Разработка способа охраны подготовительных выработок с помощью компенсационных полостей при отработке мощных пологих угольных пластов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.20, кандидат наук Кузьмин Сергей Владимирович

• Кузьмин Сергей Владимирович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Кузьмин Сергей Владимирович

Введение

Глава 1 Анализ проявлений пучения в горных выработках шахт и опыта борьбы с ним

1.1 Расположение выработок в разгруженных от горного давления зонах

1.2 Разгрузка пород от повышенного горного давления, производимая из выработки

1.3 Упрочнение пород и применение замкнутых крепей

1.4 Комбинированные способы

1.6 Способ охраны горных выработок с помощью компенсационных полостей

Выводы по главе

Глава 2 Исследование напряженно-деформированного состояния подготовительных выработок, охраняемых с помощью целиков и компенсационных полостей

2.1 Механизм влияния компенсационных полостей на вмещающий массив горных пород

2.2 Исследование проявлений характера горного давления в подготовительных выработках, охраняемых спаренными целиками на тонких пластах

2.3 Исследование проявления характера горного давления в подготовительных выработках, охраняемых спаренными целиками на пластах средней мощности

2.4 Исследование проявления характера горного давления в подготовительных выработках, проводимых с применением компенсационных полостей на мощных пластах

2.5 Оценка влияния компенсационной полости на НДС породного массива в окрестности горной выработки

2.5.2 Результаты численного моделирования

Выводы по главе

Глава 3. Исследование закономерности изменения величины смещений кровли пластовых выработок на моделях из эквивалентных материалов

3.1 Основные принципы физического моделирования на эквивалентных материалах

3.2 Исходные данные для моделирования

3.3 Методика и технология подбора эквивалентных материалов

3.3.1 Подбор рецептуры эквивалентных материалов

3.3.2 Технология изготовления эквивалентных материалов

3.4 Модернизация установки УТС-1

3.5 Подбор измерительных средств для исследования влияния мощности пласта на смещения в выработке

3.6 Методика изготовления модели

3.7 Отработка модели

3.8 Анализ полученных результатов моделирования на эквивалентных материалах

3.9 Исследование влияния мощности угольного пласта в зависимости от кратности перекрепления

Выводы по главе

Глава 4 Обоснование методики расчета параметров анкерной крепи

4.1 Горно-геологические условия залегания пласта 70 шахты «Талдинская-Западная - 2»

4.2 Исходные данные для расчета крепи

4.3 Расчет параметров крепи для кровли горной выработки

4.3.1 Расчет параметров анкерной крепи первого уровня

4.3.2 Расчет параметров анкерной крепи второго уровня

4.4 Определение параметров анкерной крепи боков горной выработки

Выводы по главе

Заключение

Список литературы

Актуальность работы. При разработке угольных пластов во всех основных угольных бассейнах Российской Федерации главным для подготовительных выработок является выбор рациональной конструкции и параметров крепи, обеспечивающих их безремонтное поддержание. Как известно, критерием этого выбора является смещение контура выработки. В настоящее время в основных угольных бассейнах одной из основных проблем, чрезвычайно осложняющих ведение горных работ, является пучение почвы.

Для обеспечения удовлетворительного состояния подготовительных выработок, подверженных влиянию очистных работ, увеличивают ширину охранных целиков (30-60 м), что приводит не только к значительным эксплуатационным потерям угля, что неоправданно с экономической точки зрения, но и часто к технической нецелесообразности, связанной, прежде всего, с необеспеченностью предотвращения поднятия (пучения) пород почвы.

При залегании в почве пластов типичных для большинства угольных бассейнов аргиллитов и алевролитов с прочностью на сжатие 30-40 МПа, во многих случаях величина пучения почвы превышает 2000-2500 мм, что приводит к необходимости их трудоемкого и дорогостоящего ремонта с поддиркой пород почвы и заменой деформированной крепи.

При пластовой подготовке, обеспечивающей высокий темп ввода в действие и высокую нагрузку очистных забоев, подготовительные выработки располагаются в зонах влияния очистных работ. Поэтому важно разработать и использовать эффективный способ борьбы с проявлением горного давления и пучением пород почвы, при котором величина пучения не превышала бы 300-450 мм.

Анализ существующих способов борьбы с пучением пород почвы позволил определить перспективный способ охраны подготовительных выработок на мощных угольных пластах с помощью компенсационных полостей, основанный на активном воздействии на напряженно-деформированное состояние массива

вокруг выработок путем проведения компенсационной полости, расположенной параллельно подготовительной выработке и разделяющей целик на две неравные по ширине части (поддерживающий и охранный целик). Кроме того, проведение компенсационной полости повышает устойчивость подготовительной выработки, уменьшает эксплуатационные потери полезного ископаемого.

Вопросами поддержания горных выработок в условиях проявления пучения почвы занимались ученые: В.И. Барановский, М.И. Весков, В.М. Городничев, В.Т Глушко, А.Г. Протосеня, В.П. Зубов, А.П. Господариков, К.А. Ардашев, М.А. Розенбаум, И.Л. Черняк, В.А. Лыткин, В.Н. Рева, В.В. Райский, Л.К. Нейман, О.И. Мельников, А.Ф. Борзых, А.Н. Худяков и др.

Однако до сих пор не ясно, как повлияют размеры и расположение компенсационной полости на напряженно-деформированное состояние угольного массива и смещения кровли в охраняемой выработке, как определить необходимые размеры охранного и поддерживающего целиков, образованных при проведении компенсационной полости, как изменится величина смещения кровли в выработке при создании компенсационной полости и как она зависит от мощности пласта.

В связи с этим разработка способа и параметров охраны подготовительных выработок целиками и компенсационными полостями при отработке мощных пологих угольных пластов является актуальной научно-практической задачей.

Цель работы: разработка способа охраны подготовительных выработок целиками и компенсационными полостями при отработке мощных пологих угольных пластов.

Идея диссертационной работы: заключается в обеспечении допустимой потери площади поперечного сечения подготовительной выработкой, охраняемой с помощью целиков и компенсационных полостей.

Методы исследований: поставленные задачи решались с использованием комплекса исследований, включающего шахтные наблюдения, лабораторные исследования на моделях из эквивалентных материалов с применением методов

Задачи исследований:

1. Выполнить анализ проявлений пучения в горных выработках шахт и опыта борьбы с ним.

2. Исследовать характер проявлений горного давления в подготовительных выработках, охраняемых с помощью целиков и компенсационных полостей, в зависимости от их размеров и местоположения относительно выработанного пространства.

3. Исследовать закономерности изменения величины смещений пород кровли в пластовых подготовительных выработках в зависимости от мощности отрабатываемого пласта, охраняемых анкерной крепью.

4. Разработать рекомендации по параметрам анкерной крепи подготовительных выработок с учетом проведения компенсационной полости при отработке мощных пологих угольных пластов.

Положения, выносимые на защиту:

1. Обеспечение устойчивости подготовительных выработок, пройденных по мощным угольным пластам (3,5-5 м), в зоне интенсивных проявлений горного давления достигается путем проведения на расстоянии не менее ширины выработки от нее компенсационной полости, параметры которой определяются шириной охраняемой выработки и мощностью пласта.

2. Для горно-геологических условий шахты «Талдинская-Западная - 2» величина пучения почвы подготовительной выработки на мощных угольных пластах пропорциональна ширине компенсационной полости.

3. При отработке мощных пологих угольных пластов ожидаемые смещения кровли пластовых выработок вне зоны влияния очистных работ зависят от положения выработки относительно контура пласта и могут превышать критические для анкерной крепи значения.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Установлена зависимость между величиной пучения пород почвы в подготовительной выработке на мощных угольных пластах (3,5-5 м) от расположения компенсационной полости относительно выработанного пространства.

