Дистанционная оценка структуры и параметров горного массива в процессе ведения подземных работ

Разработка месторождений и добыча полезных ископаемых подземным способом неразрывно связаны с риском неконтролируемого разрушения подготовительных и очистных выработок, что приводит к значительным экономическим и социальным потерям. С учётом существенного повышения производительности горных работ и как следствие возрастания рисков развития геодинамических явлений, необходимо искать более эффективные технологии дистанционной оценки структуры и параметров напряженного состояния горного массива. Объект исследований – структура и параметры напряженного состояния горного массива в ближней зоне влияния объектов подземной инфраструктуры. Цель работы – совершенствование системы дистанционной оценки структуры и параметров горного массива, применяемой во взрывоопасной атмосфере угольных шахт и рудников. Методы исследований: анализ существующих способов оценки состояния горного массива; анализ и обобщение опыта применения систем оценки устойчивости горного массива в условиях шахт и рудников; системный анализ проблем оценки устойчивости, осложняемой динамическими проявлениями горного давления; методы экспертных оценок цифровых моделей; междисциплинарный подход к проблеме оценки устойчивости горного массива как многофакторного явления. Основные научные и практические результаты заключаются в следующем: разработан и реализован в программном обеспечении подход к оценке состояния устойчивости горного массива, а также определения местоположения зон возможного проявления опасных геодинамических явлений в условиях выемочного столба угледобывающей лавы, на основе системы сейсмического мониторинга, где источником сейсмических волн является рабочий орган комбайна; адаптирован для применения существующими аппаратными средствами и реализован в программном обеспечении метод контроля эффективности гидрорыхления угольного пласта по параметрам сейсмоакустического сигнала; разработан и реализован в программном обеспечении подход автоматического расчета скорости распространения продольной волны для применения в задачах сейсмического зондирования горного массива в рамках специализированной методики; продемонстрированы результаты применения системы сейсмической локации в задачах оценки структуры и параметров горного массива в шахтах и рудниках, с учетом разработанных подходов. Степень и эффективность внедрения: методические и программные разработки автора реализованы в аппаратно-программном комплексе, применяющемся на угольных шахтах Кузбасса и рудниках Норильска. Область применения: проходческие и очистные забои угольных шахт; горные выработки шахт и рудников опасных по газу и пыли.