The object of research, development or design (in Russian) : пластовые (полевые) подготовительные (капитальные) выработки имеют ряд общих параметров, обусловленных их назначением в технологической схеме функционирования угольной (рудной) шахты.

The object of research, development or design (in Kazakh) : көмір (кен) шахтасының технологиялық жұмыс істеу сұлбасындағы мақсатына байланысты ортақ параметрлері бар пластық (далалық) дайындық (капиталдық) қазбалар.

Aim of work (in Russian) : Формирование адаптивных к условиям эксплуатации технологических схем снижения пучения пород почвы в подготовительных (полевых) горных выработок на основе результатов геодинамического анализа при аналитическом цифровом моделировании законтурного углепородного массива.

Aim of work (in Kazakh) : Геодинамикалық талдау нәтижелеріне және контур сыртындағы көмір–жыныс массивінің аналитикалық цифрлық модельдеуіне негізделген дайындық (дала) тау-кен қазбаларындағы тау жыныстары табанының пучениесін төмендетудің пайдалану шарттарына бейімделген технологиялық схемаларын қалыптастыру.

Методы исследования (на русском) : В программе применяется комплекс методов, направленных на анализ развития пучения пород почвы пластовых выработок и обоснование параметров геомеханической модели. Основой является многовариантный вычислительный эксперимент методом конечных элементов, позволяющий моделировать напряжённо-деформированное состояние системы «массив – пластовая выработка» при различных сочетаниях горно-геологических параметров. Многовариантность расчётов обусловлена необходимостью учитывать структуру, свойства и трещиноватость углевмещающей толщи, а также конструкцию и режим работы податливой крепи. Достоверность цифровых моделей обеспечивается сравнением результатов расчётов с данными шахтных исследований пучения пород почвы. Сформированный массив многовариантных расчётов используется для построения регрессионных зависимостей, описывающих закономерности развития пучения. В исследования включены научные подходы, основанные на критериях Хоека–Брауна, Bartоn Q-системе, RQD, RMR и GSI. Применяется экспериментально-численная пошаговая настройка модели по данным натурных наблюдений, что повышает точность прогноза устойчивости массива и эффективности мер по снижению пучения.

Методы исследования (на казахском) : Бағдарламада пласт қазбаларындағы жыныстар табанының пучениесінің дамуын талдау және геомеханикалық модель параметрлерін негіздеу мақсатында кешенді зерттеу әдістері қолданылады. Негізгі әдіс – әртүрлі геологиялық-техникалық параметрлер үйлесімдерін ескере отырып, «массив – пласт (дала) қазбасы» жүйесінің кернеулі-деформацияланған күйін модельдейтін соңғы элементтер әдісі бойынша көпнұсқалы есептік эксперимент. Есептердің көпнұсқалылығы көмірқабаттық жыныстардың құрылымын, қасиеттерін, жарықшақтылығын, сондай-ақ податливті крепь конструкциясы мен жұмыс режимін дәл көрсету қажеттілігімен түсіндіріледі. Сандық модельдердің дұрыстығы қазбалар табаны пучениесінің шахталық зерттеу деректерімен салыстыру арқылы қамтамасыз етіледі. Көпнұсқалы есептер массиві пучениенің даму заңдылықтарын сипаттайтын регрессиялық тәуелділіктерді құру үшін қолданылады. Зерттеулерде Hoek–Brown критерийі, Barton Q жүйесі, RQD, RMR және GSI сияқты ғылыми тәсілдер пайдаланылады. Модельдің дәлдігін арттыру үшін натуралды бақылаулар негізінде эксперименттік-есептік кезең-кезеңмен калибрлеу әдісі қолданылады, бұл массив тұрақтылығын болжаудың және пучениені төмендету шараларының тиімділігін бағалаудың нақтылығын арттырады.

