механическое или иное воздействие в электрический сигнал постоянного тока и имеющим полумостовую схему включения. Приборы предназначены для эксплуатации в вахтах и рудниках, в том числе опасных по газу метану и пыли в соответствии с ПБ в угольных и сланцевых пахтах.

Организационная структура ГЫ-мониторинга в бассейне определяется имеющимися специализированными инженерными службами (группами горного давления, маркшейдерскими службами шахт и объединений) , потребностями обработки информации и построения информационно-вычислительной системы горного производства. Рациональной структурой ГЫ-мониторинга является трехступенчатый уровень организации: группы горного давления шахт, службы управления горным давлением объединений и инженерно - методический центр бассейна.

Методологические основы геомеханического мониторинга разработаны и использовались в угольной отрасли в виде нормативных документов (разработанных с участием автора) для групп горного давления шахт и объединений, созданных первоначально в Кузнецком, Карагандинском и Печорском бассейнах, а затем в Донбассе, и реализованы положительным опытом работ этих групп на шахтах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации разработаны теоретические положения методов определения геомеханического состояния массива горных пород и прогнозирования проявлений горного давления при подземной отработке угольных пластов, совокупность которых представляет новее крупное достижение в развитии перспективного направления горной геомеханики -- геомеханического мониторинга с целью повьпнния эффективности и безопасности горных работ на угольных пахтах.

Основные теоретические положения, конкретные научные и практические результаты работы заключаются в следугак?»с

1. Разработана новая методология прогнозирования и контроля проявлений горного давления при отработке угольных пластов синтезирующая экспериментальные измерения смешзний баковых пород в отдельных точках, методы моделирования процессов сдвижений точек границы кровли с выработанным пространством и пластом и аналитические расчеты пространственного напряженно-деформированного состояния массива горных пород.

2. Анализом шахтных инструментальных наблюдений установлено:

- смешения в боковых породах являются следствием изменений геомеханического состояния массива горных пород в результате очистных работ и развития реологических процессов;

- формирование смешений пород отражает процесс проведения очистной выработки циклическими подвигаяиями забоя при отработке угольной полосы и циклические подвиганиями фронта работ полосами на отрабатываемом участке;

- точки границы кровли смешаются по нормали к плоскости границы в виде поверхностей приращений смещений от подвигания забоя и фронта очистных работ и поверхности конечных смещений от отработки выемочного участка.

3. Показана возможность при прогнозировании проявлений горного давления использовать установленные по результатам натурных наблюдений следующие основные закономерности взаимодействия породного массива с естественными ( угольный пласт) и искусственными (закладка) опорами: .

- элементами смещений являются приращения смещений от единич ныхтгодвиганий забоя, которые', суммируясь при подвисаниях забоя в полосе, формирует приращения смещений от единичного подвигания фронта работ, а последние, суммируясь при подвиганиях полосами, формирует поверхность конечных смешений от отработки участка;

- поверхность приращений смещений от единичного подвигания забоя характеризуется- параметрами ~ максимальным значением, рас-

положением его относительно забоя и степенью убывания смещений над пластом и выработанным пространством ;

- при отработке пластов с закладкой выработанного пространства в развитии мульдовой формы опускания кровли выделены три основные стадии -- начального, с началом очистных работ, интенсивного возрастания приращений смещений, неустановившегося и, по мере формирования отпора закладки, установившегося характера приращений смещений от подвиганий забоя и фронта работ;

- при отработке пластов с обрушением кровли в выработанном пространстве поверхности смещений формируются консольного вида и имеет пе^'одический характер;

- происходит возрастание или убывание смещений при подходе к зоне или выходе очистного забоя из зоны влияния горно-геологической или горнотехнической аномалии на выемочном участке;

- в окрестности подготовительной выработки формируются дополнительные прирагкния смешений под влиянием очистного забоя.

4. Разработана модель сдвижений пород на границе кровли, ко торая описывает формирование поверхностей смещений с помощью параметров элементов смещений. Совокупность значений и функциональных зависимостей параметров элементов от горно-геологических, горнотехнических и технологических Факторов, полученных экспериментально, составляют базу данных для автоматизированного прогнозирования проявлений горного давления.

