Міністерство освіти і науки України

Національна гірнича академія України

УДК 622.692.24

Агєєв Володимир Григорович

СТІЙКІСТЬ ПІДЗЕМНИХ ВИРОБОК ВУГІЛЬНИХ ШАХТ

у тріщинуватому порідному масиві

Спеціальність 05.15.09. – “Механіка ґрунтів та гірських порід”

Автореферат дисертації

на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Дніпропетровськ - 2000

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі будівництва шахт і підземних споруд в Національній гірничій академії України Міністерства освіти і науки України

(м. Дніпропетровськ).

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор

Шашенко Олександр Миколайович,

Національна гірнича академія України

Міністерства освіти і науки України (м. Дніпропетровськ) ,

завідувач кафедри будівництва шахт і підземних споруд.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, старший науковий співробітник

Власов Сергій Федорович,

Національна гірнича академія України

Міністерства освіти і науки України (м. Дніпропетровськ), професор, кафедри підземної розробки родовищ.

доктор технічних наук, старший науковий співробітник Петренко Володимир Дмитрович

Дніпропетровський державний технічний університет залізничного транспорту Міністерства освіти і науки України, завідувач кафедри тунелів, основ та фундаментів.

Провідна установа: Донецький науково-дослідний вугільний інститут Міністерства палива та енергетики України, лабораторія шахтного фонду

Захист дисертації відбудеться “22” грудня 2000 р.

о 14годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.080.04 при Національній гірничій академії України Міністерства освіти і науки України,

(49027, Україна, м. Дніпропетровськ – 27, просп. К. Маркса, 19).

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національної гірничої академії України Міністерства освіти і науки України,

(49027, Україна, м. Дніпропетровськ – 27, просп. К. Маркса, 19).

Автореферат розісланий “20”листопада2000 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради,

доктор технічних наук, професор А.М. Роєнко

Загальна ХАРАКТЕРИСТИКА роботи

Актуальність теми. Основою економіки промисловості розвинених країн є, насамперед, паливно-енергетичний комплекс. З усіх джерел енергії в Україні переважна частина їх (понад 70 %) припадає на вугілля. Тим часом політична й економічна ситуація в країні призвели до того, що видобуток найважливішого і, по суті, єдиного власного енергоносія в країні різко впав. Так, обсяг видобутку вугілля в 1999 році майже в три рази менше, ніж у 1976 році. При цьому кількість робітників у цілому на шахтах знизилася усього лише на 10-25 %. Проте останні 2-3 роки намітилася стійка тенденція щодо зростання видобутку вугілля і залишається сподіватися, що вона стане домінуючою.

У структурі шахти велике значення має підготовлений фронт очисних робіт, що забезпечується проведенням відповідної кількості підготовчих виробок. При цьому технічний персонал намагається максимально використовувати ці виробки повторно і знизити витрати, пов'язані з забезпеченням їхніх експлуатаційних можливостей.

У цьому зв'язку актуальними стають дослідження, спрямовані на ефективне забезпечення стійкості виробок вугільних шахт.

Ідея досліджень складається в тому, щоб використовувати структурні особливості порідного масиву (тріщинуватість, шаруватість) для розміщення виробок таким чином, щоб максимально забезпечити зниження витрат на їх підтримку.

Ціль досліджень складається у встановленні закономірностей деформування порідного масиву навколо виробок, що проводяться при наявності пласких елементів структури типу тріщин.

Дисертація виконана як складова частина досліджень в області забезпечення стійкості підземних гірських виробок, виконаних у Національній гірничій академії України (ГП-233 "Встановлення закономірностей прояву гірського тиску в підготовчих виробках вугільних шахт, що знаходяться в зоні впливу очисних робіт" і ін.).

Основні задачі досліджень складаються в наступному:

·

· багатофакторний регресійний аналіз даних про стійкість виробок і одержання відповідних моделей;

· лабораторне дослідження на еквівалентних матеріалах;

· аналітичні дослідження стійкості виробок у масиві з тріщинами;

· практичне застосування отриманих закономірностей в умовах шахт ДХК "Шахтарськантрацит".

