Введение
1 Анализ методов и средств исследования напряженно-деформированного состояния массива горных пород при разработке угольных месторождений 17
1.1 Анализ влияния процессов деформирования и разрушения горных пород на проявления горного давления и устойчивость подземных выработок 18
1.2 Систематизация моделей горных пород и массивов 31
1.3 Анализ методов исследования процессов деформирования и разрушения пород в горном массиве при техногенном воздействии системы подземных выработок 41
1.4 Анализ программных средств расчета параметров напряженно-деформированного состояния массива горных пород 53
1.5 Постановка научной проблемы, характеристика объекта и выбор методов исследований 58
2 Адаптация метода конечных элементов для расчета параметров объемного напряженно- деформированного состояния углепородного массива при отработке свиты пологих или наклонных пластов 67
2.1 Трехмерная дискретизация геомеханической модели слоистого горного массива с учетом размеров объектов систем разработки пологих или наклонных пластов 67
2.2 Разработка алгоритма расчета методом конечных элементов параметров объемного напряженно-деформированного состояния слоистого горного массива 81
2.3 Адаптация метода конечных элементов для решения нелинейной задачи расчета параметров объемного предельно-напряженного состояния углепородного массива при отработке свиты пластов 94
2.4 Сравнительная оценка результатов численного и аналитического расчетов параметров напряженно-деформированного состояния массива горных пород 100
2.5 Выводы 105
Разработка метода определения границ зон поврежденных и разрушенных пород для моделирования циклического обрушения пород кровли при пошаговом движении очистного забоя 107
3.1 Разработка метода определения границ зон поврежденных и разрушенных пород слоистого горного массива 107
3.2 Определение границ зоны разрушения пород при вдавливании абсолютно жесткого штампа по экспериментальным данным и результатам численного решения 124
3.3 Моделирование циклического обрушения пород кровли при пошаговом движении очистного забоя 130
3.4 Сравнение результатов численного моделирования циклического обрушения пород кровли при пошаговом движении очистного забоя и шахтных наблюдений 136
3.5 Выводы 143
Настройка параметров расчетной модели определения объемного напряженно- деформированного состошшя углепородного массива 145
4.1 Выбор базового варианта объекта исследований 145
4.2 Анализ результатов шахтных исследований проявлений горного давления при интенсивной отработке выемочного участка 26-30 шахты «Абашевская» 151
4.3 Настройка параметров расчетной модели определения объемного напряженно-деформированного состояния углепородного массива по результатам шахтных наблюдений 154
4.4 Выводы 161
5 Исследование влияния горно-геологических и горнотехнических факторов на распределение параметров объемного предельно-напряженного состояния углепородного массива 163
5.1 Программа исследований влияния горно-геологических и горнотехнических факторов на формирование объемного напряженно-деформированного состояния углепородного массива 163
5.2 Исследование влияния глубины разработки на распределение параметров напряженно-деформированного состояния углепородного массива 168
5.3 Исследование влияния мощности угольного пласта на распределение параметров напряженно-деформированного состояния углепородного массива 171
5.4 Исследование влияния механических свойств угля на распределение параметров напряженно-деформированного состояния углепородного массива 173
5.5 Исследование влияния угла падения угольного пласта на распределение параметров напряженно-деформированного состояния углепородного массива 177
5.6 Исследование влияния формы и размеров выработанного пространства на распределение параметров напряженно-деформированного состояния углепородного массива 190
5.7 Исследование формирования зон разгрузки, повышенного горного давления и разрушения при отработке свиты сближенных угольных пластов 194
5.8 Исследование влияния устойчивых угольных целиков на распределение параметров предельно-напряженного состояния углепородного массива при отработке свиты пластов 199
5.9 Исследование влияния движущегося очистного забоя на характер зависания и циклического обрушения подработанных пород кровли свиты угольных пластов 208
5.10Выводы 215
6 Разработка методики расчета геомеханических параметров систем разработки свиты пологих или наклонных угольных пластов по интенсивным технологиям 218
6.1 Описание методики расчета геомеханических параметров систем разработки свиты пологих или наклонных угольных
пластов 219
6.2 Подготовка исходных данных для расчёта параметров объемного напряженно-деформированного состояния углепородного массива 223
6.3 Определение ширины устойчивого угольного целика 226
6.4 Расчет параметров опорного горного давления в угольном пласте 229
6.5 Определение зон повышенного горного давления и разгрузки в одиночном, надрабатываемом и подрабатываемом пластах 234
6.6 Расчет минимальных безопасных расстояний от очистного забоя до дизъюнктивного геологического нарушения 241
6.7 Расчет нагрузок на механизированную крепь по длине забоя... 251
6.8 Рекомендации по практическому использованию результатов исследований для геомеханического обеспечения интенсивных технологий подземной разработки угольных месторождений Южного Кузбасса 260
6.9 Выводы 270
Заключение 272
Список литературы