2. Установлена зависимость подъема почвы подготовительной выработки от ширины компенсационной полости.

Научное значение работы состоит в экспериментальном и теоретическом обосновании способа охраны подготовительной выработки с помощью компенсационной полости на мощных угольных пластах в зоне влияния очистных работ на угольных шахтах.

Обоснованность и достоверность научных положений подтверждается значительным объемом исследований, проведенных в натурных и лабораторных условиях, на моделях из эквивалентных материалов (отработано 4 модели), применением современных методов численного моделирования.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

1. Разработана методика определения параметров анкерного крепления кровли горных выработок, пройденных на мощных угольных пластах, позволяющая учитывать степень влияния компенсационной полости и мощности угольного пласта на проявление горного давления в подготовительной выработке.

2. Проведение компенсационной полости шириной 5 м и высотой, равной мощности угольного пласта, позволяет сократить потери полезного ископаемого на 17% по сравнению с потерями при охране одиночным целиком шириной 30 м на мощных угольных пластах.

Реализация результатов работы.

Результаты использованы на шахтах АО «СУЭК-Кузбасс», в проектных и конструкторских организациях при проектировании горных работ, а также при составлении нормативно-методических документов, регламентирующих мероприятия по борьбе с пучением пород почвы в горных выработках.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка способа охраны подготовительных выработок с помощью компенсационных полостей при отработке мощных пологих угольных пластов»

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на международных и российских научно-технических конференциях, симпозиумах, в том числе: на 21-й научно-практической конференции в Ханойском горно-геологическом университете (Ханой, Вьетнам, 2014 г.); на V Международной научной -практической конференции «Инновационные направления в проектировании горнодобывающих предприятий» (Санкт-Петербург, 2014 г.); на II Международной научно-практической конференции «Промышленная безопасность предприятий минерально-сырьевого комплекса в XXI веке» (Санкт-Петербург, 2014 г.); на XXIII Международном научном симпозиуме «Неделя горняка - 2015» (Москва, 2015 г.).

Личный вклад автора заключается в постановке цели и задач исследований; в разработке методики проведения лабораторных экспериментов, в разработке численной геомеханической модели с помощью программы Abaqus 6.11; в обработке материалов экспериментов и получении научных результатов; в разработке методики расчета параметров анкерной крепи для способа охраны подготовительных выработок, проводимых на мощных пластах, с помощью компенсационных полостей.

Публикации.

Основные результаты исследований представлены в 12 опубликованных работах; из них 7 в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства науки и образования РФ, в прочих изданиях 5 работ.

Объем и структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, содержащих 15 таблиц и 98 рисунков, заключения, списка использованной литературы из 133 источников. Общий объем работы 154 страницы.

Реструктуризация угольной промышленности привела к резкому увеличению нагрузки на очистные забои, при этом возникла необходимость перехода от принятой ранее практически на всех шахтах бесцеликовой схемы к охране и поддержанию горных выработок с помощью целиков, размеры которых составляют для различных условий 5 - 60 м и более. В качестве крепи выработок основным видом в настоящее время является анкерная крепь. При оставлении целиков для охраны подготовительных выработок возникают противоречия между размерами целиков и условиями поддержания выработок. В случае оставления целика большого размера можно использовать анкерную крепь, так как целики жесткие, но при этом возрастают потери полезного ископаемого, а оставляя целик небольшого размера - уменьшаются потери полезного ископаемого, но увеличивается его податливость, следовательно, возрастают смещения кровли, возникают трудности поддержания выработок, необходимость применения дорогостоящей поддерживающей крепи.

При охране выработок податливыми целиками основными видами деформаций подготовительных выработок являются большие смещения пород кровли и пучение почвы.

При охране целиками больших размеров с ростом глубины разработки происходят разрушения краевой части целиков, а также выдавливание пород почвы в выработку, т.е. пучение.

Известные методы борьбы с пучением можно условно разделить на четыре группы:

- расположение выработок в разгруженных от горного давления зонах;

- разгрузка пород от повышенного горного давления, производимая из выработки;

1.1 Расположение выработок в разгруженных от горного давления зонах

Известны способы отработки разгрузочных лав на вышележащем пласте с целью расположения выработок отрабатываемого пласта в зоне разгрузки [1] или расположение выработок нижележащего пласта под выработанным пространством вышележащего при нисходящей отработке свит пластов [2]. Однако эти весьма эффективные методы не применимы при отработке одиночных пластов и верхних пластов свит и накладывают массу ограничений на пространственно-планировочные решения шахты.

В работе [3] представлены результаты моделирования на эквивалентных материалах проведения выработки в разгруженной зоне и определено оптимальное расстояние между взаимовлияющими выработками.

Сущность способа заключается в том, что предварительно проводят выработку и эксплуатируют её до деформирования в ней пород. В результате этого вокруг выработки образуется зона неупругих деформаций, в пределах которой (преимущественно под или над деформированной выработкой) проводится вторая выработка, которая может длительное время поддерживаться в рабочем состоянии, так как она проведена в разгруженном от повышенного горного давления массиве пород. Этот способ был опробован на шахте им. Героев космоса ПО «Павлоградуголь» при проведении выработки под ранее пройденной, что позволило уменьшить пучение в 2,5 - 3 раза, при этом расстояние между ними принимались не менее 5 м, а располагались выработки строго одна под другой в вертикальной плоскости.

Согласно работе [4] способ охраны горных выработок от воздействия краевой части вышерасположенного пласта заключается в том, что между кромкой этого пласта и выработанным пространством создают переходную зону, состоящую из деревянных костров с убывающей жесткостью, выкладываемых с таким расчетом, чтобы у краевой части пласта кровля опускалась плавно без обрушения, а охраняемую выработку распологают под необрушенными породами.

В.Н. Рева [5] предлагает охранять выработку компенсационной выработкой, тем самым повысить ее устойчивость и уменьшить смещения в кровле и почве. Идея заключается в том, что первоначально проводится компенсационная выработка, устанавливается рамная крепь, выработка эксплуатируется до деформирования в ней породного контура и крепи. Вокруг выработки в процессе деформирования пород образуется зона неупругих деформаций, в которой напряжения понижены по сравнению с окружающим массивом. В пределах этой зоны проводится охраняемая длительное время выработка и крепится рациональной крепью.

При разработке сближенных пластов эффективным способом борьбы с пучением является разгрузка массива пород в окрестности выработки путем его подработки или надработки. Результаты многочисленных исследований (аналитических, лабораторных, на моделях и шахтных) подтверждают эффективность этого способа. Даны рекомендации по взаимному расположению выработок и очистных работ на сближенных пластах во времени и пространстве. Однако эти рекомендации редко используются. Это связано со многими причинами, основной из которых является стремление отрабатывать в первую очередь наиболее ценные, мощные или залегающие в более благоприятных условиях пласты. При этом способ и порядок отработки других пластов не принимается во внимание.

Известен способ М.А. Комисарова [6]. Сущность его заключается в бурении в угольном пласте на некотором удалении от забоя проводимой выработки ряда скважин диаметром 200 - 300 мм с оставлением между ними целиков угля примерно такой же ширины. Если в выемочной выработке пучение пород начинается после прохода очистного забоя, то скважины можно бурить позади этого забоя. Рекомендуемые различными авторами длины скважины колеблются от 4 до 12 м.

Механизм рассматриваемого способа разгрузки пород состоит в уменьшении нагрузки, передаваемой на почву в боках выработки. Концентрация напряжений переносится дальше от выработки на расстояние, примерно равное длине разгрузочных скважин. Поскольку в зоне разгрузки действуют остаточные напряжения, то концентрация напряжений за ее пределами меньше, чем была около выработки до бурения скважин. Следовательно, пучение пород почвы будет снижаться как за счет снижения концентрации напряжений, так и в результате его распределения по большей площади, т.е. по ширине выработки и зонам разгрузки.