Методи досліджень: аналіз інформаційних джерел, збір й опрацювання результатів натурних досліджень, регресійний аналіз, лабораторне моделювання, аналітичні дослідження (метод граничних елементів).

Основні наукові положення, що захищаються в дисертації:

1. Стійкість підземної виробки в порідному масиві, що містить пласкі дефекти у вигляді тріщин (нашарувань) істотно і нелінійно залежить від азимута проведення виробки і кута нахилу пласких дефектів.

2. Рівень максимальних напружень перед вибоєм виробки, проведеної з боку лежачого боку, у 2-3 разу вище, ніж для виробки, проведеної з боку висячого боку стосовно пласких дефектів.

Наукова новизна отриманих результатів:

·

· стійкість підземних гірських виробок, яка оцінюється рівнем еквівалентних напружень, що діють у приконтурному масиві, функціонально пов'язана з кутом падіння тріщин і азимутом проведення виробки;

· обгрунтовано аналітично й експериментально, що різна стійкість виробок, проведених у тих самих умовах, але в протилежних напрямках, визначається рівнем концентрації напружень у привибійній частині порідного масиву.

Наукове значення роботи полягає у встановленні невідомої раніше закономірності змінення стійкості порідних оголень у підземних виробках залежно від напрямку їх проведення стосовно систем тріщин.

За результатами досліджень отримано свідоцтво про наукове відкриття (Диплом № 131, Міжнародна асоціація авторів наукових відкриттів на основі результатів наукової експертизи замовлення на відкриття № А-156 від 14 грудня 1999 р.).

Практичне значення отриманих результатів досліджень полягає в обгрунтуванні необхідності підготовки шахтних полів з урахуванням просторового орієнтування систем тріщин.

Обґрунтованість і достовірність наукових положень виконаних досліджень забезпечується використуванням апробованих методів теорії ймовірностей, теорії розмірностей, механіки суцільного середовища, а також отриманням результатів регресійного аналізу даних натурних досліджень з коефіцієнтом множинної кореляції не нижче 0,8 і результатів лабораторного моделювання з коефіцієнтом варіації не більш 15 %.

Особистий внесок автора складається у зборі й опрацюванні натурних матеріалів в області стійкості підземних виробок шахт ДХК "Шахтарськантрацит", виконанні лабораторних експериментів і опрацюванні результатів аналітичних досліджень.

Апробація результатів досліджень. Основні результати досліджень докладались на “Неделе Горняка” у Московському державному гірничому університеті (м. Москва, 2000), Міжнародному симпозіумі з планування гірничих робіт (м. Дніпропетровськ, 1999), на наукових семінарах кафедри будівництва шахт і підземних споруд НГА України (м. Дніпропетровськ, 1998, 1999 р.р.).

Публікації. Основні положення дисертації опубліковані в 5 статтях: 4- у наукових фахових виданнях, 1- у збірнику наукових праць конференції.

Структура й обсяг дисертації. Дисертація складається з введення, 5 розділів, висновків і додатка. Викладена на 127 сторінках машинописного тексту, містить 13 таблиць, 20 малюнків і список використаних джерел із 83 найменувань.

Основний зміст роботи

У табл. 1 приведені основні показники діяльності державної холдингової компанії "Шахтарськантрацит" за останні 6 років. На рис. 1 і 2 показано ріст кількості прохідників, зайнятих на ремонті гірничих виробок, від загального їх числа, а також від загального числа підземних робітників. З графіків випливає, що за останні роки їх число зросло приблизно в 1,5 рази і на цей час понад 90 % прохідників зайнято не проведенням нових виробок, а ремонтом існуючих і приведенням їх у стан, що відповідає вимогам “Правилам експлуатації”. У цьому зв'язку дослідження, спрямовані на підвищення стійкості підготовчих виробок, є актуальними.