5. Сформирована база данных параметров элементов по результатам обработки экспериментально измеренных смещений пород при

отработки более чем 20 опытных участков на мощных крутых пластах Прокопьевско - Киселевского месторождения Кузбасса. В базе данных отражены Функциональные зависимости от следующих факторов:

горно-геологических условий -- глубины работ (в диапозоне от 200 до 300 м), мощности (от 2,5 до 6 м) и угла падения (от 45 до 80 град.) пласта, прочности (15. ..70 Ша (или IV, III, И и I класса устойчивости /по ВНИШ/)) пород кровли, мелкоамплитудных геологических нарушений (с амплитудами смещений от 0,3 до 2,0 м);

горнотехнической ситуации — зон влияния целиков-пггампов в над(под)работанных пластах (для мощностей междуиластья 5... 45 м), остаточного опорного давления от смежных отработанных (с закладкой или обрушением) участков, подготовительных выработок;

параметров технологической схемы отработки -- направлений и скоростей подвиганий забоя и фронта очистных работ, размеров выемочного участка, компрессионных характеристики закладочного мае

сива (с усадкой от 5-77. (песок) до 25-282 (дробленые породы)), ширины отрабатываемой полосы (от 2 до 9 м) и продолжительности цикла работ (от 0,5 до 5 час.), способа (механического или взрывного) отбойки угля, порядка отработки наклонного слоя (первого или второго) и отработка встречными забоями.

6. Разработан новый экспериментально-аналитический метод определения изменений пространственного геомеханического состояния массива горных пород. Отличительная особенность метода состоит в том, что при постановках и решениях аналитических задач о напряженно- деформированном состояний массива в окрестности очистной выработки в качестве гранитных условий используются экспериментально измеренные (или рассчитанные по экспериментальным-дшпгам) поверхности или профильные кривые смещений кровли.

Используя разработанную модель смещений пород на границе кровли и применяя для описания свойств пород упруго-наследственную модель механики горных пород, сформулированы и решены разнообразные пространственные и двумерные задачи для различных вариантов шахтных измерений смещений, разных временных периодов отработки пласта с закладкой выработанного пространства

7. Разработан комплекс программных средств расчета геомеханической обстановки на выемочном участке, который позволяет, используя вычислительную технику, прогнозировать проявления горного давления с учетом конкретных горно-геологкческих условий, горнотехнической ситуации на выемочном участке и заданных параметров технологической схемы. Впервые при решении задач горной геомеханики проводится автоматизированное картирование геомеханической обстановки на выемочном участке. Использование методов малинной графики для обработки мзссивов рассчитанных компонент сдвижений, деформаций и напряжений открывает новые возможности многовариантного анализа состояний массива горных пород и проявлений горного давления на стадиях планирования, подготовки и отработки пласта

8. Разработанными методами и программными средствами проведены прогнозные расчеты изменений геомеханической обстановки на выемочных участках при отработке мощных крутых пластов по восстанию горизонтальными полосами и поперечно-наклонными слоями с гидрозакладкой различными закладочными материалами. Впервые получены карты, установлены качественные и количественные различия поверхностей смещений, опорного давления на угольный массив вокруг очистной выработки и отпора закладки в выработанном пространстве.

Установлено,что при отработке с закладкой-в аномальных зонах

влияния ^лкоамплитудных геологических нарушений, целиков-штампов, углеспускных печей и т. п. происходят повышенные смещения кровли при прохождении забоя, но возведенный закладочный массив в атих аонач не формирует отпора

Определена прогнозные проявления горного давления и геомеха-иические особенности состояний массивов горных пород "пя новых технологий разработки мощных крутых пластов при направлениях отработки по падении и простиранию с разными по компрессионным характеристикам закладочными массивами в выработанном пространстве.

Установлено, что для технологий отработки пластов по падению механизированными горизонтальными слоями с литой твердеющей закладкой применение е качестве аакладки материалов с компрессионной характеристикой усадки до 5 X приводит к формированию в выработанном пространстве "ядер уплотнения" закладки, обеспечивающих уыекыаенке смещений кровли и деформаций пласта, снижение концентраций опорного давления.