К сожалению, надежного метода для определения параметров этого способа борьбы с пучением не разработано, поэтому его испытания далеко не всегда приводят к положительным результатам. Для реализации способа требуется громоздкое оборудование, что препятствует его использованию в стесненных условиях проходческого забоя, поэтому он не нашел широкого применения. Кроме того, по условиям безопасности скважины необходимо заполнять инертным материалом, что дополнительно усложняет проведение этих работ.

Один из вариантов способа разгрузки пород из выработки был предложен еще в начале 60-х годов в ИГД им. А.А. Скочинского. Этот вариант был предназначен для выемочных выработок, проводимых позади очистного забоя при сплошной системе разработки, хотя его модификации можно применять и в других выработках. Согласно предложению, со стороны массива угля или целика

извлекается часть пласта на глубину 4 - 6 м, и у края образующейся бермы выкладываются костры, заполняемые породой. Выработка крепится арочной крепью, которая устанавливается на костры, поэтому податливость системы обеспечивается сжатием костров.

Испытания способа в Донецком бассейне подтвердили его эффективность и правильность выбранных параметров, установленных на моделях из оптически чувствительных материалов. Однако из-за технических трудностей, большой трудоемкости, сложностей вентиляции очистного забоя и ведения в нем работ по выемке угля этот способ также не получил практического применения.

Широкое применение получил способ разгрузки пород при помощи берм (раскосок) при проведении магистральных выработок, например, уклонов или бремсбергов, охраняемых целиками или массивами угля. Опытно-промышленная проверка этого способа проведена на шахте им. 50-летия Октября [7] на опытных участках уклона длиной не менее 40 м. Ширина раскосок составляла 2,5; 5,0 и 7,5 м. Их крепили деревянными стойками с верхняками, а также спаренными бетонными блоками. В результате выполнения работы были установлены зависимости проявлений горного давления, в том числе и пучения, от ширины раскоски и сформулированы требования к крепи. Исследованиями на моделях из вальцмассы [8] установлено, что требуемая ширина раскоски находится в прямой зависимости от мощности пород непосредственной почвы.

Камуфлетное взрывание в почве выработки. Этот способ подвергался широкой проверке в условиях слабых пород Подмосковного бассейна [9], где он оказался довольно эффективным. Однако в более прочных породах эффективность способа вызывала сомнения.

Применение этого способа в Кузбассе дало положительные результаты, что отмечается в работах [10, 11]. В этих работах содержаться также предложения по расчету камуфлетных зарядов. При глубине шпуров 1,5 - 1,7 м в слабых трещиноватых аргиллитах и алевролитах рекомендуемая величина заряда составляет 200 - 300 г угленита, а в крепких аргиллитах и алевритах и слабых песчаниках - 300 - 400 г.

В то же время в условиях Печорского бассейна камуфлетное взрывание оказалось неэффективным [12].

Механизм действия камуфлетного взрывания, по-видимому, различен. В глинах при взрыве камуфлетного заряда образуется полость, которая служит компенсационным объемом для поглощения пучащих пород. Одновременно с этим происходит уплотнение глин и увеличение их прочности. В более хрупких метаморфизированных породах при камуфлетном взрывании образуется зона разрушения, которая снижает действующие в породах напряжения и, следовательно, пучение.

Способ охраны разгрузочными скважинами, предложенный ДонУГИ [13]. При этом способе по пласту бурят один или несколько рядов скважин с таким расчетом, что «целички» между ними под действием горного давления постепенно разрушаются, в результате чего вокруг выработки создается зона разгрузки, а максимум опорного давления переносится на некоторое расстояние от выработки. По мнению авторов, максимальный эффект достигается при длине скважин 8 - 10 м, расстоянии между скважинами 0,8 - 1,0 их диаметра и бурении скважин недалеко от проходческого забоя. Как показали испытания [14], этот способ действительно значительно снижает пучение почвы при небольшом увеличении опусканий кровли, но при этом на маломощных пластах затрудняется доступ в очистной забой.

К способу разгрузки пород, производимому из выработки, можно отнести камуфлетное взрывание [15]. При этом способе в почве пласта под выработкой и вблизи ее контура при помощи буровзрывных работ создается зона разрыхленных пород, что также приводит к перемещению вглубь массива максимальных напряжений и снижению пучения почвы.

Основным недостатком этих способов является возобновление пучения после уплотнения разрыхленным взрывом пород, которое происходит через 3 - 10 месяцев [16].

Существует другой вариант способа разгрузки пород, производимый из выработки: он заключается в бурении шпуров в стенки или почву выработки и

взрывания в них зарядов ВВ для образования в породах разрушенной более податливой зоны, наличие которой обеспечивает некоторую разгрузку почвы. Расчеты методом конечных элементов, в которых зона разрушения моделировалась материалом с меньшим модулем упругости, показали следующее:

1) вертикальные напряжения в стенках выработки уменьшаются, причем степень уменьшения зависит от податливости разрушенной зоны;

2) первичная зона концентрации напряжений перемещается на границу податливой и неподатливой зон;

3) с ростом податливости зоны разрушения размер зоны запредельного состояния в почве уменьшается, что ведет к снижению ее пучения;

4) уменьшение напряжений и размеров зоны запредельного состояния в почве наибольшее при ширине зоны податливости до 3 м.

Приведенные результаты были проверены в шахте Верхнесилезского бассейна на участке выработки длиной 120 м. Шпуры бурили в почву под стенки выработки и собственно в стенки. Опыты показали, что пучение почвы на участках с взрыванием зарядов ВВ в стенках выработки уменьшилось по сравнению с незащищенными участками в 2 раза; конвергенция пород в этом случае была в 3 раза меньше; снижение пучения в результате разгрузки начиналось через 10 суток после взрывания; повреждения крепи на защищенном участке были меньше.

Покровским Г.И. при определении параметров способа предполагалось, что в результате взрыва вокруг шпура образуется цилиндрическая зона разрушения радиусом.

В России описанный способ получил название взрывощелевой разгрузки [17]. Эту разгрузку обычно производят в стенках выработки. Установлена экономическая эффективность применения этого способа.

Один из вариантов этого способа [18] был предложен для применения при бесцеликовой разработке пластов в период, когда выработка расположена на границе с выработанным пространством. Согласно этому изобретению впереди очистного забоя в основную почву в сторону отрабатываемой лавы под углом

65 - 70° бурят скважины, в которых на расстоянии 6 - 8 м позади лавы взрывают заряды ВВ. При этом происходит как бы отделение пучащего слоя от его части, расположенной в выработанном пространстве, т.е. производится снятие горизонтальных напряжений, приводящих к пучению. По-видимому, эффективность этого способа определяется степенью уменьшения указанных напряжений.

К достоинствам описанного способа следует отнести его относительную простоту. Однако проверка способа проведена в ограниченных масштабах, что не дает уверенности в его универсальности.

1.3 Упрочнение пород и применение замкнутых крепей

При способах создания активного сопротивления смещения почвы, элементом, оказывающим такое сопротивление, может служить либо обратный свод замкнутой крепи, либо упрочненный тем или иным способом (чаще всего анкерами) слой пород. Способы этой группы в определенных условиях весьма эффективны. Однако во многих случаях сопротивления крепи (или упрочненного слоя пород) недостаточно для предотвращения пучения почвы, и тогда последствия применения таких способов, в особенности замкнутых крепей, становятся весьма плачевными, так как при этом буквально на порядок возрастает трудоемкость ремонта выработки (поддирки почвы).

