Search

Раскрыты особенности формирования плоскопараллельного потока при инъекционном тампонаже трещин активными технологическими суспензиями (ТС) на основе цементов с целью более эффективного управления физическим состоянием краевой части угольного пласта (приконтурных зон бортов разрезов или горных выработок шахт). На модели искусственной горизонтальной трещины выявлены три основных режима течения, связанных со скоростью потока и седиментацией полидисперсных по крупности частиц цемента. Установлена количественная нелинейная зависимость между массовым расходом и концентрацией частиц цемента в потоке, предложен подход для оценки реологических характеристик и процессов течения ТС с целью повышения качества тампонажа угольного пласта., Features of formation of plane-parallel flow during injection plugging of cracks by active process suspensions (TS) based on cements are disclosed in order to more effectively control physical condition of edge part of coal seam (marginal zones of sides of sections or mine workings of mines). Three main flow modes related to flow rate and sedimentation of polydispersed cement particles were identified on the model of artificial horizontal fracture. A quantitative nonlinear relationship between the mass flow rate and the concentration of cement particles in the stream has been established, an approach has been proposed to assess the rheological characteristics and processes of the TC flow in order to improve the quality of grouting of the coal seam., Вестник Научного центра ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности, Выпуск 2-2023 2023, Pages 5-15

The implementation of the technology risk management system is one of the basic measures to ensure the safe mining operations at the underground mines. The operating Zhomart underground mine has been studied as a pilot facility to research, implement and test the efficiency of the proposed technology risk management system. Thus, the research and implementation of the technology risk management system is required due to the deep occurrence, the detailed exploration of the physical and mechanical properties of rocks of the ore-bearing strata and the geomechanical processes during the mining operations. This exploration has assessed the existing high technology risks, in particular, the loss of the roof stability and signs of deterioration in the mined-out area such as spalling, distortion bending and displacement of the sides of drilled wells in the pillars, etc. The general regulations of the safe mining operations focused on reducing of the rock pressure have been explored and determined during the dynamic forms of rock pressure. The main actions aimed to the technology improvement of the safe mining operations at the mine have been developed, Технологиялық тәуекелдерді басқару жүйесін құру жерасты кеніштеріндегі тау-кен жұмыстарын қауіпсіз жүргізуді қамтамасыз ететін негізгі шаралардың бірі болып табылады. Ұсынылып отырған технологиялық тәуекелдерді басқару жүйесінің өміршеңдігін зерттеу, енгізу және тексеру бойынша тәжірибелік нысан ретінде жұмыс істеп тұрған Жомарт жерасты кеніші қарастырылады. Кен орнының тереңде жатқанын ескере отырып, сондай-ақ тау-кен жұмыстарын жүргізу, ғылыми-зерттеу жұмыстарын жүргізу және тәуекелдерді басқарудың технологиялық жүйесін енгізу кезінде кенді қабаттардың жыныстарының физикалық-механикалық қасиеттерін және геомеханикалық процестерді неғұрлым толық зерделеу мақсатында талап етіледі. Зерттеу барысында қолданыстағы жоғары технологиялық тәуекелдер бағаланды, атап айтқанда, шатырдың тұрақтылығының бұзылуы және пышақтау, шымшу және жылжу түріндегі гоф жағдайының нашарлау белгілерінің көрінісі. тіректердегі бұрғыланған ұңғымалардың қабырғалары және т.б. Тау жыныстары қысымының динамикалық формаларының көрінісімен тау-кен жұмыстарын қауіпсіз жүргізудің жалпы ережелері зерттеліп, тау-кен қысымын төмендетуге бағытталған. Кеніште тау-кен жұмыстарын қауіпсіз жүргізу технологиясын жетілдіруге бағытталған негізгі шаралар әзірленді, Выстраивание системы управления технологическими рисками является одной из основных мер обеспечения безопасного ведения горных работ на подземных рудниках. В качестве пилотного объекта для исследования, внедрения и проверки жизнеспособности предлагаемой системы управления технологическими рисками рассмотрен функционирующий подземный рудник Жомарт. Учитывая глубокое залегание месторождения, а также с целью более полного изучения физико-механических свойств горных пород рудоносной толщи и геомеханических процессов при ведении горных работ, требуется проведение исследований и внедрение системы управления технологическими рисками. В процессе исследования оценены существующие высокие технологические риски, в частности, нарушение устойчивости кровли и проявление признаков ухудшения состояния выработанного пространства в виде заколообразования, пережима и смещения стенок пробуренных скважин в целиках и др. При проявлении динамических форм горного давления исследованы и определены общие положения безопасного ведения горных работ, направленные на снижение горного давления. Разработаны основные мероприятия, направленные на улучшение технологии безопасного ведения горных работ на руднике, Горный журнал Казахстана, Выпуск 5 (2017) 2023, Pages 60-64

При построении сорбционной метаноёмкости пласта используется зависимость Ленгмюра, связывающая удельную массу метана, содержащуюся в единице объёма угля, и поровое давление метана. Коэффициенты, входящих в эту зависимость, находятся из решения системы уравнений после определения значений удельной массы метана в двух разных местах пласта. Для этой цели из забоя выработки бурится контрольная скважина, и из неё производятся замеры параметров метана (начальной скорости газовыделения и давления в ней) при двух разных её глубинах. Начальная скорость газовыделения определяется с помощью расходомера, а для замеров давления предлагается использовать не герметизатор, а цилиндрическую оболочку, в которую поступает метан из скважины. Материал оболочки принимается с низкими характеристиками жёсткости. Деформация оболочки под действием избыточного давления метана связана с её геометрическими и физико-механическими параметрами известными формулами теории оболочек. Зная измеренную деформацию, легко определить избыточное давление метана и, следовательно, подсчитать удельную массу метана в скважине в двух её сечениях и после этого определить коэффициенты уравнения Ленгмюра., In constructing the sorption methane reservoir, the Langmuir dependence is used, which binds the specific mass of methane contained in the unit of coal volume and the pore pressure of methane. The coefficients included in this relationship are found from the solution of the system of equations after determining the values of the specific mass of methane in two different places of the formation. For this purpose, a control well is drilled from the bottomhole, and methane parameters (initial gas release rate and pressure in it) are measured from it at two different depths. The initial velocity of gas release is determined using a flowmeter, and for pressure measurements it is proposed to use not a sealer, but a cylindrical shell, which receives methane from the well. The material of the shell is accepted with low stiffness characteristics. Deformation of the shell under the action of excessive pressure of methane is associated with its geometric and physico-mechanical parameters by known formulas of shell theory. Knowing the measured deformation, it is easy to determine the excess pressure of methane and, therefore, calculate the specific mass of methane in the well in its two sections and then determine the coefficients of the Langmuir equation., Вестник Научного центра ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности, Выпуск 2-2023 2023, Pages 26-34

