The object of research, development or design (in Russian) : Технологические схемы проведения горных выработок, средства крепления, напряженно-деформированное состояние массива

The object of research, development or design (in Kazakh) : Тау-кен жұмыстарының технологиялық схемалары, бекіту құралдары, массивтің кернеулі-деформациялық күйі

Aim of work (in Russian) : Создание рациональной технологии проведения горных выработок на основе воздействия на техногенное состояние массива вмещающих пород, с установлением ее оптимальных параметров в зависимости от горнотехнических условий разработки.

Aim of work (in Kazakh) : Негізгі тау-кен массасының техногендік күйіне әсер ету негізінде тау-кен жұмыстарын жүргізудің ұтымды технологиясын, игерудің тау-кен техникалық шарттарына байланысты оның оңтайлы параметрлерін белгілеу.

Методы исследования (на русском) : Методология выполнения включает комплекс научно-прикладных исследовательских работ: планирование натурных и модельных экспериментов; анализ и мониторинг геолого-структурных и гидрогеологических условий прибортового массива горных пород месторождения и имеющихся данных по физико-механическим свойствам горных пород с изучением структурного строения массива горных пород по результатам геологических изысканий с определением расчетных прочностных характеристик пород; кинематический анализ устойчивости сдвижения; аналитическое моделирование напряженно-деформированного состояния массива; проектирование параметров карьера, шахты, рудника; стендовые испытания различных активных крепежных систем и средств; опытно-промышленные испытания партий образцов средств распределения смол в массиве в шахтных условиях; статистическая и аналитическая обработка полученных результатовчисленный метод конечных элементов с определением рейтинга прочности пород и коэффициента запаса устойчивости горного массива; построение геотехнической, каркасной, блочной и геомеханической моделей месторождения, технико-экономическая оценка эффективности и определение области применения технологических разработок.

Методы исследования (на казахском) : Іске асыру әдістемесі ғылыми-қолданбалы зерттеу жұмыстарының кешенін қамтиды: толық масштабты және үлгілік эксперименттерді жоспарлау; кен орнының жақын шеткі тау-кен массасының геологиялық, құрылымдық және гидрогеологиялық жағдайларын талдау және мониторингі және геологиялық түсіру жұмыстарының нәтижелері бойынша тау-кен массасының құрылымдық құрылымын зерттей отырып, тау жыныстарының физикалық-механикалық қасиеттері туралы қолда бар мәліметтер жыныстардың есептелген беріктік сипаттамаларын анықтаумен; ығысу орнықтылығын кинематикалық талдау; массивтің кернеулі-деформациялық күйін аналитикалық модельдеу; карьердің, шахтаның, шахтаның параметрлерін жобалау; әртүрлі белсенді бекіту жүйелері мен құралдарын стендтік сынау; шахта жағдайында массивтегі шайыр тарату құралдарының үлгілерінің партияларын тәжірибелік сынақтан өткізу; алынған нәтижелерді статистикалық және аналитикалық өңдеу тау жыныстарының беріктігінің көрсеткішін және тау массасының тұрақтылығының қауіпсіздік коэффициентін анықтай отырып, соңғы элементтердің сандық әдісін; кен орнының геотехникалық, қаңқалық, блоктық және геомеханикалық үлгілерін салу, тиімділігін техникалық-экономикалық бағалау және технологиялық әзірлемелердің көлемін анықтау.

