DOI: 10.24412/2519-2418-2025-846-261-282
EDN: ABILXC
Получено: 08.12.2025
Опубликовано: 25.12.2025
Оригинальный язык: Русский
Полный текст статьи | JATS XML
Дрибан Виктор Александрович, доктор технических наук, старший научный сотрудник, ФГБНУ «РАНИМИ», и. о. директора, ведущий научный сотрудник отдела горного давления, email: viktor-driban@yandex.ru
Аннотация
В статье представлена аналитическая модель формирования и трансформации напряжённо-деформированного состояния обводнённого массива горных пород при отработке свиты угольных пластов. Полученное решение увязывает все основные физико-механические и горнотехнические характеристики массива горных пород и очистных выработок, особенностей деформирования различных зон массива и, как показывают расчеты, приводит к существенному пересмотру механизма формирования полей напряжений и деформаций, что является исключительно важным при решении целого класса вопросов и проблем обеспечения экологической безопасности горнопромышленных регионов. Показано, что разработанная модель адекватно описывает экспериментально наблюдаемые эффекты, включая подъём земной поверхности при затоплении шахт и «дальнодействие» очистных работ.
Ключевые слова: напряженно-деформируемое состояние горных пород, обводненный массив, устойчивость горных выработок, алгоритм Шварца
Финансирование
Исследования проведены в рамках выполнения фундаментальной научно-исследовательской работы FRSR – 2023-0006 «Исследование устойчивости и трансформации напряженно-деформированного состояния обводненных массивов горных пород».
ЛИТЕРАТУРА
- Техногенные последствия закрытия угольных шахт Украины / Ю. Н. Гавриленко, В. Н. Ермаков, Ю. Ф. Кренида, О. А. Улицкий, В. А. Дрибан: монография. – Донецк: Норд Пресс, 2004. – 631 с.
- Об экологических проблемах при закрытии шахт и путях их решения [Текст] / Л. Ф. Миронов, А. В. Ткачук, М. В. Бабаев, Е. П. Котелевец // Уголь Украины. – 2000. – № 7. - С. 39-41.
- Янукович, В. Ф. Решение геоэкологических и социальных проблем при разработке и закрытии угольных шахт [Текст]: / В. Ф. Янукович, Н. Я. Азаров, А. Д. Алексеев, А. В. Анциферов, Е. И. Питаленко. - Донецк: ООО «Алан» 2002. – 480 с.
- Дрибан, В. А. К вопросу о напряженно-деформированном состоянии горных пород при влиянии очистных работ / В. А. Дрибан, Б. В. Хохлов, А. В. Антипенко // Журнал теоретической и прикладной механики. – 2024. – № 3 (88). – С. 100-110.
- Хохлов, Б. В. О прогнозе сдвижений и деформаций околоствольного массива в зоне влияния очистных работ на вентиляционный ствол № 2 шахты «Терновская» при наличии обводненного слоя горных пород / Б. В. Хохлов, М. Д. Рожко // Труды РАНИМИ: сб. науч. тр. – Донецк, 2023. – № 23 (38). – С. 21-26.
- Дрибан, В. А. Новый подход к оценке устойчивости массива горных пород вокруг выработок / В. А. Дрибан // Проблемы и перспективы комплексного освоения и сохранения земных недр: материалы 6 конференции международной научной школы академика РАН К. Н. Трубецкого, посвященная 300-летию Российской академии наук, Москва, 17-21 июня 2024 года. – Москва: ИПКОН РАН, 2024. – С. 13-16.
- Дрибан, В. А. Энергетический подход к определению устойчивости системы “крепь-массив” / В. А. Дрибан, Б. В. Хохлов, А. В. Антипенко // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. – 2025. – № 3. Т. 12. – С. 3-10.
- Хохлов, Б. В. К вопросу сдвижения и деформирования обводненного горного массива в современных условиях ведения горных работ / Б. В. Хохлов, М. Д. Рожко, Л. А. Камбурова, Л. Н. Крижановская // Труды РАНИМИ: сб. науч. тр. – Донецк, 2023. – № 22 (37). – С. 65-71.
- Дрибан, В. А. Предварительная частичная отработка / В. А. Дрибан, Б. В. Хохлов, А. В. Антипенко // Журнал теоретической и прикладной механики. – 2024. – № 2 (87). – С. 55-65.
- Дрибан, В. А. Региональные методы и средства управления состоянием и свойствами обводненного массива / В. А. Дрибан, Б. В. Хохлов // Труды РАНИМИ: сб. науч. тр. – Донецк, 2025. – № 7 (45). – С. 171-184.
- Дрибан, В. А. Анализ экспериментальных и модельных исследований массивов горных пород восточного Донбасса в условиях затопления / В. А. Дрибан, Б. В. Хохлов, С. В. Голдин, А. В. Антипенко // Труды РАНИМИ: сб. науч. тр. – Донецк, 2024. – № 1 (39). – С. 133-142.
- Первые результаты мониторинга вертикальных движений земной поверхности при затоплении шахт ЦРД / П. Г. Артеменко, Е. Н. Шевченко, О. И. Краскова, А. Б. Ягмур // Труды РАНИМИ: сб. науч. тр. – Донецк, 2025. – № 5 (43). – С. 83-98.
Рецензия (Ревва Владимир Николаевич, доктор технических наук, профессор, ФГБНУ «РАНИМИ», ведущий научный сотрудник сектора защитных пластов и управления состоянием горного массива, email: revva.1948@mail.ru)
Статья посвящена разработке аналитической модели формирования и трансформации напряжённо-деформированного состояния массивов горных пород при отработке угольных пластов в условиях обводнения и затопления. Работа отличается высокой степенью научной проработанности и опирается на строгий математический аппарат теории упругости, включая использование алгоритма Шварца, интегральных уравнений и функций комплексного переменного. Автор связывает геомеханические процессы с изменением гидростатического давления и деформационных характеристик пород, что позволяет получать более реалистичные прогнозы поведения массива по сравнению с классическими подходами.
Существенным достоинством исследования является то, что полученные решения объясняют ряд известных, но слабо интерпретируемых ранее феноменов: подъём земной поверхности при затоплении, «дальнодействие» очистных работ, особенности нарушения околоствольных целиков. Модель подтверждена примерами инженерных расчётов и демонстрирует хорошую сходимость с фактическими наблюдениями.
Методика обладает значительным практическим потенциалом для оценки устойчивости горных выработок, прогноза проявлений горного давления и планирования защитных мероприятий при ликвидации угольных шахт.
Статья представляет собой завершённое исследование и может быть рекомендована к публикации в специализированных изданиях по горной геомеханике.