Экономическая целесообразность реализации подземной геотехнологии во многом зависит от эффективности управления состоянием горного массива вокруг подготовительных горных выработок. Анализ результатов исследований устойчивости горных выработок показывает их недостаточную адекватность реальным физическим процессам, происходящим в горном массиве вокруг подготовительных выработок при ведении горных работ, что сдерживает совершенствование способов управления его состоянием. Наибольшие трудности вызывает управление состоянием горного массива в районе сопряжений очистных и подготовительных выработок при повторной разработке запасов руды. Поэтому вопрос повышения эффективности разработки месторождений путем обеспечения соблюдения проектных параметров горных выработок с учетом зоны влияния очистных работ при повторной разработке месторождения является важной задачей как с практической, так и с научной точки зрения задачей, решение которой позволяет снизить затраты на единицу добываемого полезного ископаемого, Жерасты геотехнологиясын іске асырудың экономикалық орындылығы көбінесе дайындық тау-кен жұмыстарының айналасындағы тау-кен массивінің жағдайын басқарудың тиімділігіне байланысты. Тау-кен қазбаларының орнықтылығын зерттеудің нәтижелерін талдау, олардың тау-кен жұмыстарын жүргізу кезінде дайындық қазбаларының айналасындағы тау-кен массивінде болатын нақты физикалық процестерге жеткіліксіздігін көрсетеді, бұл оның жағдайын басқару тәсілдерін жетілдіруге кедергі келтіреді. Кен қорларын қайта өндіру кезінде тазарту және дайындау қазбаларының түйісу аймағындағы тау-кен массивінің күйін басқару үлкен қиындықтар туғызады. Сондықтан кенорнын қайта өндіру кезінде тазарту жұмыстарының әсер ету аймағын ескере отырып, тау-кен қазбаларының жобалық параметрлерін сақтауды қамтамасыз ету арқылы кен орындарын игерудің тиімділігін арттыру мәселесі практикалық және ғылыми тұрғыдан маңызды міндет болып табылады, және оны шешу өндірілетін пайдалы қазбалардың бірлігіне шығындарды азайтуға мүмкіндік береді, The economic feasibility of implementing underground geo technology largely depends on the effective control of the mountain range condition around the preparatory mine workings. The analysis of the results of studies of the stability of mine workings shows their insufficient adequacy to the real physical processes originating in the mountain range around the preparatory workings during mining operations, which hinders the improvement of methods for controlling its condition. The greatest difficulties are caused by the control of the mountain range condition in the area of the interface of treatment and preparatory workings during the re-development of ore reserves. Therefore, the issue of improving the efficiency of field development by ensuring compliance with the design parameters of mine workings, taking into account the zone of influence of cleaning operations during the reconstruction of the field is the important task from both a practical and scientific point of view, the solution of which reduces the cost per unit of extracted minerals, Горный журнал Казахстана, Выпуск 5 (2017) 2023, Pages 40-46

В статье оценивается влияние повторяющихся взрывов на напряженно-деформированное состояние набрызг-бетонной крепи, которое негативно сказывается на несущей способности крепи и может привести к формированию локальных вывалов пород в местах значительной деградации прочности набрызг-бетона. Несмотря на то, что однократное сейсмическое воздействие обычно не оказывает значительного влияния на техническое состояние набрызг-бетонной крепи, многократное динамическое нагружение может привести к развитию негативных процессов и повлиять на безопасность людей. В качестве набрызг-бетонной крепи рассмотрен неармированный и дисперсно-армированный набрызг-бетон. Изучены модели деформирования горной породы и набрызг-бетонной крепи. Для описания модели деформирования породного массива принята упругопластическая модель, основанная на условии пластичности Хука – Брауна, которая достаточно точно описывает упругопластическое поведение трещиноватой среды. При выполнении прогноза напряженно-деформированного состояния набрызг-бетонной крепи принята модель пластического деформирования бетона с накоплением повреждений Concrete Damage Plasticity (CDP), которая позволяет комплексно рассмотреть процесс деформирования бетона как при условиях одноосного сжатия и растяжения, так и при незначительном боковом обжатии. На первом расчетном этапе выполнен прогноз распространения сейсмических волн в непосредственной близости от участка инициации взрывчатого вещества. На втором этапе выполнены прогнозы распространения сейсмических волн до горной выработки и напряженно-деформированного состояния крепи. На основании выполненных исследований предложена методика оценки воздействия повторяющихся взрывов на напряженно-деформированное состояние набрызг-бетонной крепи горной выработки.