Как известно, крепи, устанавливаемые в выработках, предназначены в основном для противодействия нагрузкам, которые создают разрушающиеся породы. Считается также, что они в некоторой степени препятствуют смещениям, поэтому естественны попытки применения крепей для уменьшения пучения пород почвы.

применяется для магистральных (капитальных) выработок с большим сроком службы, которые стремятся проходить в относительно прочных породах, где пучение пород невелико. В этих условиях кольцевые крепи достаточно эффективны, если породы не склонны к набуханию. Давления набухания обычно достаточно велики и превышают несущую способность крепи, поэтому ее приходится делать податливой.

В слабых породах эффективность проведение выработок невелика и по существу не способна противостоять пучению. Так, на шахте «Шкотовской» в Приморье штрек круглого поперечного сечения диаметром - 3,2 м был проведен на расстоянии 25 м от старого выработанного пространства и закреплен кольцевой крепью из профиля СП-18 с установкой двух колец на 1 пог. м выработки [19]. Угольный пласт имеет мощность 3,6 - 4,3 м, угол падения 5-15°. Глубина разработки составляет 150 - 250 м. Непосредственные кровля и почва представлены слабыми слоистыми аргиллитами с тонкими прослойками углистых сланцев, глин и алевролитов. Крепость пород непосредственной почвы мощностью 6,5 - 12 м составляет 0,6 - 1,8. Результаты измерений конвергенции приведены в таблице 1.1

Таблица 1.1 - Результаты измерений конвергенции

Период измерений Продолжительность периода, мес. Скорость конвергенции, мм/сут Конвергенция, мм

I 1,0 12,6 376

II 10,0 3,5 959

III 2,0 24,9 1493

Итого: 13,0 13,6 2828

Примечание: I период - 24 - 35 суток от момента проведения выработки; II

период - от конца первого периода до входа в зону опорного давления; III

период - 48 - 60 суток в зоне опорного давления.

Более широкое применение находят замкнутые крепи, т.е. обычные крепи, снабженные обратным сводом или лежнями различной конструкции [20-26]. Крепи с обратным сводом возводятся обычно в капитальных выработках, где в качестве материалов для крепи используется бетон или железобетон.

В подготовительных выработках использование лежней в сочетании с обычной арочной податливой крепью в условиях Печорского бассейна [27], которые устанавливались сразу за очистным забоем и демонтировались при подходе соседней лавы, позволило снизить пучение почвы на 60-80 % и смещение кровли на 60 %. Последнее достигнуто благодаря предотвращению вдавливания стоек крепи в почву. В частности, на шахте № 25 ПО «Воркутауголь» в конвейерном штреке лавы 225-ю сечением 7,2 м2 применяли криволинейные лежни из профиля СВП-27 и арочную крепь с расстоянием между рамами 0,67 м [27]. Разрабатываемый пласт Тройной мощностью 2,3 м с углом падения 13° залегает на глубине 575 м. Непосредственная почва представлена аргиллитом средней крепости мощностью 1,3 м, непосредственная и основная кровли -крепким алевролитом и алевритистым песчаником мощностью соответственно 1 и 6 м. Водопроявление в штреке было слабое. Штрек перекрепляли в 10 - 15 м позади очистного забоя. При отсутствии лежней до подхода лавы за 236 суток высота выработки уменьшилась на 1092 мм, в том числе пучение почвы составляло 500 мм. На участке применения лежней высота выработки уменьшилась только на 340 мм, из них - на 224 мм за счет пучения.

Большие надежды возлагались на применение для борьбы с пучением анкерной крепи, установленной в почву [28-40]. Предполагалось, что эта крепь будет также эффективной, как и при установке в кровле. Однако при этом забывали о различии механизмов деформирования кровли и почвы и функции анкерной крепи. Породы кровли под действием собственного веса в отличие от пород почвы больше расслаиваются, для них характерны также различного рода вывалы. Поэтому анкерная крепь в основном препятствует этим явлениям. Выпучивание пород кровли в этом случае наблюдается реже, поскольку они обычно прочнее, и позади очистного угольного забоя оно практически

отсутствует, так как кровля разгружается от горизонтальных напряжений из-за ее обрушения в выработанном пространстве.

В почве выработки смещения определяются выпучиванием пород под действием горизонтальных перемещений пучащего слоя и их расслоением, когда они переходят в запредельное состояние. В этом случае анкерная крепь, установленная в почве, может предотвращать расслоение пород, но не в состоянии противостоять выпучиванию, поскольку напряжения, создаваемые крепью, на порядок меньше действующих в породах.

Если деформации пород при выпучивании превышают способность к деформированию анкерных болтов, то их замки или другие средства закрепления будут проскальзывать, что приведет к снижению сопротивления (прочности закрепления) крепи, и она будет плохо сопротивляться также расслоению пород. Поэтому обычно анкерную крепь рекомендуется применять при относительно небольшом пучении (до 400 - 500 мм), когда деформации еще невелики. Непонимание этого механизма привело к рекомендации о применении анкерной крепи высокой несущей способности [41]. Однако даже снижение пучения при ее применении не доказывает необходимости повышения сопротивления.

Поскольку размеры зоны запредельного состояния зависят в основном от глубины заложения выработки Н и прочности пород при одноосном сжатии Яс, глубину анкерования Ьанк в работе [41] рекомендовано определять по графику, представленному на рисунке 1.1.

В этой работе указывается, что анкерование эффективно только при пучении почвы до 400 мм. Однако отмечается также, что при больших смещениях почвы при применении анкерной крепи пучение уменьшается в 1,5-2,8 раза.

Чтобы повысить эффективность анкерной крепи, было предложено [42] вводить в нее узел податливости. В этом случае смещения, обусловленные выпучиванием, воспринимаются узлом податливости, поэтому при дальнейших смещениях, связанных с расслоением, крепь оказывает ему полное сопротивление, предусмотренное прочностью закрепления замка.

Ьанк, м 2

1

0,4 0,8 1,2 уН/Я

Рисунок 1.1 - Зависимость глубины анкерования ^нк от показателя уН/Я

Неожиданные результаты при применении анкерной крепи были получены на шахте «Я^Югё» (Великобритания) [43]. При проведении выработки по углю в пласте мощностью 3 м, кровля которого представлена аргиллитом (1,1 м) и далее алевролитом, для предотвращения обрушения аргиллита применяли анкерные болты длиной 2,4 м, устанавливаемые вертикально и по углам выработки под углом 45°. В результате применения такой крепи, кроме предотвращения обрушения кровли, произошло резкое уменьшение пучения почвы. Автор не дает никакого объяснения этому явлению, но в процессе экспериментов на шахте было установлено, что оно происходит, когда количество болтов в ряду достигло пяти. Однако это не кажется таким неожиданным, если вспомнить об исследованиях, показывающих влияние на пучение почвы структуры массива пород, включая кровлю выработки [44, 45].

Аналогичный эффект отмечен на шахтах Германии (Августа - Виктория и «Нидерберг») и в работе Е.С. Савченко [46,47].

При комбинированном способе [48], предусматривающем сначала разгрузку пород с помощью камуфлетного взрывания, а затем упрочнение почвы с помощью нагнетания в разрушенные породы вяжущих составов. Проведенные на шахтах Карагандинского бассейна испытания показали высокую эффективность этого способа, и он включен в нормативные документы [49]. Недостатком этого способа является усложнение технологии проведения и поддержания подготовительной выработки.

