Введение
ГЛАВА 1. Состояние изученности проблемы 17
1.1. Анализ геологических и горнотехнических условий проявления динамических разрушений почвы подготовительных выработок 17
1.1.1. Донецкий бассейн 19
1.1.2. Кизеловский бассейн 20
1.1.3. Карагандинский бассейн 21
1.1.4. Печорский бассейн 23
1.2. Анализ результатов исследований 31
Выводы по первой главе 56
ГЛАВА 2. Разработка метода компьютерного модели рования массива горных пород и его напряженно деформированного состояния 58
2.1. Диаграммы деформирования и разрушения горных пород 59
2.2. Геомеханическая модель линейно деформируемого породного массива
2.3. Геомеханическая модель нелинейно деформируемого породного массива
2.4. О механических характеристиках пород 70
2.5. Разработка компьютерной технологии моделирования массива горных пород и его напряженно-деформированного состояния 71
2.5.1. Основные, модули компьютерной технологии моделирования 71
2.5.2. Основы метода конечных элементов 74
2.5.3. Программные средства разработки 79
2.5.4. Программный модуль по формированию базы данных исходной информации 80
2.5.5. Программный модуль по формированию структурной модели 84
2.5.6. Программный модуль по построению конечно-элементной модели
2.5.7. Программный модуль «Расчет задачи по МКЭ» 95
2.5.8. Программный модуль по наглядному представлению результатов моделирования
2.6. Испытание компьютерной технологии моделирования массива горных пород и его напряженно-деформированного состояния 113
2.6.1. Теоретические примеры 113
2.6.2. Практические примеры 120
ГЛАВА 3. Исследование влияния геологическріх и горнотехнических факторов на напряженнодеформированное состояние пород почвы подгото вительной выработки 137
3.1. Подготовительная выработка в системе «выработка-вмещающие породы» 137
3.1.1. Однородный массив пород 137
3.1.1.1. Напряженное состояние пород в окрестности забоя 137
3.1.1.2. Форма поперечного сечения 142
3.1.2. Неоднородный слоистый массив пород 148
3.1.2.1. Прочный слой породы в почве выработки 148
3.1.2.2. Подготовительная выработка, пройденная по угольному пласту 155
3.1.2.2.1. Задача о прочном слое 157
3.1.2.2.2. Угольный пропласток в породах почвы выработки 162
3.1.2.2.3. Прочный слой залегает на некотором удалении от поверхности почвы выработки 165
3.1.2.2.4. Угол залегания пород 167
3.1.2.2.5. Литостатика и тектоника 169
3.1.2.2.6. Жесткий слой («порода-мост») в кровле выработки 171
3.1.2.2.7. Угольный пласт в породах кровли 172
3.1.3. О геологических нарушениях 173
3.2. Соседние выработки 175
3.2.1. Подготовительная выработка 175
3.2.1.1. Параллельные выработки на одноименном пласте 175
3.2.1.2. Пересекающиеся выработки (область сопряжения) 178
3.2.2.0чистная выработка 180
3.3. Блочное строение массива горных пород 185
Выводы по третьей главе 186
ГЛАВА 4. Изучение механизма разрушения прочного слоя, залегающего в почве подготовильной выработки 189
4.1. Моделирование разрушения прочного слоя 190
4.1.1. О прочном слое и его механических характеристиках 190
4.1.2. Расчетная .схема 194
4.1.3. Особенности методики моделирования напряженного состояния пород с учетом нелинейности их деформирования 197
4.1.4. Моделируемые варианты 200
4.1.5. Схематизация механизмов разрушения прочного слоя 228
4.2. Подсчет энергии, выделяющейся при разрушении прочного слоя 232
Выводы по четвертой главе 241
ГЛАВА 5. Разработка методических и практических рекомендаций по борьбе с горными ударами с разрушением пород почвы в подготовительных выработках 245
5.1. Разработка метода прогноза горных ударов с разрушением пород почвы в подготовительных выработках 245
5.1.1. Региональный прогноз. Прогноз потенциально опасных зон . 245
5.1.2. Локальный прогноз. Прогноз опасных зон 248
5.2. Разработка методических рекомендаций по предотвращению горных ударов с разрушением пород почвы в подготовительных выработках 255
5.2.1. Изменение размеров и положения подготовительной выработки относительно прочного слоя породы, залегающего в ее почве 256
5.2.2. Заблаговременная над- и подработка участка проведения подготовительной выработки 257
5.2.3. Разрушение прочного слоя в почве подготовительной выработки 258
5.2.4. Создание вертикальной щели в прочном слое 259
5.2.5. Бурение разгрузочных скважин в бока подготовительной выработки 260
5.2.6. О контроле эффективности мер предотвращения 264
5.3. Промышленные испытания разработанных рекомендаций по предотвращению горных ударов с разрушением пород почвы в подготовительных выработках 265
5.3.1. Объект промышленных испытаний 265
5.3.2. Результаты промышленных испытаний 267
Выводы по пятой главе 273
Заключение 275
Литература 278
Приложение