Поставлена и решена задача о влиянии метана в процессе раскрытия трещин в краевой предельно напряжённой зоне угольного пласта. Идея состоит в использовании результатов решения задачи о построении поля напряжений в предельно напряжённой зоне пласта методами механики сыпучих сред и задачи о распределении внутрипластового давления метана при движении забоя выработки на основе сорбционной изотермы пласта в оценке раскрываемости кливажных трещин угольного пласта. Отсутствие сцепления на кливажных трещинах упрощает формулирование условий их раскрытия, которые сводятся к одному — условию превышения порового давления метана над величиной нормальных к поверхности кливажных трещин напряжений. Выполнение этого условия приводит к образованию поверхностей, заполненных свободным метаном.Данная задача напрямую связана с процессами выбросов в выработку угля и газа, которые могут проявляться либо в форме выдавливания свободным метаном приконтурной части пласта, либо в форме возникновения и распространения сначала волны дробления угля с последующим выбросом с большой скоростью образовавшейся после дробления смеси угля и газа., The task on the influence of methane in the process of crack opening in the marginal extremely stressed zone of the coal seam was set and solved. The idea is to use the results of the solution of the problem on the construction of a stress field in the extremely stressed zone of the formation by methods of mechanics of bulk media and the problem on the distribution of the intrastratal pressure of methane during the movement of the bottom face of the mine based on the sorption isotherm of the formation in assessing the opening of wedge cracks of the coal formation. The absence of adhesion on wedge cracks simplifies the formulation of their opening conditions, which are reduced to one — the condition of excess of pore methane over the value of stress normal to the surface of wedge cracks. This condition results in surfaces filled with free methane.This task is directly related to the processes of emissions into the production of coal and gas, which can manifest themselves either in the form of extrusion of the contour part of the board with free methane, or in the form of the occurrence and propagation of the coal crushing wave first, followed by emission at a high speed of the coal and gas mixture formed after crushing., Вестник Научного центра ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности, Выпуск 1 2022

В рамках разработанной ранее модели геомеханического состояния предельно напряжённой краевой зоны газоносного угольного пласта проведены исследования влияния некоторых его газогеомеханических параметров на раскрытие метаном трещин в его краевой зоне. Модель объединяет описание геомеханического состояния угольного пласта методами механики деформируемого твёрдого тела и механики сыпучих сред с распределением внутрипластового давления метана вблизи движущегося забоя выработки, полученное акад. С.А. Христиановичем. Известно, что кливажные трещины или линии скольжения, образующиеся в предельно напряжённой краевой зоне пласта и обусловленные его характеристиками прочности, при определённом сочетании горного давления, действующего на их берегах, и порового давления метана могут раскрываться. В результате чего появляются поверхности, содержащие свободный метан. Наличие таких поверхностей является необходимым условием возникновения газодинамического явления, которое может проявляться либо за счёт выдавливания свободным метаном внутрь выработки приконтурной части пласта, либо путём возникновения волны дробления пласта и последующего выброса скопившейся при дроблении угля газоугольной смеси., Within the model of a geomechanical condition of extremely intense regional area of gas-bearing coal layer developed earlier, researches of influence of some of his gas-geomechanical parameters on disclosure by methane of cracks in his regional area are conducted. The model combines the description of the geomechanical state of the coal seam by methods of mechanics of a deformable solid and mechanics of loose media with the distribution of the in-situ pressure of methane near the moving bottomhole of the mine, obtained by academician S.A. Khristianovich. It is known that cleft cracks or sliding lines formed in the extremely stressed marginal zone of the formation and due to its strength characteristics, with a certain combination of the mountain pressure acting on their shores and the pore pressure of methane, can be opened. As a result, surfaces containing free methane appear. Existence of such surfaces is a necessary condition of emergence of the gasdynamic phenomenon which can be shown or due to expression by free methane in development of the contour part of layer, or by emergence of a wave of crushing of layer and the subsequent emission of the gas and coal mix which accumulated when crushing coal., Вестник Научного центра ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности, Выпуск 3 2022, Pages 5-16

Цель работы – повышение несущей способности металлических арочных крепей, используемых для поддержания горных выработок с помощью усиления в местах с наибольшим изгибающим моментом. Математическое моделирование применения усилителей крепи показало, что длину отрезков специального взаимозаменяемого профиля достаточно принять 30 см. Несложные расчеты показали, что вместо СВП 27 можно применить СВП 17 с вкладышами из отрезков того же типоразмера и сэкономить около 10 кг стали с каждого метра рамы. Предлагаемый способ повышения несущей способности крепи позволит снизить металлоемкость крепления горных выработок, и тем самым получить существенную экономию материальных и трудовых ресурсов. Проведенные исследования дают основание полагать, что предлагаемый вариант повышения несущей способности крепи, изготавливаемой из стального профиля проката, может существенно улучшить состояние горных выработок., The purpose of the work is to increase the bearing capacity of metal arch supports used to maintain mine workings by strengthening in places with the greatest bending moment. Mathematical modeling of the use of reinforcement reinforcements has shown that the length of the special interchangeable profile segments is sufficient to take 30 cm. Simple calculations showed that instead of SIP 27, you can use SIP 17 with inserts from segments of the same size and save about 10 kg of steel from each meter of the frame. The proposed method of increasing the bearing capacity of the support will reduce the metal intensity of the fastening of mine workings, and thereby obtain significant savings in material and labor resources. The conducted studies give reason to believe that the proposed option of increasing the bearing capacity of the support made of rolled steel profile can significantly improve the condition of mine workings., Горный журнал Казахстана, Выпуск 11 (211) 2022, Pages 37-41

Ushbu maqolada dunyo konlarida kon ishlarini olib borishda kon bosimining dinamik ko’rinishlari yuzaga kelgan hollarda gorizontal kon lahimlarini mustahkamlash materiallari va texnologiyalarini turli variantlari ko’rib chiqilgan. Kombinatsiyalashgan mustahkamlash texnologiyalari kon lahimlarini buzilishini oldini oladi va havfsiz ish sharoitini yaratishga xizmat qiladi. Ayniqsa yuqori kon bosimi sharoitida va konning geologik, kon-texnologik va tog’ jinslarining fizik xususiyatlarini hisobga olgan holda, ushbu kombinatsiyalashgan mustahkamlash texnologiyalarini qo’llash, kon lahimlarini turg’unligini saqlash va kon ishlarini havfsiz olib borishda yuqori samara beradi., На этой статье рассмотрены различные технологии и материалы крепления горизонтальных горных выработок при проявлении динамических воздействий горного давления во время ведения горных работ. Комбинированные технологии крепления служат для поддержания горных выработок и обеспечат безопасные условия для ведения работ. Особенно в условиях высокого горного давления и с учетом горно-геологических, горно-технологических и физических особенностей шахты применение этих комбинированных технологий крепления обеспечит высоко эффективность для поддержания устойчивости горных выработок и безопасного ведения горных работ.