Obtained results and novelty (in Russian) : Выполнен системный анализ технологических схем проведения подготовительных выработок в шахтах и рудниках, паспортов крепления, механизмов проявления горного давления и влияния горно-геологических/горнотехнических факторов на деформации пород; обобщены решения по креплению сопряжений лав, пересечений главных и вспомогательных выработок. Выполнено численное и аналитическое моделирование геомеханических процессов во вмещающем углепородном массиве методом конечных элементов с использованием специализированных программных комплексов. Разработаны и применены расчётно-аналитические подходы (интерпретация по коэффициенту запаса прочности, FoS) для локализации зон неупругих деформаций и разгрузки в приконтурном массиве; показано, что для рассматриваемой модели зона неупругих деформаций стабильно формируется на глубине порядка 0,6–0,7 м от забоя, за которой следует область упруго-пластичных деформаций до ~1,8–1,9 м. Проведён комплекс лабораторных испытаний (22 пробы): установлены диапазоны прочности при одноосном сжатии 6,2–89,3 МПа, при растяжении 0,9–10,1 МПа, модуль упругости 8,3–86,2 ГПа, угол внутреннего трения 30,5–38,7°, сцепление 1,4–18,2 МПа, плотность 1,31–3,16 г/см³; по каждой пробе сформированы паспорта прочности для последующего использования в расчётах устойчивости и уточнения паспортов крепления подготовительных выработок.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Шахталар мен кеніштерде дайындық қазбаларын жүргізудің технологиялық схемаларына, бекіту паспорттарына, тау-кен қысымының көріну механизмдеріне және тау-кен-геологиялық/тау-кен техникалық факторларының тау жыныстарының деформациясына әсеріне жүйелі талдау жасалды; лавалардың түйісулерін, негізгі және қосалқы қазбалардың қиылыстарын бекіту бойынша шешімдер жинақталды. Мамандандырылған бағдарламалық кешендерді қолдана отырып, соңғы элементтер әдісімен көміртекті таужыныс массивіндегі геомеханикалық процестерді сандық және аналитикалық модельдеу орындалды.Контур маңындағы массивте серпімді емес деформациялар мен түсіру аймақтарын оқшаулау үшін есептеу-аналитикалық тәсілдер (қауіпсіздік қорының коэффициенті бойынша интерпретация, FoS) әзірленді және қолданылды; қарастырылып отырған модель үшін серпімді емес деформациялар аймағы кенжардан 0,6–0,7 м тереңдікте тұрақты түрде қалыптасады, содан кейін серпімді-иілгіш деформациялар аймағы ~1,8–ге дейін -1,9 м. Зертханалық сынақтар кешені (22 сынама) жүргізілді: 6,2–89,3 МПа бір осьті қысу кезінде беріктік диапазоны, 0,9–10,1 МПа созылу кезінде, 8,3–86,2 гПа серпімділік модулі, 30,5–38,7° ішкі үйкеліс бұрышы, 1,4–18,2 МПа ілінісу, 1,31–3,16 г/см3 тығыздығы орнатылды; әрбір сынама бойынша төзімділік есептеулерінде кейіннен пайдалану және дайындық қазбаларын бекіту паспорттарын нақтылау үшін беріктік паспорттары.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Разработаны основные технические и концептуальные требования к системам активного крепления и технологиям смолоинъектирования, адаптированным к изменяющимся горнотехническим условиям. Изготовлены опытные образцы анкерных систем, Изготовлены и испытаны канатные, составные и винтовые анкеры; разработана и внедрена методика стендовых и шахтных испытаний для оценки усилия закрепления, несущей способности, податливости и взаимодействия «анкер–смола–порода». Gроведена корректировка конструкторской документации по итогам стендовых и шахтных испытаний. Сформирован пакет методик шахтных ОПИ; приобретено ключевое оборудование и ПО (в т.ч. Rock Schmidt RS8000 N, адгезиметр ПСО-100МГ4АД, георадар «ОКО-3», Прибор сосредоточенного нагружения ПСН-0.16.10, Prognoz-L) для испытаний, мониторинга и численного моделирования. Проведён патентный поиск по сталеполимерным анкерам/адаптерам и технологиям упрочнения массива

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Белсенді бекіту жүйелеріне және өзгермелі тау-кен техникалық жағдайларға бейімделген шайыр объектілеу технологияларына қойылатын негізгі техникалық және тұжырымдамалық талаптар әзірленді. Анкерлiк жүйелердiң тәжiрибелiк үлгiлерi Арқанды, құрама және бұрандалы анкерлер дайындалды және сыналды; бекіту күшін, көтергіш қабілетін, икемділігін және «анкер-шайыр-жыныстың» өзара іс-қимылын бағалау үшін стендтік және шахталық сынақтар әдістемесі әзірленіп, енгізілді. Стендтік және шахталық сынақтардың қорытындысы бойынша конструкторлық құжаттамаға түзету енгізілді. Шахталық ӨҚҚ әдістемелерінің пакеті қалыптастырылды; сынақтар, мониторинг және сандық модельдеу үшін негізгі жабдықтар мен БҚ (оның ішінде Rock Schmidt RS8000 N, ПСО-100МГ4АД адгезиметрі, «ОКО-3» георадары, ПСН-0.16.10 шоғырланған жүктеу аспабы, Prognoz-L) сатып алынды. Болат полимерлік анкерлер/адаптерлер және массивті нығайту технологиялары бойынша патенттік іздестіру жүргізілді.