Одним из комбинированных способов предотвращения пучения является создание в почве пласта упрочненного слоя за пределами границ контура выработки. Этот слой должен являться преградой для выдавливающихся в сторону выработки пучащих пород. Для этого в почву пласта из выработки бурят ряды скважин и в них производят камуфлетное взрывание и нагнетают скрепляющие растворы. При этом скважины бурят с обеих сторон выработки по линии сопряжения стенок последней с ее почвой наклонно в сторону массива, чередуя по длине выработки углы наклона и длину скважин, и вертикально по ширине выработки, а забои всех скважин располагают на одной глубине от почвы пласта. Во всех скважинах производится камуфлетное взрывание зарядов ВВ массой ориентировочно 300 - 500 г (масса заряда для каждой серии скважин должна быть определена опытным путем в процессе внедрения этого способа), после чего во все наклонные скважины и через одну в вертикальные скважины заливают под небольшим давлением скрепляющий раствор (давление нагнетания - примерно до 1 атм.). Другие скважины оставляют незалитыми и в дальнейшем они используются как компенсационные полости, вбирающие в себя часть пучащих пород.

В незастывший скрепляющий раствор в скважинах вторично помещают заряды ВВ в таком же количестве, как и предыдущие, и производят повторное камуфлетное взрывание этих зарядов, после чего в скважины повторно

производят нагнетание скрепляющего раствора также под небольшим давлением [50].

Все выше перечисленные способы борьбы с пучением являются трудоемкими, требуют дополнительных, как материальных, так и трудовых затрат для их реализации, усложняют технологию добычи полезного ископаемого, возникают проблемы с проветриванием выработки. Хоть и получены положительные результаты при различных способах, но они не могут соответствовать требованиям современной угольной промышленности по условиям нагрузки на очистной забой.

1.6 Способ охраны горных выработок с помощью компенсационных

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кузьмин Сергей Владимирович, 2017 год

Список литературы

1. Зборщик М.П. Влияние отработки смежных лав на устойчивость подготовительных выработок, охраняемых в зонах разгрузки / Зборщик М.П., Назимко // Горное давление в капитальных и подготовительных выработках / Институт горного дела СО АН СССР. - Сборник научных трудов. - Новосибирск. - 1983. - С. 53-55.

2. Исследование закономерностей проявлений горного давления в подготовительных выработках глубоких шахт / А.М. Ильштейн, Е.А. Мельников, Ю.М. Либерман и др.; ИГД им. А.А. Скочинского. - М., 1969. - 44 с.

3. Отчет о научно-исследовательской работе № 0295003000 «Изыскание перспективных способов борьбы с пучением пород почвы в подготовительных выработках угольных шахт в сложных условиях». ВНИМИ. - Л. - 1989. -50 с.

4. Реферативный журнал «Горное дело». 1986 г. - № 5. - Информация №5Б - 42 с.

5. Рева В.Н. и др. Способ охраны горных выработок // Авторское свидетельство № 1506126. - 1989. Бюл. №33. - с. 6.

6. Отчет о научно-исследовательской работе «Изыскание перспективных способов борьбы с пучением пород почвы в подготовительных выработках шахт ОАО «СУЭК-Кузбасс»» Этап 1.1-1.3 Разработка предварительных рекомендаций по борьбе с пучением почвы. (промежуточный) Договор № 12032 хд., г. СПб., 2012 г. - 77 с.

7. Лазченко К.Н. Влияние ширины раскоски на величины и характер пучения пород почвы в охраняемых выработках / Лазченко К.Н., Зубов В.П.// Исследов. прогноз и контроль проявления горн. давл. Всесоюзн. научно-техн. конф. 17-19 ноября 1982, Л., 1982, С. 108-109.

8. Нейман Л.К. Механические свойства пород и их влияние на устойчивость выработок // Механика горных пород и горное давление: Сб. научн. тр./ВНИМИ, Л., 1981, С. 42 - 44

9. Липский С.Б. Борьба с пучением пород в шахтах Приморья / Липский С.Б.,

Буткин Н.А. // Уголь, 1975, №3, С. 43-45.

10. Западинский Л.А. Проявление пучения горных пород в выработках и методы борьбы с ним // Уголь, 1975, С. 36-37.

11. Сигаев В.А. Характер проявления пучения в горных выработках шахт Кузбасса / Сигаев В.А., Муратов В.А., Западинский Л.А. // Совершенствование технологии сооружения горных выработок: Сб. научн. тр. - Кемерово, 1976, Вып. 83, С. 103-106.

12. Павлов В.С. Результаты исследований эффективности средств по ограничению пучения в одинарных выработках / Павлов В.С., Левчук В.Н., Андрианов Р.Н // Бесцеликовая отработка угольных пластов в условиях Печорского бассейна. Сб. научн. тр. - Воркута, 1978, Вып. 12, С. 71-73.

13. Комиссаров М.А. Некоторые вопросы поддержания подготовительных выработок в условиях пологих пластов Донбасса // Вопросы охраны и крепления горных выработок. - Донецк, 1968, вып. 41. - с. 3-25. - (Сб. научн.тр. Донецкого науч. - техн. угольн. ин-т;.

14. Промышленное применение способа охраны выработок разгрузочными скважинами по пласту на шахте «Кировская» / В.А. Воронин, В.А. Мяснянкин, Л.А. Студенников и др.// Уголь Украины. - 1975. - № 1. - С. 8 - 10.

15. Сосин С.Д. Руководство по борьбе с пучением почвы выемочных штреков взрыванием камуфлетных зарядов и изменением напряженного состояния массива горных пород вокруг выработки на шахтах комбината «Тулауголь» / С.Д. Сосин, И.Л. Черняк, Ю.Г. Мельников; Моск. ин-т радиоэлектроники и горн. электромех. - М., 1964. - 19 с.

16. Черняк И.Л. Предотвращение пучения почвы горных выработок. - М.: Недра, 1973. - С. 232 - 235.

17. Смирнов А.И. Расчет модели разрушения крепких пород почвы выработки / Смирнов А.И., Баймульдин М.К. // Оптимизация технологических схем разработки полезных ископаемых. Сб. научи, тр. - Караганда, 1984, С. 93-95.

18. Способ борьбы с пучением в подготовительных выработках при бесцеликовой разработке пластов; А.с. 1104289 / Ардашев К.А., Иевлев В.И., Фисенко Г.Л. ВНИИ горн.геомех. и маркшейд. дела. Заявл. 15.04.83. Опубл. 1984, Бюл.№27.

19. Липский С.Б., Буткин Н.А. Борьба с пучением пород в шахтах Приморья // Уголь, 1975, №3, С. 43-45.

20. Справочник по креплению горных выработок / Гелескул М.Н., Хорин В.Н., Киселев Е.С., Бушуев Н. П. - М.: Недра, 1993. - 427 с.

21. Першин В.В., Будников П.М. Конструкции крепей подземных сооружений: учебное пособие для студентов специальности 130406 «Шахтное и подземное строительство». КузГТУ, Кемерово, 2011. - 119 с.

22. Максимов А.П. Горное давление и крепь выработок. М.: Недра. - 1973. -

288 с.

23. Заславский Ю.З. Новые виды крепи горных выработок / Заславский Ю.З., Дружко Е.Б. - М.: «Недра», 1989. - 256 с.

24. Косков И.Г. Новые материалы и конструкции крепи горных выработок. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1987. - 196 с.

25. Насонов Л.Н. Крепление горных выработок . М.: Углетехиздат. - 1959. -

288 с.

26. Булычев Н.С. Расчет крепи капитальных горных выработок. М.: Недра, -1974. - 320 с.

27. Павлов В.С. Исследование работоспособности замкнутой крепи в подготовительных выработках с пучащими породами почвы // Технология добычи и обогащения углей в Печорском бассейне: Сб. научн. тр. - Воркута, 1978. Вып. 11, С. 80-83.