Мақалада кен орындарын қауіпсіз игеру үшін геомеханикалық проблемалар қарастырылады. Геомеханикалық фактоларлардың кен қазбаларын жүргізу кезінде кенжар аймағы кеңістігінде кен ашылымының орнықтылығына әсер ету мәселелері қарастырылған. Жаман-Айбат, Жолымбет және Тишинск кен орындарын қазымдау кезіндегі кенжар кеңістігіндегі опырылулардың негізгі бөлігі жыныс ашылымын таңдау кезінде олардың орнықтылығына әсер ететін кен-геологиялық, кен-техникалық факторларды нашар есепке алудан болған геомеханикалық проблемалар келтірілген. Сенімді геомеханикалық қамтамасыз ету кен орындарын ашық қазымдау кезінде карьерлер ернеулерінің қауіпсіз бұрыштарын таңдауға және есептеуге, кен орындарын жерасты қазымдау кезінде жыныстар мен учаскелердің соққы қауіпсіздігін бағалауға қатысты., В статье обсуждаются геомеханические проблемы безопасного освоения рудных месторождений. Рассмотрены вопросы влияния геомеханических факторов на устойчивость породного обнажения в призабойном пространстве проводимых горных выработок на момент их проведения. Приведены геомеханические проблемы при отработке месторождений Жаман-Айбат, Жолымбет и Тишинское, где было выявлено, что основная часть вывалов в призабойном пространстве проводимых горных выработок происходила из-за слабого учета горно-геологических, горнотехнических и технологических факторов, влияющих на устойчивость породных обнажений во времени при выборе площади их обнажения. Надежное геотехническое обеспечение зависит от правильных расчетов и выбора безопасных углов борта карьеров при открытой разработке месторождений и оценки удароопасности пород и участков при подземной разработке рудных месторождений., The article discusses geomechanical problems for the safe development of deposits. The issues of influence of geomechanical factors on the stability of ore discovery in the space of the bottom-hole zone during mining operations are considered. Geomechanical problems are presented during the development of the Zhaman-Aybat, Zholymbet and Tishinskoye deposits, where it was revealed that the main part of the outbursts in the bottom-hole space of the conducted mining occurred due to poor consideration of geological, mining and technological factors affecting the stability of rock outcrops over time when choosing the area of their outcrop. Reliable geotechnical support depends on correct calculations and the choice of safe angles of the sides of quarries during open-pit mining and assessment of the impact hazard of rocks and sites during underground mining of ore deposits., Горный журнал Казахстана, Выпуск 3 (203) 2022, Pages 29-34

