Планирование лабораторных экспериментов по оценке деформационного поведения насыщаемых водой осадочных пород угленосного массива

1. Дрибан, В. А. Актуальные проблемы геомеханики обводненных горных массивов / В. А. Дрибан, Н. А. Дуброва, Е. Д. Ходырев, А. В. Антипенко // Труды РАНИМИ: сб. науч. тр. – Донецк, 2024. – № 2 (40). – С. 70-84.
2. Ревва, В. Н. Изменение физико-механических свойств угля и вмещающих пород при водонасыщении / В. Н. Ревва, А. В. Антипенко, Л. А. Камбурова // Труды РАНИМИ: сб. науч. тр. – Донецк, 2024. – № 2 (40). – С. 7-18.
3. Борисенко, Э. В. Прогноз сдвижений земной поверхности на основе исследования деформационных свойств водонасыщенных горных пород / Э. В. Борисенко, Ф. М. Голубев, С. А. Попович // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. – 2024. – № 5. – С. 73-80.
4. Закруткин, В. Е. Терриконы углепромышленных районов Донбасса как источник воздействия на окружающую среду / В. Е. Закруткин, Л. Г. Зубова, Е. В. Гибков, А. Р. Зубов, С Г. Воробьев // Известия вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. – 2017. – № 3-1. – С. 69-75.
5. Гузеев, О. А. О классификации и обусловленности факторов самонагревания углепородного отвала Донбасса / О. А. Гузеев, Н. П. Корвякова // Известия вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. – 2024. – № 2. – С. 84-91.
6. Попов, В. И. О предварительной классификации образцов горных пород по начальной пористости при испытаниях на морозостойкость / В. И. Попов, А. С. Курилко // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2008. – № 7 – С. 227-230.
7. Карев, В. И. Экспериментальные исследования процессов деформирования, разрушения и фильтрации в горных породах / В. И. Карев, В. В. Химуля, Н. И. Шевцов // Известия Российской академии наук. Механика твердого тела. – 2021. – № 5. – С. 3-26.
8. Ломтадзе, В. Д. Физико-механические свойства горных пород. Методы лабораторных исследований: Учебное пособие для вузов / В Д. Ломтадзе. – Л.: Недра, 1990. – 328 с.
9. Ревва, В. Н. Влияние водонасыщения на физико-механические характеристики структурно-нарушенных горных пород / В. Н. Ревва, Н. В. Недодаев, Э. В. Борисенко //Известия Донецкого горного института. – 1999. – № 3. – С. 18-20.
10. Кузнецова, Т. Ю. Определение физических свойств горных пород по образцам малых размеров (микропробам) / Т. Ю. Кузнецова // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2000. – № 2 – С. 43-45.
11. Каменева, Е. Е. Методический подход к исследованию физико-механических свойств горных пород / Е. Е. Каменева // Вестник технологического университета. – Казань, 2015. – № 18 – С. 29-32.
12. Рекомендации по комплексу методов определения механических свойств горных пород (для инженерных расчетов горного давления). – Л.: ВНИМИ, 1980. – 108 с.
13. Тихонова, Е. В. Дизайн эмпирического исследования: функциональное содержание и информативность / Е. В. Тихонова, М. А. Косычева // Дизайн эмпирического исследования: функциональное содержание и информативность. ХИПС. – 2023. – № 1. – С. 11-21.
14. Китов, И. Д. Оптимизация дизайна экспериментов с учетом снижения дисперсии / И. Д. Китов // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. – 2025. – № 4 (133) – С. 59-63.
15. Серенков, П. С. Процессный подход к совершенствованию системы измерений в испытательной лаборатории / П. С. Серенков // Электротехнические и информационные комплексы и системы. – 2015. – № 3. – Т. 11. – С. 82-89.
16. Борисенко, Э. В. Эмпирические характеристики длительного водонасыщения образцов горных пород угленосного массива Донбасса / Э. В. Борисенко О. А. Гузеев, Н. П. Корвякова, А. А. Подрухин // Проблемы и перспективы комплексного освоения и сохранения земных недр. Под редакцией академика РАН К. Н. Трубецкого. – М.: ИПКОН РАН, 2022. – С. 63-68.
17. Гузеев, О. А. Исследование процесса длительного насыщения шахтной водой образцов горных пород угленосного массива / О. А. Гузеев, Э. В. Борисенко, Н. П. Корвякова, А. А. Подрухин // Материалы XVI Международ. научно-практ. конф. «Новые идеи в науках о Земле». – М.: МГРИ, 2023. – Т. 4. – С. 302-305.

Данная научная работа посвящена планированию экспериментов по оценке деформационного поведения осадочных горных пород угленосного массива в процессах их водонасыщения и выветривания. Принимая во внимание обводненность многих горных выработок закрытых угольных шахт процессы деструкции отходов угледобычи, протекающие в терриконах в ходе выветривания отвальных пород, научная работа является актуальной.
Авторами в данной статье предложен дизайн планируемых лабораторных экспериментов, позволяющих устанавливать закономерности изменения физических (и прежде всего, физико-механических и гидрофизических) свойств осадочных пород в ходе длительного водонасыщения и последующего высушивания, а также в ходе длительного водонасыщения и дальнейшего циклического замораживания и оттаивания.
Особенностью планируемых экспериментов является контроль не только изменяющихся параметров и характеристик осадочных пород, но и параметров взаимодействующих с ними вод.
Статья раскрывает ряд методологических аспектов, которые необходимо учитывать в ходе последовательно-параллельных лабораторных испытаний, направленных на оценку деформационного поведения осадочных горных пород угленосного массива, насыщаемых шахтной водой.
Статья рекомендуется к публикации в журнале «Труды РАНИМИ».