Obtained results and novelty (in Russian) : В ходе выполненных исследований сформированы представления о механизме пучения пород почвы в пластовых выработках, выявлены факторы, определяющие интенсивность деформаций: слабые литологические разности непосредственной почвы, зоны сдвига, повышенное горное давление и тектоническая нарушенность. Выполнен критический анализ существующих способов борьбы с пучением, включая разгрузочные выработки, щели, скважины и подрывку пород, что позволило оценить их эффективность и ограничения. Проведено системное исследование структуры углевмещающей толщи, свойств аргиллитов, алевролитов и песчаников, а также поведения пород при упруго-пластическом деформировании, разупрочнении и разрушении. Сформирован научно-технический задел для разработки технологии снижения пучения почвы на основе моделирования напряжённо-деформированного состояния массива и оценки работоспособности анкерной крепи в присечных выработках.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Зерттеулер барысында пласт қазбаларындағы жыныстар табанының пучениесінің механизмі анықталып, деформациялардың интенсивтілігіне әсер ететін негізгі факторлар айқындалды: тікелей табанның литологиялық әлсіз жыныстары, әртүрлі тығыздалу дәрежесі нәтижесінде қалыптасқан ығысу аймақтары, жоғары тау қысымы және тектоникалық бұзылулар. Пучениеге қарсы күрестің қолданыстағы тәсілдері – разгрузкалық қазбалар, саңылаулар, бұрғыланған тесіктер мен табанды қопару әдістері талданып, олардың тиімділігі мен шектеулері бағаланды. Углевмещаушы қалыңдықтың құрылымы, аргиллит, алевролит және құмтастардың қасиеттері мен олардың серпімді-пластикалық деформация, беріктігін жоғалту және толық бұзылу сатыларындағы мінез-құлқы зерттелді. Массивтің кернеулі-деформацияланған күйін модельдеу және присечной қазбаларда анкерлік крептің жұмыс қабілеттілігін бағалау негізінде жыныстар табанының пучениесін төмендету технологиясын дайындауға ғылыми-техникалық база қалыптастырылды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : 1. Устойчивость выработок обеспечивается: расположением их вне зоны разрушения угля; анкерной или рамной крепью контура; упрочнением угля в боках выработок анкерами с полимерным закреплением по всей длине. 2. Технологический комплекс геомеханического обоснования включает: поэтапное моделирование геомеханических и технологических процессов; наложение зон разрушения угля и пород; учёт развития очистных и подготовительных работ во времени и пространстве; разработку участкового керноотборника для мониторинга приконтурного массива. 3. Экономические и эксплуатационные эффекты программы: повышение безопасности выполнения горно-подготовительных работ; снижение трудоёмкости ремонта выработок; обеспечение качественных и количественных параметров схем снижения пучения; повышение уровня безремонтной эксплуатации подготовительных выработок. 4. Конструктивные решения и параметры крепи, подлежащие разработке: параметры рамно-анкерной и смешанной (комбинированной) крепи; моделируемые механические характеристики её элементов; конструктивные элементы охранной и поддерживающей системы; корректное размещение выработок с учётом зон повышенного и опорного давления.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : 1. Қазбалардың тұрақтылығы қамтамасыз етіледі: оларды көмірдің бұзылу аймағынан тыс орналастыру арқылы; контурды анкерлік немесе рамалық крепьмен бекіту арқылы; қазба бүйірлеріндегі көмірді толық ұзындығы бойынша полимерлік бекітумен анкерлер арқылы упрочнение жасау арқылы. 2. Геомеханикалық негіздеудің технологиялық кешені қамтиды: геомеханикалық және технологиялық үдерістерді кезең-кезеңімен модельдеу; көмір мен жыныстардың бұзылу аймақтарын қабаттастыру; тазарту және дайындау жұмыстарының уақыт пен кеңістіктегі дамуын ескеру; контур маңындағы массивтің жай-күйін бақылауға арналған учаскелік керноалғыш құрылғыны әзірлеу. 3. Бағдарламаның экономикалық және пайдалану тиімділігі: тау-кен дайындық жұмыстарының қауіпсіздігін арттыру; қазбаларды жөндеу еңбек сыйымдылығын төмендету; пучение азайту схемаларының сапалық және сандық параметрлерін қамтамасыз ету; дайындық қазбаларының жөндеусіз пайдалану деңгейін арттыру. 4. Әзірленуге тиіс крепьтің конструктивтік шешімдері мен параметрлері: рамалық-анкерлік және аралас (комбинирленген) крепь параметрлері; оның элементтерінің модельденетін механикалық сипаттамалары; қорғаныш және тіреу жүйесінің конструктивтік элементтері; көтерілген және тірек қысымы аймақтарын ескере отырып қазбаларды дұрыс орналастыру.

Level of implementation (in Russian) : внедрение не предусмотрено

Level of implementation (in Kazakh) : енгізу қарастырылмаған

Efficiency (in Russian) :

Efficiency (in Kazakh) :

Field of application (in Russian) : Инжиниринг и технологии. Промышленный инжиниринг. Прикладные исследования.

Field of application (in Kazakh) : Инжиниринг және технологиялар. Өндірістік инжиниринг. Қолданбалы зерттеулер