The object of research is the processes of controlling the state of side rocks to prevent the collapse of the stratified rock strata in the coal-rock massif containing the workings. The studies carried out made it possible to establish the influence of the rigidity of the guard structures of mine workings on the stability of side rocks in the coal-rock massif. It is proved that as a result of the action of an external compressive load on the supporting lateral rocks, the structure, in the form of a model of bunches made of wooden posts, increases its rigidity until the destruction of the security structure. After that, there is an increase in the convergence of side rocks and their destruction. The change in the stiffness of the crushed rock in the filling massif model, which is used to support the lateral rocks, occurs as a result of the compaction of the original material. This is due to repackaging of crushed rock fractions of different sizes and its additional grinding. As a result of this interaction of the side rocks with the filling massif, the integrity of the roof and soil is ensured and convergence is limited. To assess the stability of side rocks, it is proposed to use a dimensionless stress concentration factor k. This coefficient takes into account the rigidity of the guard structures of the mine workings and the flexural rigidity of the side rocks. It was found that when the values of the coefficient k are close to zero (k→0), there is a loss of stability of the guard structures of mine workings and the destruction of side rocks in the coal-rock massif. The preservation of the integrity of the side rocks and the stability of security structures is ensured at values of k>0.1, which corresponds to the parameters of the pliable supporting structures. Most favorably on the condition of side rocks in the coal-rock massif is influenced by the method of backing up the mined-out space of crushed rock. The use of this method excludes the collapse of side rocks. When solving the problem of stability of mine workings at the stage of making technical decisions, it is necessary to predetermine the issues of rigidity of security structures with deformation characteristics of side rocks., Объектом исследования являются процессы управления состоянием боковых пород для предотвращения обрушений расслоившейся породной толщи в углепородном массиве, вмещающем выработки. Проведенные исследования позволили установить влияние жесткости охранных сооружений горных выработок на устойчивость боковых пород в углепородном массиве. Доказано, что в результате действия внешней сжимающей нагрузки на поддерживающую боковые породы конструкцию, в виде модели кустов из деревянных стоек, ее жесткость увеличивается до момента разрушения охранного сооружения. После этого наблюдается усиление конвергенции боковых пород и их разрушение. Изменение жесткости дробленой породы в модели закладочного массива, который используется для поддержания боковых пород, происходит в результате уплотнения исходного материала. Это обусловлено переупаковкой фракций дробленой породы разных размеров и ее дополнительным измельчением. В результате такого взаимодействия боковых пород с закладочным массивом обеспечиваются целостность кровли и почвы и ограничивается конвергенция. Для оценки устойчивости боковых пород предложено использовать безразмерный коэффициент концентрации напряжений k. Этот коэффициент учитывает жесткость охранных сооружений горных выработок и изгибную жесткость боковых пород. Установлено, что при значениях коэффициента k близких к нулю (k→0) происходит потеря устойчивости охранных сооружений горных выработок и разрушение боковых пород в углепородном массиве. Сохранение целостности боковых пород и устойчивость охранных сооружений обеспечивается при значениях k>0,1, что соответствует параметрам податливых поддерживающих конструкций. Наиболее благоприятно на состояние боковых пород в углепородном массиве влияет способ охраны закладкой выработанного пространства дробленой породы. Применение этого способа исключает обрушения боковых пород. При решении проблемы устойчивости горных выработок на стадии принятия технических решений необходимо предопределять вопросы жесткости охранных сооружений с деформационными характеристиками боковых пород., Об'єктом дослідження є процеси управління станом бічних порід для запобігання обвалень розшарованої породної товщі в вуглепородному масиві, що вміщає виробки. Проведені дослідження дозволили встановити вплив жорсткості охоронних споруд гірничих виробок на стійкість бокових порід у вуглепородному масиві. Доведено, що в результаті дії зовнішнього стискаючого навантаження на підтримуючу бічні породи конструкцію, у вигляді моделі кущів з дерев'яних стійок, її жорсткість збільшується до моменту руйнування охоронної споруди. Після цього спостерігається посилення конвергенції бічних порід і їх руйнування. Зміна жорсткості дробленої породи в моделі закладного масиву, який використовується для підтримки бічних порід, відбувається в результаті ущільнення вихідного матеріалу. Це обумовлено перепакуванням фракцій дробленої породи різних розмірів і її додатковим подрібненням. В результаті такої взаємодії бічних порід з закладним масивом забезпечуються цілісність покрівлі та підошви, та обмежується конвергенція. Для оцінки стійкості бічних порід запропоновано використовувати безрозмірний коефіцієнт концентрації напружень k. Цей коефіцієнт враховує жорсткість охоронних споруд гірничих виробок і згинальну жорсткість бічних порід. Встановлено, що при значеннях коефіцієнта k близьких до нуля (k→0) відбувається втрата стійкості охоронних споруд гірничих виробок і руйнування бічних порід в вуглепородному масиві. Збереження цілісності бічних порід і стійкість охоронних споруд забезпечується при значеннях k>0,1, що відповідає параметрам піддатливих підтримуючих конструкцій. Найбільш сприятливо на стан бічних порід в вуглепородному масиві впливає спосіб охорони закладкою виробленого простору дробленої породи. Застосування цього способу виключає обвалення бічних порід. При вирішенні проблеми стійкості гірничих виробок на стадії прийняття технічних рішень необхідно визначати питання жорсткості охоронних споруд з деформаційними характеристиками бічних порід.

Жерасты тау-кен қазбаларында жыныстардың ісінуі тау-кен қысымының әсерлері түрінің бірі деп саналады. Бұл құбылысқа ең негізгі себептердің бірі қазбалардың сулануы және соның әсерінен балшықты жыныстардың суланып жібуі. Тау-кен қазбаларын жүргізу табанда уақыт бойынша ұлғаятын серпімді-тұтқырлық деформацияны тудырады. Бұл аймақтың ішінде пластикалық аймақ пайда болады. Ол уақыт өте келе өзінің мөлшерін өзгертеді. Пластикалық аймақтың әртүрлі бөліктеріндегі жыныстардың кернеулік күйі әр түрлі болады. Бұл әртүрлі деформацияларға әкеледі. Қазбаның бүйірлер мен табан жыныстарының пластикалық және беріктік қасиеттерінің айырмашылықтарының төмендеуі кезінде деформациялық үдірістердің сипаты өзгереді. Жыныстардың ісінуіне қарсы күресу тиімді әдісін табу үшін қосымша шаралар өткізу қажет. Жұмыста, шахта жағдайларында өткізілген зерттеулер негізінде тау-кен қазбаларында табан жыныстарының ісінуіне қарсы күресу әдістері ұсынылады., Пучение пород в подземных горных выработках является одной из наиболее распространенных разновидностей проявления горного давления. Одним из условий, создающих пучение подготовительной выработки, является обводненность выработок и высокая чувствительность глинистых пород к размоканию. Проведение горной выработки обусловливает в почве упруго-вязкие деформации, усиливающиеся во времени. Внутри этой зоны образуется пластическая область, которая также изменяет свои размеры во времени. Напряженное состояние пород в различных частях пластической области будет различным, что приводит к разным деформациям. При уменьшении различия прочности и пластических свойств пород почвы и боков выработки изменяется характер деформационных процессов. При выборе способа борьбы с пучением в первую очередь определяется необходимость применения дополнительных мероприятий. На основе проведенных в шахтных условиях исследований в работе предлагаются меры борьбы с пучением горных выработок., The rock heaving in underground minings is one of the most common varieties of manifestation of rock pressure. One of the conditions creating a heaving of developing roadways is watering of workings and the high sensitivity of clay rocks to soaking. Mountain production causes elasticly viscous deformations in the soil, increasing over time. Inside this zone, a plastic region is formed, which also changes its dimensions over time. The intense state of rocks in various parts of the plastic region will be different, which leads to different deformations. With a decrease in the difference in the strength and plastic properties of the soil breeds and the sides of production, the nature of deformation processes changes. When choosing a method of combating heaving, first of all, the need for additional measures is determined. Based on the research conducted in the mine conditions, the paper proposes measures to combat heaving of mine workings., Горный журнал Казахстана, Выпуск 8 (196) 2021, Pages 16-21