Для технологических схем отработки модных крутых пластов с закладкой, проектировавшихся и внедрявкихся в Кузбассе, технические и технологические решения, принятые на основе прогнозов проявлений горного давления методами и программными средствами, разработанными в диссертации, дали экономический эффект.

9. Введено понятие "предельно допустимого состояния" (ГЩЗ) очистной выработки, при котором возникает опасность обрушения кровли. Двя систем отработки механизированными крепями с обруое-киоы и закладкой выработанного пространства получены функциональные выражения ЛИС через "коэффициенты состояния выработки" и приращения смещений кровли в рабочем пространстве очистного забоя.

10. На основе выполненных исследований и опыта работы групп горного давления в отрасли разработаны положения о геомеханическом мониторинге на угольных пахтах, как комплексной системы регламентированных наблюдений,оценки и прогноза изменений геоиехаяи-ческого состояния массива пород при разработке полезного ископаемого, предназначенной для обеспечения контроля окружаюдей горной среды и повышения эффективности управления горным давлением.

Сформулированы структура и состав информационной геомеханической мониторинговой системы, как технического средства геомеханического мониторинга Одним из.нормативных элементов мониторинга являются разработанные (в соавторстве) и принятые в угольной отрасли методические основы функционирования и типовые положения о деятельности групп горного давления на угольных шахтах.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах автора:

Шнографии

1. прогнозирование и расчет проявлений горного давления. (Совместно с Грицко Г. И. , Посоховым Г. Е., крепко в им RE., Се-востьяновым В. В. и др.) -- йэЕосибирск: Наука, 1980. - 159 с.

2. Экспериментально - аналитический метод огредс-ления напря-аений в массиве горных пород. ( Совместно с Грицкс Р. И.). - Новосибирск: Шука, 1976. - 190 с.

3. Горное давление на мощных крутых пластах. (Совместно с Грицко Г. Я . Посоховым Г. Е., Цыцаркнкш R. к., ЗЬдриным А. Г., Кур-ленейМ.а и др.). — Новосибирск: Наука,1967. - 214 с.

Статьи в грудах ме ждут родных конгрессов, кэг. 'есептМ, ет-позиумэв и в ааруоелнот издании

4. Автоматизированная обработка геомеханической информации для прогнозирования проявлений горного давления. (Совместно с Го-лубовым C.U.)// VII Мгждународный конгресс по маркиеидерш-гму делу. СССР, Ленннград, 28 июня - 2 шаля 1988 г. Сборник докладов. XIII. — Ленинград, 1988. - С. 45 - 49.

5. Тенденции в совершенствовании методов управления горный давлением механизированными крепями при отработке угольных пластов Южного Кузбасса. (Совместно с Никишнчевым Б. Г. , Ткщэнко С. !.L ) //Перспективы раавития горной промышленности. XV Всемирный госний конгресс. 25 - 29 мая 1992 г. - Мадрид, Испания. - С. 199 - 20-1. (Доклады на англ. языке: THE MINING OUTLOOK. - Vol.1. -P. 4Г.7-472.)

G. Геомэханический мониторинг в системе автоматизированного управления угольной сахты. ( Совместно с Гркико Г. Я.) // World Wining Congress. J CMC 1SS0 ( 10 International Conference cn Automation in Mine Control ). October 22 -26, 1990. -- Ostrava Czechoslovakia - T. III. - S. 531 - 5S6.

7. Автоматизированная система измерений, обработки и прогноза в геомеханическом мониторинге ив угольных вахтах Кузбасса (Совместно с Козловым Е ]1 ,Потаповым К IL)// ABTOUATJOAIWH В ГОРНОМ ДЕЛЕ. WORLD МПШКЗ CONGRESS. INTERNATIONAL CGI.MITTEE ОН AUTOMAT I0iJ OF MIJ.ES AND QARR1ES (JCA1.C). Одиннадцатая Международная конференция. 15-19.03.1992. - Россия,Екатеринбург. - С. 98-93.

8. Геомеханическая мониторинговая система для угольных кахт. (Совместно о Штапоныи В. П.) // Международный симпозиум по иеха-нике горных пород, горному давлению и управлению состоянием массива горных пород на угольных вахтах КНР и СССР. Пай, 1991. - 7а-йань, провинции Ваньдун, КНР. Сборник докладов (на китайском языке). - С. 5-6.