Як основні об'єкти досліджень були визначені шахта "Шахтарська-Глибока", шахтоуправління ім. 1 Травня, в яке входять як структурні одиниці шахта ім. 1 Травня і шахта ім. В.І. Чапаєва, і шахтоуправління ім. XVII Партз'їзду, що складається із двох шахт: ім. XVII Партз'їзду та № 17.

Оцінка стана виробок була виконана на основі показника стійкості :

(1)

де загальне число рам кріплення;

- число рам, що потребують ремонту.

Всього було обстежено 32 виробки. При цьому вважалось, що показник стійкості пропорційний питомим витратам на ремонт - У. Для кожної виробки визначалися 13 основних чинників (ознак), що здогадно впливають на величину ? або У:

Х1 - глибина закладення,

Х2 - протяжність,

Х3 - азимут проведення,

Х4 - середня притока води,

Х5 - крок кріплення,

Х6 - міцність на стиск порід основної покрівлі,

Х7 - міцність на стиск порід безпосередньої покрівлі,

Х8 - міцність на стиск порід безпосередньої підошви,

Х9 - міцність на стиск порід основної підошви,

Х10 - азимут простирання тріщин у породі,

Х11 - кут простирання тріщин у породі,

Х12 - азимут падіння тріщин у вугіллі,

Х13 - кут падіння тріщин у вугіллі.

На основі цих даних був виконаний багатофакторний аналіз і отримані відповідні математичні моделі: лінійні і нелінійні. При цьому використовувалися такі критерії: регулярності (AR), залишкової суми квадратів (RSS) і "ковзного контролю" (YKR). Схема розрахунків приведена в табл. 2.

Таблиця 1

Динаміка виконання основних показників діяльності ДХК "Шахтарськантрацит"

Показники Роки

1994 1995 1996 1997 1998 1999

1 2 3 4 5 6 7

Видобуток вугілля за рік, тис. тонн. 2021,2 1976,4 1632,2 1526,2 1712,2 1153,1/2035

Кількість очисних вибоїв, шт. 26 27 29 25 21 21

Протяжність чинних виробок на кінець року, км. 481,138 454,997 446,055 443,395 443,337 -/498,0

- із них не відповідає паспорту підтримки (по вимогах ПБ), км/%. 64,356/13,4 56,974/12,5 52,797/11,8 52,00/11,7 54,557/12,3 50,30/11,48

-в т.ч. не відповідають вимогам по профілю шляху, км. 27,380 26,348 24,100 31,980 27,110 -

Пройдено виробок за рік, км. 24,137 27,204 25,710 22,979 25,661 19,776/26,090

- у т.ч. що розкривають і підготовлюють, км. 17,282 18,422 15,095 13,124 16,665 12,776/19,180

Пройдено гірничих виробок на 1000 т видобутку вугілля, м/тис. тонн. 11,94 13,76 15,75 15,05 15,0 17,15/12,82

Питома довжина усіх гірничих виробок на 1000т загального видобутку за рік, м/тис. тонн. 238,0 230,2 273,3 290,5 258,9 -

Усього відремонтовано виробок за рік, км. 51,0 45,0 50,5 41,0 45,6 -/50,5

- у т.ч. повне перекріплення виробок, км. 8,6 7,4 8,6 7,8 8,3 -/7,6

- підривка, рихтування, виправлення профілю шляху, км 15,8 16,7 8,3 13,3 20,3 -/21,1

Число робітників на підземних роботах по видобутку вугілля, тис. чол. 12,583 12,223 11,466 10,796 9,747 9,483/10,577

- у тому числі ГРОЗ, чол. 1837 1865 1772 1633 1404 1277/1552

- прохідників, чол. 1244 1177 1043 1015 906 854/ 995

Число робітників на підтримці і ремонті гірських виробок, чол. 740 759 731 738 742 787/ 864

Кількість робітників на підтримці і ремонті гірських виробіток від загального числа прохідників, %. 59,48 64,48 70,08 72,71 81,9 92,1