В связи с высокими темпами подвигания очистных забоев и стратегией развития горных работ при эксплуатации на шахтах не менее двух добычных участков необходима ускоренная и своевременная подготовка фронта очистных работ с интенсивной технологией проведения подготовительных выработок. Последующее поддержание выемочных выработок также потребует значительных затрат на их ремонт как до, так и после ввода их в эксплуатацию, особенно – в зоне влияния очистных работ. Важную роль в повышении эффективности горного производства играет решение проблемы совершенствования технологии крепления и надежного поддержания выработок. Одним из рациональных путей улучшения состояния выработок и экономии материальных ресурсов является применение анкерной и комбинированной анкерно-рамной крепи., Due to the high rates of advance of the treatment faces and the strategy of development of mining operations during the operation of at least two mining sites at the mines, accelerated and timely preparation of the front of the treatment works with intensive technology of preparatory workings is necessary. The subsequent maintenance of excavation workings will also require significant costs for their repair both before and after their commissioning, especially in the area of influence of cleaning operations. An important role in increasing the efficiency of mining production is played by solving the problem of improving the technology of fastening and reliable maintenance of workings. One of the rational ways to improve the condition of workings and save material resources is the use of anchor and combined anchor-frame support., Горный журнал Казахстана, Выпуск 12 (200) 2021, Pages 25-32

Модель геомеханического состояния дисковой трещины гидроразрыва, распространяющейся в прочных горных породах в окрестности пластовой выработки построена на основных положениях механики хрупкого разрушения Гриффитса-Ирвина и механики деформируемого твёрдого тела.Поле напряжений в углепородном массиве, вмещающем пластовую выработку и растущую трещину гидроразрыва, построено путём решения упругопластической задачи, в которой областью пластичности являются предельно напряжённые краевые зоны пласта. Критериями наступления предельного состояния являются общий критерий Кулона-Мора по пласту и специальный критерий по его контакту с массивом. На основе анализа полученных результатов выявлены следующие особенности в распространении трещины. При относительно небольших рабочих давлениях жидкости в насосной установке траектория трещины гидроразрыва представляет собой плавную кривую линию небольшого размера и значительным отклонением её концов от направления зародышевой трещины. С увеличением рабочего давления жидкости длина трещины гидроразрыва увеличивается, а её отклонение от направления зародышевой трещины уменьшается. При некотором значении давления жидкости и ориентации зародышевой трещины относительно выработки она распространяется прямолинейно и практически не меняет направления., The model of the geomechanical state of the hydraulic fracturing disk crack propagating in strong rocks in the vicinity of the formation mine is based on the main positions of the Griffiths-Irwin brittle fracture mechanics and the mechanics of the deformable solid. The stress field in the carbon mass containing the formation and the growing fracture of hydraulic fracturing is built by solving the elastoplastic problem in which the area of plasticity is the extremely stressed edge zones of the formation. The criteria for the onset of the limit state are the general Coulomb- Mor criterion for the formation and a special criterion for its contact with the array. Based on the analysis of the obtained results, the following features in crack propagation were identified. With relatively small operating fluid pressures in the pump unit, the fracturing crack trajectory is a smooth curve line of small size and a significant deviation of its ends from the direction of the germ crack. With an increase in the working pressure of the liquid, the length of the fracturing crack increases, and its deviation from the direction of the germ crack decreases. With a certain value of the fluid pressure and the orientation of the germ crack relative to the production, it propagates rectilinear and practically does not change direction., Вестник Научного центра ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности, Выпуск 4-2020 2020, Pages 68-79

Поле напряжений в углепородном массиве, вмещающем пластовые выработки и выработанное пространство, построено в результате решения упругопластической задачи, в которой областью пластичности являются предельно напряжённые зоны краевых частей пласта, а также область слоя обрушенных пород позади очистной выработки. В краевых частях это поле определено в ходе численного решения трёх краевых задач предельного состояния пласта и слоя обрушенных пород. Критериями наступления предельного состояния являются общий критерий Кулона-Мора по угольному пласту и слою обрушенных пород, а также специальный критерий предельного состояния по их контактам с массивом.Путём замены предельно напряжённых зон напряжениями, действующими по контакту пласта с массивом, упругопластическая задача сводится ко второй внешней краевой задаче теории упругости, которая решается методом граничных интегральных уравнений.Построены эпюры опорного давления в краевых частях пласта и слоя обрушенных пород. Из анализа результатов проведённых исследований установлено, что существенные изменения угла внутреннего терния обрушенных пород мало влияют на параметры опорного давления в окрестности очистной и подготовительной выработок., Formation, as well as the area of the layer of collapsed rocks behind the treatment workings. In the edge parts, this field is determined during the numerical solution of three edge problems of the limit state of the formation and the layer of collapsed rocks. The criteria for the onset of the limit state are the general Coulomb-Mor criterion for the coal bed and the layer of collapsed rocks, as well as a special criterion for the limit state for their contacts with the massif. By replacing the extremely stressed zones with stresses acting on the contact of the formation with the mass, the elastoplastic problem is reduced to the second external boundary problem of the theory of elasticity, which is solved by the method of boundary integral equations. Reference pressure epures were built in the edge parts of the formation and the layer of collapsed rocks. It was found from the analysis of the results of the studies that significant changes in the angle of internal friction of the collapsed rocks have little effect on the parameters of the reference pressure in the vicinity of the treatment and preparatory workings., Вестник Научного центра ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности, Выпуск 4-2020 2020, Pages 87-100

В статье рассмотрены вопросы проблемы строительства зданий и сооружений на ранее подработанных площадях, возможность использования подработанных территорий под тот или иной вид строительства либо для нужд сельского хозяйства., The article considers the problems of construction of buildings and structures on previously subsided areas, possibility of using subsided areas for a particular type of construction or for agricultural needs., №3 (2019)