9. Автоматизированный комплекс приборов сбора и обработки геомеханической информации. (Совместно с ¡Узловым в. iL , Рисовер Е Е , ВербшюЕЬм a Б. , Сидоровым а Т.)// НэждународныЛ симпозиум по механике горних пород, горному давления и управ лет-, а состоянием массива горних пород на угольных пахтах КНР и СССР, Ifert, 1991. -Тайань, провинции Шньдун, КНР. Сборник докладов (на китайском языке). - С. 42 - 43.

10. Anwendung der experimentellanalytischen ».fethode fur die Bestimmung des räumlichen Spannungs - Det'orrrationszustandes des Gebirgsinassivs beim Abbau einer Flo2lagerstatte. (nwt E. Berthold und К. Freytag, Leipzig, G. I. Grisko und В. V. Wlasenko, Novosibirsk) // Heul Bergbautechnir. 10 Jg. Heft 9. Septerrber 1080. S. 517-521.

Статьи р отечественных изданиях 11. о проявлении реологических свойств массива при движении очистного забоя в крутопалаотих пластах. (Совместно с Горбачевым Т. Ф., Гриш® Г. И.) // Яизико - технические проблемы разработки полезных ископаемых ( ФГПРПИ ) *. — 1065. - N1. - С. 13 - 10.

12. Изменение напряженного состояния горного массива при отработке угольных пластов. (Совместно с Грицко Г. И.) // ФГПРПИ

- 1965. - II б. - С. 12 - 18.

13. Экспериментально - аналитический метод определения напряжений в массиве по натурным измерениям смешений кровли угольных пластов Л Совместно с Сенук Д. П.)// ФГПРПИ -1967. - N 4. -С. 3-16.

14. К определению деформаций и перемещений в массиве горных пород экспериментально-аналитическим методом. (Совместно с Грицко Г. И. , Миренковым ЕЕ.) 71 ФГПРПИ*«. - 1970.- N 3. - С. 3 -7.

15. Решение краевой задачи, возникающей при определении напряженно!. состояния горного массива. (Совместно с Гузевским Л.Г.) // ФГПРПИ**. — 1970. - N 4. - С. 20 - 24.

16. Экспериментально - аналитический метод определения напряжений в угольном пласте. ( Совместно с Грицко Г. И., Шалимовым ЕМ.) // ФГПРПИ — 1971. - N 1. - С. 3-10.

17. Расчеты напрятанного состояния угольного пласта ( Совместно с Эрлихмг'шом О. )1 ) // ФГПРПИ-*. — 1972. - N 2. - С. 22-29.

18. Расчет напряженного состояния массива горных пород по смещениям дневной поверхности. ( Совместно с Эрлихманом Ф. М.) // ФГПРПИ -- 1975. - N 6. - С. 46 - 49 .

19. К прогнозированию обрушений угольного массива .при механизированной выем1се с закладкой мощных крутых пластов в Кузбассе. ( Совместно с Босоховым Г. Е. , Севостьяновым Е Е , Терешкиным А. О. , Шумским И. II. ) // Вопросы горного давления. — Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1975. - Еып. 32. - С. 16 - 21.

20. Иэтод расчета поверхностей смешений боковых пород при отработке угольного пласта (Совместно с Грицко Г. И.) // ФГПРПИ111.

— 1976. - N 2. - С. 9 - 16; - N 4. - С. 3 - 12.

21. Аналитическое описание формирования смещений пород кровли при отработке с закладкой выработанного пространства и обрушением. (Совместно с Флейшманом А.Ш.)// ФГПРПИТ-1976.-N6. - С. 7-13.

22. Экспериментально-аналитическое определение давления по замерам смешений над угольном пластом. (Совместно с Грицко Г. И., Миренковым ЕЕ.) // Вопросы горного давления. - Новосибирск; ИГД СО АН СССР, 1976. - Ьш. 33. - С. 96 - 101.

- 23. Пространственный экспериментально - аналитический метод определения механического состояния массива горных пород. ( Совместно с Грицко Г. ¡1 , Миренковым Е Е. ) // ФГПРПИ*-. -- 1977. - -N1. - С. 3 -11; - N 3. - С. 19 - 26.