Кількість робітників на підтримці і ремонті від загального числа трудящих на підземних роботах, %. 5,88 6,2 6,3 6,8 7,6 8,3

Питома вага заробітної плати в собівартості 1т вугілля. 28,2 29,1 28,6 24,5 22,8 20,3/21,3

Рис. 1 Кількість робітників на підтримці і ремонті від

агального числа підземних прохідників, %

Рис. 2 Кількість робітників на підтримці і ремонті від

загального числа підземних робітників, %

Таблиця 2

Схема розрахунків (ДХК "Шахтарськантарцит")

Критерій CR оцінки якості моделі Дані

А С Д

Лінійна модель RSS RSS RSS

AR УКР УКР

УКР

Нелінійна модель RSS RSS RSS

УКР УКР УКР

У табл. 3 наведені результати розрахунків. Оцінювалися тільки ті моделі, для яких коефіцієнт множинної кореляції RYX > 0,6. Частота чинників, що зустрічаються, наведена в табл. 4. З неї видно, що найбільш впливовими є чинники Х3 і Х11, тобто азимут проведення виробки і кут падіння тріщин у породі.

Таблиця 3

Зустрічаємость ознак у моделях

Критерій CR, коефіцієнт RYX, Хі, що входять до моделі Дані

ш. "Шахтарська-Глибока" ш. "XVII Партз'їзду" ш. "1 Травня"

Лінійна модель CR=0,648 RYX=0,15 X1, X3, X7 CR=0,82 RYX=0,64 X2, X3, --------- X11 X10 RYX=0,43 ----------- -----------

RYX=0,347 ----------

CR=0,782 RYX=0,592 X3 X5, X11 RYX=0,547 ----------- RYX=0,51 ------------

Нелінійна модель CR=0,588 RYX=0,71 X3, X5, Х8, X11 CR=0,637 RYX=0,72 X3 X8, X11 CR=0,621 RYX=0,812 Х1, X3 X5, X6, Х9, X11

CR=0,73 RYX=0,582 X3, X11, X12 CR=0,192 RYX=0,691 X3, X6, X10, X12 CR=0,756 RYX=0,754 X5, X8 X11, X13

Таблиця 4

Частота зустрічаємості ознак у моделях

Ознаки Х1 Х2 Х3 Х4 Х5 Х6 Х7 Х8 Х9 Х10 Х11 Х12 Х13

Частота зустрі-чаємості 2 1 8 0 4 2 1 3 1 2 6 1 2

В результаті розрахунків отримані такі рівняння регресії:

У= -4,14 Х7 + 5,882 Х3 + 3,095 Х1;

У= -0,61 Х3 Х8 Х211 + 0.73 Х10 Х11 + 0.59 Х11 - 0,2; (2)

У= -0,09 Х13 - 0.72 Х11 - 0,34 Х5 + 0,87 Х3.

Ці рівняння зводяться, по суті справи, до рівняння (3), що може бути прокоментоване у такий спосіб: стійкість виробки найбільш істотно залежить від азимута проведення виробки і кута падіння тріщин у породах:

У=У(Х3, Х11). (3)

Для перевірки цього висновку було виконане моделювання на еквівалентних матеріалах. Основні параметри порід, що вміщають, і еквівалентних сумішей наведені у табл. 5.

Еквівалентні суміші складалися на основі піску, парафіну, солідолу, графіту. Якісна картина поводження масиву навколо виробки при навантаженні оцінювалася шляхом виміру діагоналі фіксованого квадрата мірної сітки.

Усього було досліджено 33 моделі. Результати іспитів подані в графічному виді на рис. 3.

