Исследование устойчивости и трансформации напряженно-деформированного состояния обводненных массивов горных пород Разработка аналитической модели многократно подработанных обводненных массивов. Оценка устойчивости горных выработок расположенных в водонасыщенных массивах

Отчет 321 с.,1 кн., 161 рис., 35 табл., 124 источн., 1 прил. Объект исследований – процессы трансформации, сдвижения и деформирования обводненных массивов горных пород. Цель работы – создание серии аналитических моделей трансформации многократно подработанного массива при наличии охраняемых объектов, их параметров и конкретных локальных свойств обводненного породного массива с учетом конкретных особенностей горных пород при обводнении. Метод исследования – комплексный, состоящий из экспериментальных и аналитических составляющих, а именно разработку математических и компьютерных моделей формирования и эволюции напряженно-деформированного состояния обводненного вмещающего массива горных пород с учетом особенностей современных условий подземной разработки угольных пластов; организация и проведение инструментальных наблюдений за сдвижением и деформированием горных выработок и земной поверхности под воздействием геомеханических процессов. Основные научные результаты, полученные на данном этапе работы: - разработан и реализован новый интегральный поход к оценке пустотности подработанного массива в различных горно- геологических условиях и горнотехнических ситуациях. Установлены типовые закономерности изменения коэффициента остаточной пустотности в зависимости от геометрии выработанного пространства; - установлены закономерности влияния долгосрочной многократной подработки угольных пластов в условиях крутого падения на образование в массиве горных пород вертикально ориентированных техногенных коллекторов. Установлено, что при подработке по трем и более пластам значения горизонтальных деформаций растяжения достигают на некоторых участках в пределах 5–7 мм/м, оказывая достаточное деформационное воздействие для принципиального изменения фильтрационных характеристик вмещающих пород; - созданы аналитические модели: - формирования и трансформации напряженного состояния обводненного массива горных пород при отработке одиночного пласта; - взаимодействия крепи горных выработок и обводненного массива в зависимости от времени и параметров проведения и крепления; - процесса подземной гидродинамики и характеристики стационарных депрессионных воронок. Основной практический результат, полученный на данном этапе работ – разработаны технологические схемы и параметры эффективного закрепления легко обрушающихся и неустойчивых пород. По результатам работы в 2023 г. опубликовано 25 статей и сделано 7 докладов на 3-х конференциях.