Наукове обґрунтування параметрів попереднього ін’єкційного закріплення тріщинуватих порід приконтурного масиву в умовах ПрАТ «ШУ «Покровське»

Abstract

Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії за спеціальністю 184 «Гірництво». – Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Міністерство освіти і науки України, Дніпро, 2025. Представлена дисертація є завершеною науково-дослідною роботою в галузі підземної розробки родовищ, зокрема, підвищення стійкості виїмкових виробок, у якій вирішена актуальна наукова задача обґрунтування раціональних параметрів ін’єкційного закріплення порід приконтурного масиву на основі дослідження його геомеханічного стану в зоні впливу геологічних порушень з урахуванням структури масиву та геологічного індексу міцності й трансформації фізико-механічних властивостей порід, зміцнених поліуретановими смолами, для забезпечення стійкості підготовчих та у подальшому очисних виробок. Закордонний і вітчизняний аналіз показав, що сьогодні недостатньо вивченим залишається питання попереднього ін’єкційного зміцнення масиву ще на стадії проведення підготовчих виробок, які у подальшому зазнають додаткового навантаження від очисних робіт, особливо у зонах впливу геологічних порушень, де характерна наявність зон ослаблених та тріщинуватих порід. Існуючі рекомендації переважно базуються на досвіді зміцнення масиву, що вже перебуває під впливом фронту лави, і є недостатніми для оптимізації параметрів ін’єктування на етапі проходки з метою завчасного створення штучної укріпленої балки. Окрім того, не повною мірою вивчено еволюцію напружено-деформованого стану (НДС) закріпленого поліуретановими смолами приконтурного масиву на основних етапах функціонування виїмкової виробки. Dissertation submitted for the degree of Doctor of Philosophy in the specialty 184 “Mining”. – Dnipro University of Technology, Ministry of Education and Science of Ukraine, Dnipro, 2025. The presented dissertation is a completed scientific research work in the field of underground mining, in particular, the enhancement of roadway stability. It solves the relevant scientific problem of substantiating rational parameters for injection reinforcement of rocks in the near-contour zone based on the study of the geomechanical state of the rock mass within the influence zone of geological disturbances, taking into account its structure, geological strength index (GSI), and the transformation of the physico-mechanical properties of rocks reinforced with polyurethane resins to ensure the stability of development and, subsequently, longwall roadways. Foreign and domestic analyses have shown that the issue of preliminary injection reinforcement of the rock mass at the stage of development drivage remains insufficiently studied. Such roadways are later subjected to additional loads from longwall operations, especially in the zones affected by geological faults characterized by weakened and fractured rocks. Existing recommendations are mostly based on the experience of reinforcing the rock mass already affected by the longwall front and are insufficient for optimizing injection parameters during drivage to pre-form an artificial strengthened beam. Moreover, the evolution of the stress-strain state (SSS) of the polyurethane-reinforced near-contour mass at various operational stages of the roadway has not been fully investigated.