Таблиця 5

Основні фізико-механичні параметри моделювання породного масиву та еквівалентного матеріалу

Характеристики матеріалу Натури Моделі Коефіцієнт варіації для матеріалу моделі

1. Межа міцності на одноосьовий стиск, МПа 2. Модуль Юнга, МПа 3. Об'ємна маса, т/м3 4. Коефіцієнт Пуассона 20 1,5x104 2,65 0,25 0,11-0,16 0,012-0,008x104 2,12 – 1,6 0,25 0,08 0,12 0,08 0,09

Рис. 3 Зміна площі поперечного перетину виробки в залежності

від кута нахилу тріщини

У результаті виконання лабораторних експериментів була підтверджена встановлена раніше закономірність про вплив азимута проведення виробки і кута падіння тріщин у масиві на стійкість виробки. Відзначено також, що виробки, які проходяться зі сторони висячого боку мають більш високу стійкість, ніж виробки, пройдені зі сторони лежачого боку. Ця обставина дозволила зробити такий висновок: стійкість підземної виробки у порідному масиві, що містить пласкі дефекти у вигляді тріщин (нашарувань) істотно і нелінійно залежить від азимута проведення виробки і кута нахилу плоских дефектів.

Для встановлення закономірності поводження породного масиву в окрузі пласких структурних елементів - тріщин була вирішена аналітична задача. Рішення виконане на персональній ЕОМ методом граничних елементів. Мова програмування - "Фортран". На рис. 4 наведена розрахункова схема до рішення задачі. Оцінка стану породного масиву оцінювалась за критерієм Парчевського-Шашенко:

(4)

де - компоненти напружень,

- показник крихкості, рівний відношенню межі міцності на одноосьовий розтяг ( ) до межі міцності на одноосьовий стиск (Rc).

Рис. 4 Розрахункова схема до задачі.

Імітувалося покрокове проведення виробки з запам'ятовуванням попереднього напруженого стану. На рис. 5 показані графіки, відповідні одному з цих покрокових рішень. На рис. 6 показано результуючий графік, із якого випливає, що стан виробки, її стійкість залежать від рівня концентрації напружень у привибійній області, що у свою чергу визначається азимутом проведення виробки і кутом нахилу тріщин.

Рис. 5 Еквівалентні напруження у покрівлі шару, що

розвиваються на протязі перших п'ятьох кроків:

а) кут нахилу тріщини до осі ОХ -600;

б) кут нахилу тріщини до осі ОХ -1200.

Рис. 6 Графік залежності відстаней від точки перетинання тріщини із шаром до положення максимуму еквівалентних напружень у момент, коли виробку

наблизилася до тріщини, не перетинаючи її.

Цей висновок ліг в основу такого твердження: рівень максимальних напружень перед вибоєм виробки, проведеної зі сторони лежачого боку, у 2-3 разу вище, ніж для виробки, проведеної зі сторони висячого боку стосовно пласких дефектів.

Сукупність викладених вище досліджень дозволила зробити загальний висновок, що сформульовано у такий спосіб: експериментально встановлена невідома раніше закономірність зміни стійкості оголень у виробках, утворених у порідному масиві, який має структурні дефекти у вигляді площин ослаблень (типу тріщин або нашарувань), і яка полягає в тому, що стійкість порідних оголень, утворених під кутом до площин ослаблень зі сторони лежачого боку зменшується в порівнянні із стійкістю порідних оголень, які утворені із сторони висячого боку, що обумовлено різною концентрацією напружень.

Цей висновок зареєстрований як наукове відкриття Міжнародним комітетом по науковим відкриттям за №А-156 від 12 грудня 1999 р.

Практично отримані результати були використані при дослідженні варіантів розвитку гірничих робіт на шахті "Шахтарська-Глибока".

Висновки

Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, в якій отримане нове рішення актуальної науково-технічної задачі, що полягає в обгрунтуванні закономірності змінення стійкості порідних оголень у виробках, проведених у структурно-неоднорідному порідному масиві.

Основні наукові і практичні результати полягають в наступному:

1. Встановлено, що важливий структурний елемент шахти - підготовчі виробки - із збільшенням глибини розробки істотно втрачають стійкість. Це утруднює можливість їх експлуатації у разі повторного використання. Число прохідників збільшилося в останні роки в 1,5 рази, а кількість прохідників, зайнятих на виконанні ремонтних робіт, складає 90-93 % від загального їх складу.