24. Поверхности опорного давления и отпора аакладки при отработке пласта // ФГПРПИ*. — 1978. - N 1. - С. 9 - 15.

25. Кинематика пород кровли при отработке угольного пласта с закладкой // ФГПРПИ'*". — 1978. - N 5. - С. 3-9.

26. Прогноз концентрации давления при отработке угольного пласта с гидрозакладкой выработанного пространства(Совместно с Грицко Г.И., Миренковым ЕЕ.) // Вопросы горного давления. - Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1978. - Вып. 36. - С. 3-8.

27. йсспериментально-аналитическое определение напряженного состояния пород в окрестности взаимодействующих выработок при отработке угольного пласта ( Совместно с Миренковым ЕЕ. ) // Воп-

~) Работа одновременно опубликована в журнале "Soviet mining Sience", New York.

росы горного давления. - Новосибирск: ИГЛ СО АН СССР, 1978. --Вып. 36. - С. 20-26.

28. Влияние горно-геологических и горнотехнических аномалий выемочного поля на проявления горного давления. ( Совместно с Се-востьяновым Е В., Флейшманом А. Ш.)// ФГПРПИ*. -1979.-н 1.-С. 3-9.

29. Применение экспериментально-аналитического метода для определения пространственного напряженно - деформированного состояния кровли при разработке каг:Яных месторождений ГДР. (Совместно с Е. Бертольдом, К Ярейтагом)//2ТПРПИ **. —1979. - 112. -С. 10-17.

SO. Кинематика боковых пород в начальный период отработки лавы. (Совместно с Карандашовым ЕЕ, Флейшманом а.'¡11)// ФГПР1Ш-*'. ~ 19Б0. - N 2. - С. 7 - 12.

31. Проявления горного давления при отработке мощных крутых пластов по восстаний с закладкой выработанного пространства // вТПРПИ**. ~ 1982. - N 3. - С. 30 - 34.

32. Геомеханический мониторинг очистных механизированных аа-: боев при отработке угольных пластов. (Совместно с А. Бшшнски,

Грицко Г.И., Ст. КНевичем, А.Неробишем) // ОТПРПИ^. - 1Э91.- н 5.

- С. 94 - 101.

Статья в трудах съездов, конференций, семинаров

ЗЗПетод оценки напряженного состояния кровли по заданным смещениям ее над пластом и в выработанном пространстве// Нзучно -

- координационное совещание по горному давлению. Тезисы докладов. -Новосибирск, 1965. -С. 4-5 // Научная конференция по механике горных пород. ~ Алма-Ата, 1955. - С. 10 // Проблемы механики горных пород. Материалы Первой Всесоюзной научной конференции rio мехаяи-íce горных пород. — Алма-Ата: Кзука Каэ. ССР, 1963. - С. 38 - 97.

34. Определение напряженно-дефоршроваяного состояния горного массива при отработке угольных пластов. (Совместно с Грищсо г. И.) //Третий Всесоюзный сгезд по теоретической и прикладной механике. Москва,25.01-01.02.1968 г. Аннотации докладов.-VL ,1968. -С. 73.

35. Оценка динамики подвигания забоя и упруго-наследственные задачи определения напряжений в юрном массиве. ( Совместно с Грицко Г. И.) // Проблемы механики горных пород. — Новосибирск: Наука, 1971. - С. 49 - 54.

36. Расчет напрятанного состояния горного массива с типовыми граничными условиями на контакте угольного пласта с породами кровли. (Совместно с Грицко Г. И., Акимовым В. С.) // Проблемы механики горных пород. — Новосибирск: Наука, 1971.- С. 73 - 77.

37. Экспериментально - ачачитический метод в механике горных пород // Тезисы докладов V Всесоюзной конференции по механике горных пород . — Ц.: ' JfflQ АН СССР, 1974. - С. 15.

38. Прогнозирование проявлений горного давления при геомеха-вическом обосновании технологий разработки угольных месторождений. ( Совместно с Грицко Г. И.. Посохов Г.Е.) // Горное давление, методы управления и контроля, материалы VI Всесоюзной конференции по механике горных пород. — Фрунае: Клим, 1979. - С. 24 - 31. .