28. Антрушкевич А.А., Сурков А.В., Радиковский М.И. Способ крепления горных выработок, пройденных в породах склонных к пучению // Заявка на изобретение № 95115423. - 1997. - декабрь.

29. Осипов А.Н., Булкин А.В., Гусельников Л.В., Курка С.Н. Способ борьбы с пучением почвы горных выработок // Патент на изобретение № 2438018 РФ. -2011. - декабрь.

30. Рева В.Н. Поддержание горных выработок. - М.: Недра, - 1995. - 270 с.

31. Рахутин С.Я. Опыт крепления дующей почвы анкерной крепью // Научные труды КНИУИ. - М.: Углетехиздат, 1958. Вып. 3 - С. 30 - 33.

32. Сонин С.Д., Шейхет М.Н., Черняк И.Л., Лукичев В.С. Борьба с пучением пород в горных выработках. - М.: Недра.- 1966. - 200 с.

33. Parameters determination and bolting control of gateway floor / Pan-feng Gou, Ya-jun Xin // Journal of coal science and engineering (China)/ - 2011. -Volume 17, Issue 4. - pp. 388 - 392.

34. Якоби О. Практика управления горным давлением: Перевод с нем. - М.: Недра, 1987. - 566 с.

35. Чупринов Г.Д. Проведение и крепление горных выработок. - М.: Госгортехиздат, 1960. - 532 с.

36. Исследование пучения горных пород в капитальных и подготовительных выработках на шахтах Донбасса / Белаенко Ф.А., Глушко В.Т. // Труды Украинского научно-исследовательского института организации и механизации шахтного строительства. - 1960. - Вып. XI. - С. 117 - 138.

37. Глушко В.Т. Исследование некоторых вопросов пучения горных пород в капитальных и подготовительных выработках на шахтах Красноармейского и Донецко-Макеевского геолого-промышленных районов Донбасса: Дис. ... канд. техн. наук. - Днепропетровск. - 1961. - 217 с.

38. Северьянов А.Н., Хайкин А.И. Чураков В.Н. Исследование влияния полимерной анкерной крепи на пучение пород почвы в подготовительных выработках // Уголь. - 1988. -№10. - С. 25-26.

39. Долгий И.Е. Пути сокращения затрат на поддержание повторно используемых горных выработок при бесцеликовой отработке пластов / И.Е. Долгий, А.К. Горенок, А.А. Сизякин // Уголь. - 1990. - №6. - С. 48-50.

40. Болгожин Ш.А. Охрана, крепление и поддержание выработок на большой глубине / Ш.А. - Болгожин, Г.Д. Лезин // Алма-Ата. - Наука. -Казахской ССР, 1988. - С. 39-41.

41. Комиссаров М.А., Сытник А.А., Украинский С.В. Применение анкерной крепи высокой грузонесущей способности как средства предотвращения пучения пород. Технология очистных и подготовительных работ на тонких угольных пластах/Донецк, 1982, С. 96-102.

42. Николаенко Н.Н., Байкенжтн М.А., Загурская Р.И. Борьба с пучением пород почвы горных выработок шахт Карагандинского бассейна // Горн. журнал, 1988, №4, С. 18-21.

43. Storey R. Roof - bolting in Nottinghamshire with particular reference to Ruffed Colliery // Mining Eng. (Cr. Brit), 1988. - №316, рр. 325-331.

44. Сивохин В.И. К механизму деформирования пород почвы горных выработок // Разработка месторождений полезных ископаемых: Сб. научных трудов. -Киев, 1976. Вып. 45, С. 43-45.

45. Колотюк В.А. Исследование влияния структуры пород кровли на поведение почвы в подготовительных выработках // Научн. тр. Моск. горного института. 1977, №11, С. 146-150.

46. Савченко Е.С. Обоснование эффективных способов борьбы с пучением: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. 25.00.22 - Новочеркасск, 2010. - 17 с.

47. Ардашев К. А., Розенбаум М.А., Кузьмин С.В. Сборник научных трудов ВНИМИ. / Теоретические аспекты проблемы пучения в горных выработках угольных шахт. Отв. ред. Д.В. Яковлев. - СПб. - ВНИМИ, 2012. - С. 246 - 253.

48. Литвинский Г.Г., Захарченко И.Н. Опытно - промышленные испытания и нового способа борьбы с пучением почвы // Уголь Украины. - 1974. - № 8. - С. 17 - 18.

50. Отчет о научно-исследовательской работе «Внедрение эффективных способов и средств управления горным давлением, обеспечивающих эксплуатационное состояние выработок в сложных горно-геологических условиях шахты имени героев космоса ПО «Павлоградуголь». Заключительный № гос. регистрации 02870078633, 1987 г.

51. Компенсационная система для охраны горных выработок / Рева В.Н., Нейман Л.К., Мельников О.И., Шмиголь А.В., Кириченко В.Я., Бучатский С.М. // Авторское свидетельство № 1495437 СССР. - 1989. - Бюл. № 27. - 6 с.

52. Carr F, Martin E, Gardner B. How to eliminate roof and floor failures with yield pillar./ Goal liming, 1984, 21 №2, р. 62-70.

53. Аверин Г.А. Обоснование и разработка технологии охраны основных пластовых подготовительных выработок с применением спаренных податливых целиков. Автореф. дис. ... канд. тех. наук: Донецк, 1992. 17 с.

54. Мокриенко В.Н. Параметрирование нового способа охраны выемочной выработки с использованием метода эквивалентных материалов // Сборник научных работ / НГУ - 2010 - №34. Т.1 - С. 166-173.

55. Мокриенко В.Н. Особенности смещений пород, подстилающих охранное сооружение при охране выработки жесткими сооружениями с компенсационными полостями // Сб. научных трудов. «Совершенствование технологии строительства шахт и подземных сооружений» / Донецк: «Норд-Пресс» - 2010. - №17. - С. 126-127.

56. Мокриенко В.Н. Изучение влияния схемы расположения охранных сооружений вдоль подготовительной выработки на ее устойчивость // Сборник материалов Международной научно-практической конференции «Опыт прошлого, взгляд в будущее» / ТулГУ - 2011. - С. 113 - 117.

57. Способ охраны горных выработок [Текст]: Пат. №94327 Украина, МПК9 Е21 D 11/00, E21 C 41-18 /Касьян Н.Н., Хазиков И.В, Негрей С.Г., Мокриенко В.М.; заявитель и патентообладатель Донецкий национальный технический университет. - № а 200911242; опубл. 26.04.2011, Бюл. №8, 2011 г.

58. Калоеров С.А., Левшин А.А., Полухин В.А. Напряженное состояние массива горных пород вокруг выработки с разгрузочной полостью // Теоретическая и прикладная механика. 1989. - Вып. 20. - С. 31 - 36.

59. Полухин В.А. Геотехнология сооружения устойчивых горных выработок при разработке пластовых месторождений на больших глубинах. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПУ), 2004. - 266 с.

60. Костоманов А.И., Касвян Н.Н. Разгрузка почвы подготовительных выработок при помощи компенсационных щелей // Разработка месторождений полезных ископаемых. - 1976. - Вып. 45. - С. 24 - 27.

61. Калоеров С.А., Горянская Е.С., Полухин В.А. Напряженное состояние массива горных пород с выработкой и разгрузочными щелями // Теоретическая и прикладная механика. - 1996. Вып. 26. - С. 28 - 35.

62. Комиссаров М.А. Фролов Э.К. Андриенко В.М. Исследование параметров охраны горных выработок разгрузкой вмещающего породного массива скважинами по углю // Вопросы управления кровлей охраны и крепления горных выработок. - ДонУГИ. Донецк. - 1969. - С. 125 - 132.