2. Розроблена методика збору й опрацювання статистичного матеріалу по оцінці стійкості підготовчих виробок. Виконані на її основі розрахунки показали, що виробки, пройдені тим самим способом в однакових гірничо-геологічних і гірничотехничних умовах, але в різних напрямках (наприклад, західні і східні) мають істотно різну стійкість. Показники стійкості для них відрізняються в 1,5-3,0 рази і більш.

3. Поставлена і вирішена на основі методу граничних елементів задача про напружений стан порідного масиву навколо проведеної виробки, пересіченої тріщиною. Встановлено, що найбільш істотним чинником, що робить вплив на стійкість виробок, є кут зустрічі проведеної виробки з площиною тріщини (тріщин).

4. Визначені закономірності і встановлені причини, що визначають зміну напружено-деформованого стану порідного масиву попереду вибою виробки, що проводиться відносно пласких структурних елементів - тріщин.

5. У зв'язку з відзначеною закономірністю рекомендується при проектуванні гірничих робіт планувати їх таким чином, щоб напрямок їх проведення відбувався, в основному, із сторони висячого боку стосовно основної системи тріщин у породах покрівлі.

СПИСОК Опублікованих робіт здобувача

за темою дисертації

1. Агєєв В.Г., Тулуб С.Б., Мартиненко С.В. Перспективи інвестиційних проектів у Донбасі. Науковий вісник НГАУ, 1999, № 3, с. 14.

2. Агєєв В.Г., Проблема устойчивости подготовительных выработок в условиях шахт ГХК “Шахтерскантрацит”, Науковий вісник, НГАУ, 1999, № 4, С. 16-18.

3. 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 НГАУ, 1999, № 5, с.6-8.

4. Агеев В.Г., Сдвижкова Е.О. К вопросу о влиянии геологического нарушения на состояние приконтурных пород подготовительной выработки. Науковий вісник НГАУ, 1999, № 6, с. 28-29.

5. Agejev V.G., Panishko A.J., Tulub S.B. Providing stability of reentrant developvtnts. /Mine Planning and Equipment Selection & Environmental and Economical Issues .-Dnepropetrovsk. NMUU, 1999, c. 297-299.

Особистий внесок автора в роботах, написаних у співавторстві:

[1] – аналіз інвестиційних проектів, [3] – збір, опрацювання матеріалів щодо стійкості виробок, [4] – аналіз результатів математичного моделювання, [5] – аналітичне моделювання.

Анотація

Агєєв В.Г. Стійкість підземних виробіток вугільних шахт у тріщинуватому породному масиві. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.15.09. – “Механіка грунтів та гірських порід”. Національна гірнича академія України Міністерства освіти і науки України, Дніпропетровськ, 2000.

У роботі виконані дослідження стійкості підземних підготовчих виробок, які проходяться у порідному масиві, що має пласкі структурні дефекти у вигляді тріщин. Дослідження виконанні на прикладі шахт ДХК “Шахтарськантрацит”. Зібраний і оброблений статистичний матеріал по 32 виробкам. Встановлені регресійні залежності між затратами на ремонт та основними чинниками, що їм сприяють. Це, насамперед, азимут проведення виробки і кут падіння тріщин. Виконані лабораторні дослідження та аналітичні розрахунки, які підтвердили цю тенденцію. Встановлені закономірності лягли в основу наукового відкриття, яке зареєстроване Міжнародним комітетом (№ А-156 від “12” грудня 1999 р.):експериментально встановлена невідома раніше закономірність зміни стійкості оголень у виробках, утворених у породному масиві, який має структурні дефекти у вигляді площин ослаблень (типу тріщин або нашарувань), і яка полягає в тому, що стійкість породних оголень, утворених під кутом до площин ослаблень зі сторони лежачого боку зменшується в порівнянні із стійкістю породних оголень, які утворені із сторони висячого боку, що обумовлено різною концентрацією напружень.

