Пустовойтенко Валерій Павлович. Теорія і практика освоєння підземного простору України в умовах розвитку геотехногенних процесів

brief description

Пустовойтенко Валерій Павлович. Теорія і практика освоєння підземного простору України в умовах розвитку геотехногенних процесів : Дис... д-ра наук: 05.15.04 2002

Пустовойтенко В.П. Теорія і практика освоєння підземного простору України в умовах розвитку геотехногенних процесів. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.15.04. - Шахтне і підземне будівництво”. Національний гірничий університет, Дніпропетровськ, 2002.
Дисертація присвячена вирішенню проблеми забезпечення стійкості техногенно навантажених територій. До них віднесені великі міста, промислові (Донбас) та рекреаційні території (Крим). Підземна виробка виступає, як екологічний і технічний регулятор. Розглянуті задачі забезпечення стійкості льосових ґрунтів під забудовами з одночасним моніторингом їх стану на прикладі м. Дніпропетровськ, у тому числі з урахуванням імовірної сейсмічності.
Досліджена схема підземної ГЕС, яка розміщена у виробках вугільної шахти, що ліквідується (Донбас).
Розглянута стійкість несучих елементів (ціликів і стелин камер) з урахуванням коефіцієнту бічного розпору. Запропоновано нову умову міцності для виробки неглибокого закладення. Розроблено новий метод оцінки крихкості гірських порід.
Результати дослідження впроваджені в проекти будівництва підземних об’єктів в Криму. Дніпропетровську, Донбасі.

Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, в якій дане теоретичне узагальнення і на основі вперше встановлених закономірностей взаємодії геомеханічної системи «породний маcив-виробка», отримані нові рішення актуальної науково-прикладної проблеми освоєння підземного простору антропогено навантажених територій України в умовах формування інженерно-геологічних процесів.
Основні наукові і практичні результати роботи полягають у наступному:
1. Досліджені закономірності формування деформацій у зоні дренажного впливу підземних споруд з урахуванням динаміки рівня підземних вод у льосовому масиві і суміжному горизонті, що характеризується одночасним підвищенням ефективних напружень, зменшенням зсувних деформацій у 1,3...1,4 рази і зміцненням льосових порід і дозволяє керовано підвищити стійкість забудованих територій в умовах міста.
2. Установлені діапазони зміни параметрів природних імпульсів електромагнітного поля землі в нестійких зонах породних масивів, що дозволяє розпізнавати зони і контролювати процес зміцнення породи.
3. Обґрунтована система моніторингу геотехнічної стійкості міської території, що включає блок математичного моделювання рівенного режиму підземних вод і геомеханічних процесів, яка є основним елементом управління станом порідного масиву з підземних виробок спеціального призначення.
4. Доказано, що підземні виробки вугільних шахт, які закриваються, можна використовувати для розміщення в них підземної гідроелектростанції, що виконує функції екологічного і енергетичного регулятора; рівень гідродинамічного впливу ПГЕС не перевищує 250 м, що дозволяє повністю локалізувати процеси підтоплення і запобігає активізації зсувів масиву порід, який підроблюється.
5. Доказано, що на стійкість підземних виробок неглибокого закладення в породних масивах з негідростатичним початковим полем напружень істотний (до 30 %) вплив має величина коефіцієнта бокового тиску; урахування цієї обставини при проектуванні ціликів і стелин камер дає можливість підвищити надійність експлуатації підземних об'єктів.
6. Доведено, що технологічна неточність при створенні довгих ціликів може знижувати їх несучу здатність на 20...30 %, установлені на основі дослідження стохастичної моделі залежності дозволяють підвищити точність проектування основних несучих елементів підземних споруджень.
7. Вирішена задача про стійкість підземної виробки в сейсмічно небезпечних районах на випадок довільного її розташування відносно фронту ударної хвилі, що дозволило уточнити конструктивні параметри сегментного бетонного кріплення.
8. Запропонований спосіб, прилад і методика оцінки крихкості гірських порід, що дозволяє з більш високим ступенем надійності визначати їх міцносні характеристики.
9. Очікуваний економічний ефект від упровадження рекомендацій і розробок, що викладені в дисертації, складає 4960000 грн.