63. Коваленко В.В. Обоснование параметров способа борьбы с пучением пород почвы в условиях угольных шахт / В.В. Коваленко, А.П. Рязанцев. -Донецк: Национальный горный университет, 2013. - 119 с.

64. Полухин В.А., Труфанов В.А. Расчет длины разгрузочных полостей для выработок, примыкающих к выработанному пространству лавы // Уголь. - 1989. -№7. - С. 11 - 12.

65. Кошелев К.В. Шахтные исследования способа взрывощелевой разгрузки породного массива // Уголь Украины. - 1979. - №7. - С. 24 - 25.

66. Баймухаметов С.К., Вальштейн С.М., Пак П.П. Опытно-промышленные испытания способа щелевой разгрузки // Уголь. - 1988. - №7. - С.13 - 15.

67. Розенбаум М.А. Кузьмин С.В. Способ охраны подготовительных выработок // Патент на изобретение №2521096 РФ. - 2014. июнь. - 7 с.

68. Шестаков В.А., Белодедов А.А., Полухин В.А., Шмаленюк С. А. Способ проведения горной выработки // Патент на изобретение № 2338881 РФ. - 2008. -ноябрь. - 4 с.

69. Кузьмин С.В., Сальвассер И.А., Мешков С.А. Механизм развития пучения пород почвы и способы борьбы с ним // Отдельный выпуск Горного информационно-аналитического бюллетеня (научно-технический журнал). Mining Information and analytical bulletin (Scientific and technical journal). - 2014 . - № ОВЗ. - С. 120 -125.

70. Дрибан В.А. Разработка метода расчета параметров локальной разгрузки пород в подготовительных выработках: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.15.11 / Дрибан Виктор Александрович. - Л., 1988. - 14 с.

71. Кузьмин С.В., Сальвассер И.А. Поиск перспективных способов борьбы с пучением пород почвы в горных выработках шахт ОАО «СУЭК-Кузбасс» // Маркшейдерский вестник. - 2014. - № 3. С. 39 - 43.

72. Кузьмин С.В., Сальвассер И.А. К вопросу об охране подготовительных выработок с помошью компенсационных полостей // Маркшейдерия и недропользование. - 2014. - № 3. - С. 62 - 66.

73. Перспективные способы борьбы с пучением пород почвы в горных выработках шахт ОАО «СУЭК-Кузбасс» / Розенбаум М.А., Кузьмин С.В., Антонюк С.А., До Куанг Туан // Сборник 21-й научной конференции Ханойский горно-геологический университет, Вьетнам. - 2014, ноябрь. - С. 230 - 235.

74. Пак П.П., Баймульдин М.М. Борьба с пучением пород почвы методом щелевой разгрузки // Шахтное строительство. №5, 1986 - с. 5-7.

75. Влияние взрывощелевой разгрузки на деформирование пород, вмещающих выработку / Кошелев К.В., Куракалов А.Н // Всесоюзная научно-техническая конференция (17-19 ноября 1982 г.). Исследование, прогноз и контроль проявления горного давления, ЛГИ. - 1982. ноябрь. - С. 168 - 169.

76. Нейман Л.К. Геомеханика слабых пород и поддержание выработок // Международная конференция «Эффективная и безопасная подземная добыча угля

на базе современных достижений геомеханики». - СПБ, BHИMИ. Доп. сборник -1996 г. - С. 48 - 52.

77. Кузьмин С.В. Способ борьбы с пучением пород почвы в горных выработках с помощью разгрузочной полости / Mаркшейдерский вестник. 2015. -№5. - С. 53-56.

78. Aверин ГА. Компенсационная система для охраны горных выработок // Патент на изобретение № 4582. - Украина. - 1994. декабрь Бюл. № 7-1. - 8 с.

79. Вовк A.K Геомеханическое обоснование и разработка параметров подготовки парными выработками угольных пластов Воркутского месторождения: Дис. ... канд. техн. наук. - СПб, 2004. - 164 с.

80. Белодедов A.A. Обоснование эффективности технологии проведения выработок с разгрузочными полостями при установлении устойчивых параметров угольных целиков // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал) Mining Information and analytical bulletin (Scientific and technical journal). - 2010 . - № 4. - С. 197 -201.

S1. Jinsheheng C., Mike M., Eric Z., John D. Longwall mining-induced abutment loads and their impacts on pillar and entry stability/ 21st Conference on ground control in mining. 2002. - pp. 11 - 17.

82. Борзых A^. и др. Проведение выработок в зоне разгрузки как метод их охраны // Уголь Украины. 1982, № 11, с. 13-14.

83. Худяков A.K Охрана главных пластовых выработок спаренными целиками // Уголь Украины, № 11. 1983, с.7-10.

84. Борзых A^., Aверин ГА., Краснянский A^. Смещения пород в подготовительной выработке при охране спаренными целиками // Уголь Украины. - 19S6. - сентябрь, №8. - С. 21 - 23.

55. Турчанинов ИА. Основы механики горных пород / ИА. Турчанинов, M.A. Иофис, Э.В. Каспарьян. Л., 1977. - 488 с.

56. Чепа ЛА. Проблемы обеспечения валидности эксперимента в условиях виртуальной среды / ЛА. Чепа, НМ. Бугайова // Экспериментальный метод в структуре психологического знания. M., 2012. С. 251 - 253.

87. Ковальский Е.Р. Цели и задачи численного эксперимента в горной геомеханике // Инновационное развитие минерально-сырьевого комплекса: научно-технические и управленческие решения: ЗГИ / Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». СПб, 2013. - С. 57-59.

88. Фадеев А.Б. Метод конечных элементов в геомеханике. М.: Недра. -1987. - 221 с.

89. Амусин Б.З., Фадеев А.Б. Метод конечных элементов при решении задач горной геомеханики. М., Недра, 1975. 144 с.

90. Норри Д., де Фриз Ж. Введение в метод конечных элементов: Пер. с англ. - М.: Мир, 1981. - 304 с.

91. Зенкевич О., Чанг И. Метод конечных элементов теории сооружений и в механике сплошных сред. - М.: Недра, 1974. - 240 с.

92. Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация: Пер. с англ. - М.: Мир, 1986. - 318 с.

93. Морозов Е.М., Никишков Г.П. Метод конечных элементов в механике разрушения. - М.: Книжный дом «Либроком», 2010. - 256 с.

94. Извеков О.Я., Корнев Д.В. Применение SIMULIA/Abaqus при изучении курса механики твердого тела: реологические модели: учеб. пособие / МФТИ. М., 2014. - 146 с.

95. Павлов С.И. САЕ-технологии в 2009 году: обзор достижений и анализа рынка // САБ/САМ/САБ Observer/ - 2010. - №4 (56). - С. 77-85.

96. Sam Helwany. Applied Soil Mechanics with ABAQUS Applications. John Wiley & Sons Inc., 2007, p. 400.

97. Plaxis User Manuals.

98 Бадтиев Б.П. Исследования на моделях из эквивалентных материалов эффективности способов борьбы с пучением путем изменения формы поперечного сечения выработок // Б.П. Бадтиев, И.А. Сальвассер, С.В. Кузьмин // Маркшейдерский вестник. - 2015. - № 4. - С. 51-55.

99. Кузьмин С.В. Исследование характера проявлений горного давления в подготовительных выработках, охраняемых с помощью целиков и

компенсационных полостей: Отдельная статья // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2016. - № 5 (специальный выпуск 17) - 8 с.

100. Инструкция по расчёту и применению анкерной крепи на угольных шахтах Российской Федерации. - СПб., 2014. - 61 с. (М-во топлива и энергетики РФ. Гос. науч.-исслед. ин-т горн. геомех. и маркшейд. дела - Межотраслевой науч. центр ВНИМИ).