Level of implementation (in Russian) : Проведены обследования и мониторинг состояния контуров и крепи выработок с анкерной крепью и их сопряжений; выданы рекомендации по безопасной эксплуатации; изучены проявления горного давления в очистных и подготовительных выработках с использованием современной приборной базы; выполнен анализ дефектности подготовительных/очистных выработок и призабойного пространства. Подготовлены программы и методики шахтных опытно-промышленных испытаний, сформирована база для апробации на шахтах Карагандинского бассейна. Процесс внедрения инновационных анкерных систем при проведении горных выработок на шахтах Карагандинского бассейна УД АО «Qarmet» активно продвигается. Основные этапы включают апробацию новых крепежных технологий и оценку их эффективности через опытно-промышленные испытания в условиях реальных горно-геологических характеристик.

Level of implementation (in Kazakh) : Қазбалардың контурлары мен бекітпелерінің анкерлік бекітпелермен және олардың түйісулерімен жай-күйіне зерттеулер мен мониторинг жүргізілді; қауіпсіз пайдалану жөнінде ұсынымдар берілген; қазіргі заманғы аспаптық базаны пайдалана отырып, тазалау және дайындық қазбаларындағы тау қысымының көріністері зерделенген; дайындық/тазалау қазбалары мен кенжар маңындағы кеңістіктің ақаулығына талдау жүргізілді. Шахталық тәжiрибелiк-өнеркәсiптiк сынақтардың бағдарламалары мен әдiстемелерi әзiрлендi, Қарағанды бассейнiнiң шахталарында сынақтан өткiзу үшiн база қалыптастырылды. Қарағанды бассейнінің шахталарында тау-кен қазбаларын жүргізу кезінде инновациялық анкерлік жүйелерді енгізу процесі белсенді ілгерілеуде. Негізгі кезеңдер жаңа бекіту технологияларын сынақтан өткізуді және нақты тау-кен геологиялық сипаттамалары жағдайларында тәжірибелік-өнеркәсіптік сынақтар арқылы олардың тиімділігін бағалауды қамтиды.

Efficiency (in Russian) : На основании данных, полученных в ходе исследований и расчётов, будут разработаны рациональная технология проведения горных выработок на основе воздействия на техногенное состояние массива вмещающих пород, способы, системы и средства крепления для повышение эксплуатационной надежности горных выработок и выполнен аналитический дизайн крепи. Это позволит создать технологические схемы обеспечения устойчивости горных выработок с использованием анкерного и комбинированного крепления на основе изученных закономерностей развития геомеханических процессов при ведении горных работ подземным способом на угольных и рудных шахтах. Применение активной анкерной крепи с использованием смоляных систем и новых анкеров приведет к значительному увеличению долговечности и эффективности эксплуатации выработок. Экономическая эффективность этих решений выражается в сокращении затрат на традиционные виды крепежных материалов, а также в снижении технического обслуживания и ремонта.

Efficiency (in Kazakh) : Зерттеулер мен есептеулер барысында алынған деректердің негізінде тау-кен қазбаларының пайдалану сенімділігін арттыру үшін кен жыныстары массивінің техногендік жай-күйіне әсер ету негізінде тау-кен қазбаларын жүргізудің ұтымды технологиясы, бекіту тәсілдері, жүйелері мен құралдары әзірленеді және бекітпенің талдамалық дизайны орындалады. Бұл көмір және кен шахталарында жер асты тәсілімен тау-кен жұмыстарын жүргізу кезінде геомеханикалық процестерді дамытудың зерделенген заңдылықтары негізінде анкерлік және аралас бекітуді пайдалана отырып, тау-кен қазбаларының орнықтылығын қамтамасыз етудің технологиялық схемаларын жасауға мүмкіндік береді. Шайыр жүйелерi мен жаңа анкерлердi пайдалана отырып, белсендi анкерлiк бекiтпенi қолдану қазбаларды пайдаланудың ұзақтығы мен тиiмдiлiгiн едәуiр ұлғайтуға әкеледi. Бұл шешiмдердiң экономикалық тиiмдiлiгi бекiту материалдарының дәстүрлi түрлерiне арналған шығындарды қысқартудан, сондай-ақ техникалық қызмет көрсету мен жөндеудi азайтудан көрiнедi.

Field of application (in Russian) : Горнодобывающая промышленность

Field of application (in Kazakh) : Тау-кен өнеркәсібі