Приведены результаты распределения нормальных и касательных напряжений в перемычках в относительных координатах под действием взрывной ударной волны (ВУВ), горного давления и температуры, определены максимальные напряжения, произведено сравнение с предельными их значениями при граничных условиях в виде жесткого закрепления и шарнирного опирания по контуру при различных исходных данных. Установлено, что превалирующими являются нормальные напряжения по высоте перемычек при шарнирном креплении, причем при действии ВУВ максимальные их значения возникают в средней части, под действием горного давления - в нижней части. Разработана номограмма для определения основной технической характеристики перемычки - толщины в зависимости от площади сечения, глубины (горного давления) выработки и температуры. Впервые принята расчетная схема и разработана математическая модель напряженно-деформированного состояния (НДС) взрывоустойчивой перемычки в виде анизотропной (изотропной) толстой пластины с радиусом кривизны, меняющимся по параболическому закону или полуокружности, с защемленными или шарнирно опертыми краями, под действием нагрузки от ВУВ, горного давления и температуры., The paper presents the research results of the distribution of direct and shearing stresses in stoppings in relative coordinates under the explosion shock wave effect, rock pressure, temperature, maximum stress are determined, the comparison with their limiting values are made under the boundary conditions in the form of rigid fixing and hinge support along the contour with various source data. the direct stresses over the height of the stoppings with hinged fastening are found to be dominant, and under the under the explosion shock wave effect, their maximum values occur in the middle part, under the rock pressure effect of - in the lower part. A nomogram has been developed to determine the main technical characteristics of the stoppings - the thickness depending on the cross-sectional area, depth (rock pressure), and temperature. For the first time a design model was adopted and a mathematical model of the initial stress-strain state of an explosion-proof stoppings in the form of an anisotropic (isotropic) thick plate with a radius of curvature varying according to a parabolic or semicircle, with clamped or hingedly supported edges, under the action of a shock wave, rock pressure and temperature., №4(8) (2018)

В статье обоснована необходимость разработки и внедрения на современных угольных шахтах способов оперативного управления распределением количества воздуха и аэродинамических напоров в сети горных выработок. На современном этапе в связи с внедрением горнодобывающей техники нового технического уровня производительность очистных и подготовительных забоев возросла в десятки раз. Интенсивность ведения горных работ сопровождается постоянно изменяющейся топологией шахтных вентиляционных сетей, что требует своевременного принятия соответствующих мер по обеспечению надлежащего проветривания подземных производственных объектов в условиях происходящей дестабилизации воздушных потоков. Решение указанной задачи возможно на основе применения способов положительного и отрицательного регулирования вентиляционных струй в сети горных выработок. На сегодня практическая реализация положительного способа регулирования воздушных потоков невозможна, так как действующей нормативной документацией использование подземных вентиляторов на опасных по метану угольных шахтах, которых подавляющее большинство, ограничено только проветриванием проходческих забоев. Включение их в общешахтные вентиляционные системы запрещено. С учетом сложившегося положения авторами предложен способ отрицательного регулирования распределения количества воздуха и аэродинамических напоров в шахтных вентиляционных сетях с помощью вентиляционных окон и дана методика расчета мест их расстановки в горных выработках., The necessity of the development and implementation of methods for the instant management of air distribution and aerodynamic pressure in mine workings system is given. At the present, as the new types of mining equipment have been implemented, both coal and drivage faces productivity has increased tenfold. The mining operations intensity is accompanied by the constantly changing topology of mine ventilation systems. The well-timed appropriate measures to ensure proper ventilation of underground mine workings in the context of the ongoing destabilization of air flow are required. The solution could be based on applying the positive and negative regulation methods of air flows in the mine workings system. At present, the practical implementation of the positive air flow regulation method is impossible, since it is limited by the current regulations to use underground fans only to ventilate drivage faces in coal, dangerous of methane gases mines, which are the vast majority. It is prohibited to include these fans to the main ventilation systems. Taking into account the current situation, the negative regulation method of the air quantity and aerodynamic pressure distribution, using the regulators, in the mine ventilation systems is proposed and the calculation method of their placement in the mine workings is given., №4(8) (2018)

Приведена модель геомеханического состояния углепородного массива, вмещающего пластовую выработку, пройденную вблизи геологического нарушения. Нарушение представлено узкой щелью, заполненной упругим материалом с заданными характеристиками жёсткости на сжатие и сдвиг. Модель построена на базе основных положений механики деформируемого твёрдого тела и реализована посредством метода граничных элементов. При формулировании граничных условий на контуре выработки используется модификация метода граничных элементов в форме фиктивных нагрузок, а граничные условия на контуре нарушения представляются в форме метода разрывных смещений. Условиями возникновения неупругих деформаций приняты критерии прочности Кулона - Мора и Мора - Кузнецова. Диаграмма условных напряжений пласта представлена диаграммой Прандтля, на которой участок предельного его деформирования горизонтален. Построены эпюры опорного давления в краевой части пласта с учётом и без учёта геологического нарушения, представленного тектоническим нарушением. Показано, что при наличии нарушения, расположенного над выработкой горизонтально, параметры опорного давления выше, чем в его отсутствии. Наличие в кровле выработки тектонического нарушения является причиной возникновения в её породах горизонтальных растягивающих напряжений, которые могут достигать значительных величин., The model of geomechanical state of the coal and rock massif containing mine workings done near the geological fault is presented in the article. The fault has the form of the narrow slit filled with an elastic material with the specified stiffness characteristics for compression and displacement. The model is built on the basis of the main positions of the mechanics of the deformable solid and implemented with the use of the boundary element method. During formulation of boundary condition on the contour of the mine opening a modification of the method of boundary elements in the form of dummy loads is used and boundary conditions on the contour disorders presented in the form of discontinuous displacement method. The conditions for the inelastic deformation occurrence are the strength criterion of Coulomb - Mohr and Mohr - Kuznetsov. The diagram of the seam condition stresses is given as the Prandtl diagram in which the material’s ultimate deformation section is horizontal. The epures of the bearing pressure were built in the marginal part of the seam with/ without due consideration of the geological fault presented in the form of tectonic deformation. It is shown that when the deformation located horizontally above the working the characteristics of the bearing pressure are higher when it is absent. The presence in the roof a tectonic deformation.is the reason for the appearance of horizontal tensile stresses in its rocks, which can reach significant values., №4 (2018)