101. Кузнецов Г.Н., Будько М.Н., Филлипова А.А., Шклярский М.Ф. Изучение проявлений горного давления на моделях. М.: Углетехиздат, 1959. -283 с.

102. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. М.: Наука, 1987. - 432 с.

103. Глушихин Ф.П., Кузнецов Г.Н., Шклярский М.Ф. и др. Моделирование в геомеханике. М.: Недра, 1991, 240 с.

104. Lailiang CAI, Kan WU, Qisheng Yu, Jinpeng FENG. A new method of equivalent material model deformation observation // I.J. Modern Education and computer science. - 2011. - №5. pp -40-46.

105. Соловьев Г.И. Лабораторные исследования особенностей механизма проявления горного давления на контуре выемочных выработок глубоких шахт // Научные труды ДонНТУ. Серия «Горно-геологическая» Вып. 11. 2010 г. С. 100107.

106. Ищенко К.С., Круковский А.П., Круковская В.В., Ищенко А.К. Физическое и численное моделирование напряженно-деформированного состояния массива горных пород в забое выработки // Научный вестник НГУ -2012. - №2. - С. 85-91.

107. Ke Yang, Guangxiang Xie. An asymmetrical bolt supporting designof retreating coal roadway based on physical simulation in large dip coal seam/ AGH Journal of Mining and Geoengineering. vol. 36. №3 2012. pp. 453-461.

108. Yasar E, Reddish D.J, Daws G, Hayes A.W. Deformation Development Around mine roadways and simulation of road supports/ 14 Conference on ground control in mining. 1996, pp. 46-54

109. Hucke A., Studeny A., Ruppel U. Advanced prediction methods for roadway behavior by combining numerical simulation, physical modeling and in-situ moniroring/ 25st Conference on ground control in mining.2004, pp. 213-220.

110. Самойлов В.Л. Взрывощелевая разгрузка вмещающих пород как средство повышения устойчивости горных выработок/ Всеукраинский научно -технический журнал горного профиля // Известия Донецкого горного института -2002 - №1 - С.54-56.

111. Разработка технологии проведения горных выработок с анкерной крепью с учетом геомеханического состояния приконтурного массива пород / Демин В., Демина Т., Каратаев А. // Майнинг Репорт Глюкауф. - 2013. - декабрь № 4. - С. 35-37.

112. Establishment and application of deformation monitoring system of roadway based on the three-dimensional model experiment / Yongping Wu, Yanli Zhang, Dongho Zhang // 32nd International conference on ground control in mining, 2012, pp. 1-7.

113. Макаров А.Б. Практическая геомеханика: Пособие для горных инженеров. - М.: Изд-во «Горная книга», 2006. - 391 с.

114. Коммиссаров В.В. Исследования устойчивости горизонтальных горных выработок большого сечения // Горное давление в капитальных, подготовительных и очистных выработках. Сб. научных трудов ВНИМИ: Л. -1982. - С. 13-18.

115. Ильштейн А.М. Закономерности проявлений горного давления в лавах пологопадающих пластов каменноугольных месторождений. Углетехиздат. - М.: - 1958. -272 с.

116. Кузнецов Г.Н. Методы исследования проявлений горного давления в очистных выработках угольных пластов путем шахтных наблюдений и

лабораторных экспериментов на моделях // Исследования горного давления. Госгортехиздат. - М.: - 1960. - С. 179-208.

117. Синяускас С.В., Титов Н.В. Обоснование расчетных методов и технических решений по креплению монтажных камер: Отдельные статьи Горного информационного-аналитического бюллетеня (научно-технического журнала). - 2012. - №1. - 20 с.

118. Зуев Б.Ю., Коршунов Г.И., Ютяев Е.П. Методы и технические средства физического моделирования геомеханических процессов при многоштрековой подготовке выемочных столбов // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). Mining Information and analytical bulletin (Scientific and technical journal). - 2010 . - № 4. - С. 1-7.

119. Зуев Б.Ю., Коршунов Г.И., Пальцев А.И. Физическое моделирование как составная часть геомеханического мониторинга в сложных горногеологических условиях // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). Mining Information and analytical bulletin (Scientific and technical journal). - 2010 . - № 5. - С. 29-34.

120. Казанин О.И., Зуев Б.Ю. Мешков А.А. Исследование на физических моделях процессов сдвижений при подземной разработке угольных пластов в поле шахты «Красноярская» ОАО «СУЭК-КУЗБАСС // Горный информационно -аналитический бюллетень (научно-технический журнал). Mining Information and analytical bulletin (Scientific and technical journal). - 2012. - № 5. - С. 26-32.

121. Зуев Б.Ю., Ромашкевич А.А, Ютяев Е.П., Логинов М.А. Исследование условий работы целиков и поддержания выработок при подготовке выемочных столбов спаренными выработками // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). Mining Information and analytical bulletin (Scientific and technical journal). - 2010 . - № 4. - С. 7-12.

122. Артемьев В.Б., Коршунов Г.И., Логинов А.К., Ютяев Е.П., Шик В.М. Охрана подготовительных выработок целиками на угольных шахтах. - СПб.: Наука, 2009. - 231 с.

123. Геомеханика на угольных шахтах / Г.И. Коршунов, А.К. Логинов,

B.М. Шик, В.Б. Артемьев. - М.: Изд-во «Горное дело», 2011. - 238 с., табл., ил. (Серия «Библиотека горного инженера»). Т.3 «Подземные горные работы» Кн. 6

124. Титов Н.В. Научное обоснование элементов технологии подготовки и отработки антрацитовых пластов с использованием парных выработок: Дис. ... д-ра техн. наук: 25.00.22 / Титов Николай Викторович. - СПб., 2007. - 245 с.)

125. Новые возможности исследования геомеханических процессов на моделях из эквивалентных материалов / Розенбаум М.А, Кузьмин С.В, Антонюк С.А. // Майнинг Репорт Глюкауф. - 2014. - декабрь № 4. - С. 31-33.

126. Моделирование геомеханических процессов на моделях из эквивалентных материалов / Розенбаум М.А, Кузьмин С.В., Антонюк С.А., До Куанг Туан // Журнал горной промышленности. - Вьетнам. - 2015. - №1. -

C. 53 - 56.

127. Зуев Б.Ю. Разработка методов и технических средств определения статических и динамических напряжений в физических моделях слоистых и блочно-иерархических горных массивов // Горный Информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). Mining Information and analytical bulletin (Scientific and technical journal). - 2014. - №4. - С. 356-360.

128. Розенберг С.Е. Стоимость поддержания горных выработок, закрепленных деревом. - М.: Углетехиздат. - 1952. - 262 с.

129. Локшин Б.С., Снитко А.А. Стоимостные параметры при определении расходов на поддержание штреков с металлической крепью в угольных пластах центрального района Донбасса // Уголь № 7, 1957.

130. Милонов Н.П. Стоимость поддержания штреков в Кизеловском угольном бассейне // Уголь №5, 1963.

131. Давидянц В.Г., Коган Г.А. Стоимость поддержания подготовительных выработок, закрепленных новыми видами крепей. - М.: Углетехиздат. - 1956. -140 с.

132. Трофимов В.П. Установление затрат и исследования влияния главнейших факторов на стоимость поддержания горных выработок в условиях шахт Волынского месторождения // Уголь, 1963. - № 10.

133. Розенбаум М.А., Коренной Ю.П., Кузьмин С.В. Расчет параметров крепи подготовительных выработок под наносами в зоне выветрелых пород на глубине менее 100 м // Горный Информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал) Mining Information and analytical bulletin (Scientific and technical journal). - 2015. - №7. - С. 45-53.