39. Геомеханическая обстановка в выемочных полях Пластов, отрабатываема с закладной // Тезисы докладов VII Всесоюзной конференции по механике горных пород. Днепропетровск, 28 сентября -

- 1 октября 1981 г. — UT: ИГЛ им. А. А. Скочинского, 1981. - С. 24.

40. Геомехаяическая обстановка при отработке мощных крутых пластов Кузбасса с закладкой // Комплексные исследования физических свойств горных пород и процессов. VII Всесоюзная научная конференция вувов СССР с участием НИИ. Тезисы докладов - М.: ЫГИ, 1981. - С. 36.

41. Геомеханический мониторинг угольных шахт Кузбасса // Напряженное состояние массивов горных пород и управление горным давлением. (Материалы ÍX Всесоюзной конференции по механике горных пород. Срунзе, 3- Боктября 1989 г.).-Бишкек; Илим,1990. -С. 170-178.

42. Комплексный метод оценки состояния очистной выработки при отработке угольных пластов механизированными комплексами. (Совместно с Потаповым В.П., А.Неробишем, Ст.Юневичем ) // Нтрятонное состояние массивов горных пород и управление горным давлением. (Материалы IX Всесоюзной конференции по механике горных пород. Срунзе.З-Роктября 1989 г.).-Бишкек: Илим,1990. -0.206-207.

43. Система интерактивной машинной графики для геомеханического мониторинга. ( Совместно с Потаповым Е П., Еитковским Э. IL ) // Тезисы докладов V Всесоюзной конференции по машинной графике. — Новосибирск: ВЦ СО АН СССР, 1969. - С. 51.

44. Геомеханический мониторинг на угольных шахтах и карьерах// I ольный комплекс Сибири - 90. Труды Всесоюзной конференции по развитию производительных сил Сибири. - Ленинск-Кузнецкий: ИУ СО AJI СССР, 1990. - Т. 1. - С. 92 - 94.

45. Напряженное состояние упруго-наследственного горного массива при сложном вид? профильной линии смещений. (Совместно с Акимовым R С., Коскоеым Е А.) // Горное дело. Материалы к симпозиуму молодых ученых. - Новосибирск ИГД СО АН СССР, 1969. - С. 24-29.

46. Формулировка задач определения наряженного состояния угольного пласта с помопыо натурных наблюдений за проявлениями горного давления. ( Совместно с Грицко Г. И., Мусалимовым ЕМ.)// Аналитические методы и вычислительная техника в механике горных пород.-" Новосибирск: ИГД СО АН CCC?, 1971. - С. 10 - 18.

47. Метод ре^-ния некоторых пространственных задач механики горны пород. ( Совместно с Мире иконой г. Е , Сосниной Э. Г.)// Аналитические методы и вычислительная техника в механике горных пород. - Новосибирск: КГД СО АН СССР, 1971. - С. 71 - 60.

48. Приближенное ресение плоской задачи теории упругости для полуполосы. ( Совместно с Эрлихманом 4>. М. ). // Аналитические методы и вычислительная техника в механике горных пород. — Вэвоси-бирск: ИГД СО АН СССР, 1971. - С. 31 - 66.

49. Исследование механического состояния горного массива при отработке мощных крутопадающих пластов Кузбасса. ( Совместно с Грицко Г. К , Миренковым Е Б., Носковым RA.)// Аналитические методы и вычислительная техника в механике горных пород. — Новосибирск: ИГД СО АН СССР. 1975. - С. 117 - 125.

50. Автоматизированная система прогнозирования проявлений горного давления. ( Совместно с Грицко Г. И.) // Геомеханические системы диагностики и контроля состояния и свойств массива горных пород. — Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1978. - С. 17 - 20.

51. Кинематика пород окрестности подготовительных выработок в зоне влияния очистных работ. (Совместно . с Флейшманом А.Ш.). // Крепление, поддержание и охрана горных выработок. — Новосибирск: ИГД СО АН СССР. 1979. - С. 99 - 105.

52. Прогнозирование смешений кровли при отработке мощных крутых пластов по восстанию с закладкой выработанного пространства ( Совместно с Терешкиным А. Ф.)//Аналитические и численные исследования в механике горных пород. -Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1981. - С. 90 - 97. .

