Разработка геомеханических основ защиты объектов поверхности в условиях сложной структуры рельефа подрабатываемых территорий и исследование формирования зон интенсивных деформаций горного массива

Подземные очистные работы на угольных шахтах при управлении кровлей полным обрушением вызывают проседания горного массива и деформации земной поверхности. Это, в свою очередь, негативно сказывается на объектах социальной и производственной инфраструктуры, расположенных на подрабатываемой территории, приводит к их повреждениям, вплоть до утраты ими функционального состояния. Проведенные исследования показывают, что влияние мезорельефа на прогнозируемые величины деформаций является значительным и достигает 50-80 % допустимых значений наклонов, кривизны и относительных деформаций для целого ряда охраняемых объектов поверхности. На достаточно крутых склонах мезорельефа существует также проблема устойчивости склонов и склоновых подвижек грунта, представляющая угрозу фундаментам зданий, коммуникациям, трубопроводам и т.д. Не менее серьезную угрозу для объектов поверхности могут представлять и динамические явления, вызванные интенсивными деформациями горного массива при добыче угля и затоплении горных выработок. Теоретическое обоснование прогноза деформаций земной поверхности и выбора мер защиты зданий и сооружений на участках мезорельефа, подрабатываемых подземными горными работами, является актуальной научной задачей, решение которой имеет важное теоретическое и практическое значение для народного хозяйства и способствует повышению безопасности объектов поверхности и эффективности ведения горных работ. Цель работы - разработка геомеханических основ защиты объектов поверхности, в условиях сложной структуры рельефа подрабатываемых территорий для повышения эффективности выбора мер защиты зданий и сооружений и обеспечения их эксплуатационной безопасности; изучение закономерностей сдвижения породных слоёв над выработанным пространством лав при ведении очистных работ; установление зон интенсивных деформаций пород действующих и закрытых (обводненных) шахт для предотвращения проявления геодинамических явлений на поверхности. При выполнении работы предполагается установить базовые закономерности совместного влияния подработки и мезорельефа на различные типы застройки, характерные для Донбасса, а также закономерности формирования зон интенсивных деформаций горного массива в действующих шахтах. Выполнение исследований подразумевает разработку математических моделей деформирования земной поверхности на подрабатываемых склонах мезорельефа, а также при активизации процесса сдвижения земной поверхности при затоплении горных выработок закрывающихся угольных шахт и расчёта остаточного деформационного ресурса зданий и сооружений, расположенных на подрабатываемых склонах мезорельефа В результате выполнения работы предполагается разработка методики выбора оптимальных мер защиты объектов, расположенных на подрабатываемых склонах мезорельефа, а также создание базы данных типовых повреждений зданий на подрабатываемых территориях с мезорельефом, что позволит произвести оптимизацию технологических процессов выемки угля с учетом сохранности объектов поверхности. В результате выполнения данной работы будет представлен новый подход к обеспечению безопасности зданий и сооружений, расположенных на склонах мезорельефа подрабатываемых территорий Донбасса и в зонах влияния геодинамических процессов, что позволит поднять решение задач охраны объектов социальной и производственной инфраструктуры на подрабатываемых территориях на качественно новый, более высокий уровень