Обеспечение безопасной и эффективной работы горноспасателей при локализации взрывов метана, угольной пыли и пожаров является первоочередной задачей при проведении аварийно-спасательных работ. Разработана математическая модель первоначального напряженно-деформированного состояния взрывоустойчивой перемычки под действием горного давления, результаты исследований которой позволят определить основную техническую характеристику - минимальную толщину, обеспечивающую ее прочность и устойчивость., The high-priority problem during the rescue works is to ensure safe and efficient operation of mine rescuers during the isolation of methane explosion, coal dust and fire explosions. The mathematical model of initial stress-strain state under the influence of rock pressure is developed. The research results allow determining the stopping main technical characteristic - the minimum thickness, ensuring its strength and stability., №4-2017 (2018)

Представлены результаты решения задачи о геомеханическом состоянии углепородного массива, вмещающего пластовую выработку. Прочность вмещающих пород значительно превышает прочность пласта, а его диаграмма условных напряжений соответствует диаграмме Прандтля с параллельным оси абсцисс участком предельного деформирования. В рассматриваемой краевой задаче породы массива находятся в условиях плоского деформированного состояния, а зона пласта в окрестности выработки предельно напряжена. Задача решается методами механики деформируемого твёрдого тела. По результатам проведённых исследований построены графики изменения коэффициента концентрации напряжений и размера предельно напряжённой зоны пласта в зависимости от пролёта выработки. Углепородный массив до проведения выработки нагружен равнокомпонентным (гидростатическим) полем напряжений. Показано, что с увеличением пролёта выработки интенсивность роста параметров опорного давления уменьшается., №3-2017 (2018)

В статье в рамках динамической теории упругости представлена математическая модель воздействия сейсмовзрывных волн на массив горных пород, включающий выработку. Увеличение объемов добычи по-лезных ископаемых в сложных горно-геологических условиях с учетом влияния энергии взрыва тесно связано с анализом основных параметров напряженно-деформированного состояния массива горных пород, включающего выработку. Последнее приводит к необходимости определения безопасных параметров бу-ровзрывных работ, обеспечивающих эксплуатационное состояния горной выработки. Основную опасность при взрыве заряда взрывчатого вещества вблизи действующей выработки представляет сейсмовзрывная волна, характеристики которой определяются свойствами грунта и параметрами буровзрывных работ. Определение полей напряжений и скоростей смещений в массиве горных пород требует привлечения для своего решения современного математического аппарата. Для численного решения поставленной краевой задачи методом конечных разностей авторами построена оригинальная расчетно-разностная схема. Применение метода расщепления для решения двухмерной краевой задачи сводится к решению пространственно одномерных дифференциальных уравнений. Для полученного численного алгоритма разработана эффективная вычислительная программа. Приведены численные решения модельной задачи для случая, когда форма горной выработки представлена эллипсом., In the article, within the framework of the dynamic theory of elasticity, a mathematical model of the impact of seismic blast waves on rock mass is presented, including a working. The increase in the volume of mining operations in complex mining and geological conditions, taking into account the influence of the explosion energy, is closely connected with the analysis of the main parameters of the stress-strain state of the rock massif including a working. The latter leads to the need to determine the safe parameters of drilling and blasting operations that ensure the operational state of mining. The main danger in detonation of an explosive charge near an active working is a seismic explosive wave which characteristics are determined by the properties of soil and parameters of drilling and blasting operations. The determination of stress fields and displacement velocities in rock mass requires the use of a modern mathematical apparatus for its solution. For numerical solution of the given boundary value problem by the method of finite differences, an original calculation-difference scheme is constructed. The application of the splitting method for solving a two-dimensional boundary value problem is reduced to the solution of spatially one-dimensional differential equations. For the obtained numerical algorithm, an effective computational software has been developed. Numerical solutions of the model problem are given for the case when the shape of the working has a form of an ellipse., №4 (226) (2017)

Викладено механізм деформування системи «кріплення - масив» виробок глибоких шахт. Розкрито умови формування клинів видавлювання порід у покрівлі та підошві виробки. Відзначається, що підривання порід призводить до інтенсифікації процесу деформування контуру виробки. На підставі аналізу стійкості порід в приконтурній зоні виробки, показано, що управління руйнуванням масиву досягається зміною умов навантаження межи фронту руйнування порід за допомогою зміни їх зв'язності. Отримані закономірності використані в обгрунтуванні параметрів кріплення під час перекріплення виробок в умовах слабких бічних порід. The mechanism of the system "support-rock massif" deforming in mine workings at deep mines is developed. Conditions of rock extruding wedges formation in roof and floor are revealed. It is mentioned that ripping of rock leads to the intensification of the contour deformation process. On the basis of rock stability in the border zone of mine working, it is shown that the management of the rock massif destruction is achieved by changing the load on the rock destruction front by means of changing their coherence. Developed objective laws are used during substantiation of support parameters when resupporting mine workings in conditions of soft laminated rocks. Изложен механизм деформирования системы «крепь-массив» выработок глубоких шахт. Раскрыты условия формирования клиньев выдавливания пород в кровле и почве. Отмечено, что подрывка пород приводит к интенсификации процесса деформирования контура выработки. На основании анализа устойчивости пород в приконтурной зоне выработки, показано, что управление разрушением массива достигается изменением условий нагрузки границы фронта разрушения пород при помощи изменения их связности. Полученные закономерности использованы в обосновании параметров крепи при перекреплении выработок в условиях слабых боковых пород.