53. Комплекс задач прогнозирования проявлений горного давления при отработке угольного пласта // Аналитические методы и применения ЭВМ в механике горных пород. — Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1982. - С. 115 - 118.

54. Формирование кинематики кровли при отработке угс [ьных пластов механизированными комплексами. (Совместно с ФлеЛшаном А. Ш.) // Адаптивность механизированных крепей / Вопросы горного давления, — Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1983. -Вып. 41. -С. 114-116.

55. О структуре системы геомеханического мониторинга (Совместно с Потаповым В.П.)// Тезисы докладов И Всесоюзного семинара" Информатика недр "( банки данных, базы знаний,компьютерные технологии). — Кемерово: ИУ СО АН СССР, 1989. - С. 99.

Проспекты выставок

ьь. 1'еомеханическая измерительно - вычислительная система. . ( Совместно с Козловым Ей.)// Аппаратура и приборы для научных исследований. Наука - 88. Международная отраслевая выставка. СССР, Москва, 22 ноября-1 декабря 1988 г. Проспект. - С. 129.

57. Удостоверение N 12996 за достигнутые успехи в развитии народного хозяйства СССР. Главный комитет ВДНХ СССР награждает Серебряной медачыо ВЛасенко ЕЕ Постановл. от 30. 05. 89г. N 274-Н.

Нормативные и методические материалы (составленные р участием автора)

ьв. Руководство по оперативному прогнозированию и предупреждению обрушений угля в очистных забоях при системах разработки угольных пластов с закладкой. ( Совместно с Грицко Г. К , Миренковым Е Е. , Посоховьм Г. Е. , Севостьяновым Е Е , Терешкиным А. Ф. и др.). — Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1978. - 29 с.

59. Типовое временное положение о группе горного давления шахты. (Совместно с Грицко Г. И. , Ардашевым К. А. , Катковым Г. А. и ;тр.). — Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1980. - 51 с. (Утверждена техническим управлением Минутлепрома СССР).

СО. Временное положение о группе горного давления шахты ГО "Прокопьевскуголь". (Совместно с Грицко Г. И. .Ардашевым К.А. ,Кат-.•явым Г. А. и др.)// - Новосибирск - Прокопьевск, 1980. - 63 с. 1 Утверждена техническим директором ПО "Прокопьевскуголь").

01. Еременное положение о группе горного давления шахты "Распадская " объединения " ККкузбассуголь ". ( Созмзстно с Ардашевым К. А., Арсеновым П С., Бажиным Н П. и др. // Новосибирск , 1981. - С*) с. (Утверждена технич. директором ПО "К&хкузбассуголь").

62. Временное положение о группе горного давления шахты ПО "Ленинскуголь". (Совместно с Грицко Г. И. , Гаманом Ф. Ф. , Кулаковым Г. И. и др)// Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1982. -37 с. (Утверждена техническим директором ПО "Ленинскуголь").

63. Положение о группе горного давления и шахтной геофизики ПО "Ростовуголь". (Совместно с Грицко Г. И., Кулаковым Г. II, Цыцар-киным ЕЕ и др.)// Новосибирск, 1983. -33 с. (Утверлцена техническим директором ПО "Ростовуголь").

84. Моделирование на ЭВМ геомеханической обстановки при отработке угольного пласта с помощью экспериментально- аналитического метода механики горных пород (Совместно с Флейшманом А. Ш.)// МГИ. Методические разработки для специальности 0201, 0202, 0206, 0209, 021,0 по курсу: "Физика горных пород", раадел "Давление горных пород". III шдземные горные работы. - 2 с.

65. методические указания по применению терминов горной геомеханики. (Совместно с Борисовым А. А, Зориным А. Н., Катковым Г. А., Козелом А. М., Кузнецовым Г. Е , Кузнецовым С. Е , Кузнецовым С. Т., , Норватовым Ю. А., ^шаговым а А., Черняком И. Л , Шиком Е М., Матвеевым Б. Е , Петуховым И. А.). - Л.: ВНИМИ, 1989. - 35 с,

Подписано к печати 25.05.93. Заказ ШЗ. Тираж 100 вкз. Ойъем 2 п.л. Печать офсетная.

Кемерово.Ротапринт ЕостНКИ. 650002 г.Кемерозо.уд.Инсгитутская.З.