Результати досліджень використовані при аналізі перспектив розвитку гірничих робіт на шахті “Шахтарська-Глибока”.

Ключові слова: структура, тріщинуватий масив, підготовча виробка, напружено-деформований стан, азимут проведення виробки, кут падіння тріщин.

АННОТАЦИЯ

Агеев В.Г. Устойчивость подземных выработок угольных шахт в трещиноватом породном массиве. – Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.15.09. – "Механика грунтов и горных пород". Национальная горная академия Украины Министерства науки и образования Украины, Днепропетровск, 2000.

В диссертации выполнены исследования устойчивости подземных подготовительных выработок угольных шахт ГХК "Шахтерскантрацит", которые пройдены в породном массиве, содержащем плоские дефекты структуры в виде трещин. Собран и обработан статистический материал по 32 выработкам. Проведена множественная корреляция по 14 признакам. Установлены регрессионные зависимости, которые позволили установить, что наибольшее влияние на устойчивость выработок оказывают два фактора: азимут проведения выработки и угол падения трещин.

Выполнено моделирование этого явления на моделях из эквивалентных материалов. В качестве моделирующего материала были использованы песчано-парафино-графитовые смеси. Всего было испытано 33 модели. В результате были и получены результаты, подтверждающие натурные исследования.

Аналитические исследования были проведены с использованием метода граничных элементов. Установлены закономерности изменения напряженного состояния в призабойной части проводимой выработки при ее подходе к трещине со стороны висячего и лежачего боков.

В результате доказано, что концентрация напряжений впереди забоя выработки, проводимой со стороны лежачего бока в 2-3 раза выше, чем в случае проведения выработки со стороны висячего бока. Уровень концентрации напряжений существенно зависит от угла наклона плоских элементов.

Установленные закономерности легли в основу научного открытия, которое зарегистрировано Международным комитетом по научным открытиям (№ А-156, от "12" декабря 1999 г.): экспериментально установлена неизвестная ранее закономерность изменения устойчивости обнажений в выработках, образованных в породном массиве, содержащем структурные дефекты в виде плоскостей ослаблений (типа трещин или напластований), заключающаяся в том, что устойчивость породных обнажений образованных под углом к плоскостям ослаблений со стороны лежачего бока уменьшается по сравнению с устойчивостью породных обнажений, образованных со стороны висячего бока, что обусловлено различной концентрацией напряжений.

Результаты исследований использованы при анализе перспектив развития горных работ на шахте "Шахтерская -Глубокая".

Ключевые слова: структура, трещиноватый массив, подготовительная выработка, напряженно-деформированное состояние, азимут проведения, угол падения трещин.

ТНЕ SUMMARY

Ageyev V.G. Stability of Underground mining workings of collieries in jointy rock massif. - Manuscript.

Thesis on obtaining a scientific degree of candidate of engineering science on speciality 05.15.04. - " Mine and underground construction ". National Mining University of Ukraine, Dnipropetrovsk, 2000.

In the thesis the researches of stability of underground preparatory mine workings of collieries SKC "Chakhtyorskantratsit", which were passed through in rock massif containing flat crack-like defects of structure are executed. The statistical material on 32 mine-workings has been gathered and processed. The multiple correlation to 14 signs is conducted. Regression dependence has allowed to establish that the greatest influence on stability of mine workings is exerted by two factors: mine working passage azimuth and crack fall corner.

Modeling of this phenomenon on the patterns from equivalent materials is executed and the reconfirming results are received.

The analytical researches with use of the boundary elements method were conducted. The laws of change of the intense state in close-to-long wall part of mine working passed are established at its approach to the crack on the part of trailing and laying sides.

The established laws were used as a basis of scientific discovery which is registered by the International Committee on Scientific Discovery (№ А-156, from "12" December 1999).

The results of researches are used in the analysis of prospectives of mine works development at mine "Shakhtyorskaya Glubokaya".

Key words: structure, jointy massif, preparatory mine working, intense-deformed state, azimuth of conducting, corner of fall of cracks.