Введение
1. Научные принципы эффективного управления геомеханическими процессами на угольных шахтах 15
1.1 Методы структурного анализа при решении задач геомеханики 15
1.2 Теоретические предпосылки установления закономерностей механического поведения углепородного массива 25
1.3 Анализ уровня инструментальной диагностики состояния углепородного массива 33
1.4 Постановка задачи диагностики и управления состоянием массива горных пород 42
2. Разработка модели механического поведения углепородного мас сива сложного строения 49
2.1 Основные теоретические положения конечно-элементной модели деформирования горного массива 49
2.2 Особенности решения алгебраических уравнений 55
2.3 Учет реологии угля и вмещающих пород 63
2.3.1 Определяющие соотношения нелинейной вязкоупругости углепо родного массива 64
2.4 Оценка точности алгоритмов МКЭ при решении задач геомеханики 70
3. Разработка методических основ оценки проявлений горного давления с учетом температурного, гидродинамического и газонасы щенного состояния массива пород 78
3.1 К выводу уравнений нестационарного тепло- и массопереноса в угле-породном массиве в квази-трехмерной постановке 78
3.2 Реализация МКЭ для решения задач теории поля 90
3.3 Оценка устойчивости, сходимости и точности решения задач теории поля 97
3.4 Разработка модели расчета НДС массива горных пород с учетом решения задач теории поля (гидро-газо-температурная аналогия) 106
4. Разработка методических основ совершенствования технологии отработки пологих угольных пластов с учетом структурных изменений углепородных массивов в окрестности подготовительных выработок и очистных забоев 113
4.1 Постановка задачи о прочности и устойчивости массива горных пород 113
4.2 Энергетические изменения в массиве горных пород при образовании фронта разрушения 121
4.3 Замечания к отличиям в оценках энергетических состояний МГП с включениями и трещинами 123
4.4 К оценке точности решения задач механики разрушения методом конечных элементов 129
5. Разработка методических основ и аппаратурного обеспечения оперативной диагностики состояния массива пород 139
5.1 Автоматизированная система диагностики напряженного состояния горного массива 139
5.2 Разработка средств измерений механических напряжений в горных массивах 148
5.3 Разработка конструкций модулей измерения горного давления. Спосо бы их установки в горном массиве 158
5.4 Геомеханические параметры установки модулей горного давления в углепородный массив на различных глубинах его разработки 162
6. Моделирование и исследование отклика массива пород на струк турные изменения. Отработка исполнительных органов АДК 176
6.1 Эффекты структурных изменений при силовых нагружениях моде ли массива 176
6.2 Исследование накопления повреждений в модели цилиндрической выработки с провокатором разрушения 186
7. Применение автоматизированной системы слежения за измене нием горного давления при сопровождении горных работ науголь ных шахтах 203
7.1 Расчетные схемы и граничные условия в задачах геомеханики 203
7.2 Шахта им. В.И. Ленина. Анализ горнотехнической обстановки и сопровождение горных работ при выемке пласта IV-V, подготовлен ного к одновременной отработке в два слоя механизированными ком плексами 214
7.2.1 Анализ напряженного состояния междупластья. Взаимодействие очистного забоя с вышележащим пластом 217
7.2.2 Деформирование краевой части угольного пласта. Учет реологии и кинетики разрушения 224
7.2.3 Анализ причин потери устойчивости целика и массива угля у спаренных выработок 235
8. Применение автоматизированной системы оценки состояния массива горных пород для создания оперативных резервов работоспо собности технологических линий шахты 245
8.1 О физико-химических методах управления состоянием углепородного массива 245
8.2 Управление состоянием массива пород у спаренных выработок путем инъекции жидкости и крепящих составов в массив целика 257
8.3 Анализ состояния краевой части угольного пласта при действии гравитационной нагрузки и пластового давления газа 267
8.4 АО УК "Кзнецкуголь", шахта "Томская" К проблеме идентификацииэндогенного пожара в поле пласта III 280
8.4.1 Признаки эндогенного пожара в поле пласта III 283
8.4.2 Экспериментально-теоретический анализ и идентификация местоположения пожара 288
Заключение 297
