Анотація до роботи:

Голуб В.В. Обґрунтування методу розрахунку стійкості бортів кар’єрів, які формуються у масиві гірських порід складної структури. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.15.09 - "Механіка ґрунтів і гірських порід".- Національний гірничий університет Міністерства освіти і науки України, Дніпропетровськ, 2004.

Розроблена інженерна методика, що дозволяє визначати місце розташування найбільш слабких поверхонь зрушення з наперед заданою формою в гірських масивах, що мають складну структуру. Створено алгоритм, що враховує структурну будівлю гірського масиву.

Отримано звичайне нелінійне диференціальне рівняння першого порядку, яке описує місце розташування і форму інтегральних поверхонь зрушення в масиві, що має складну структуру, з урахуванням пористості, обводнення і бічного розпору ґрунтів і гірських порід. Форма і місце розташування інтегральних поверхонь зрушення, що розташовуються в масиві з глибини , досить добре погоджується з експериментальними даними, які отримані в натурних і лабораторних умовах. Створено оригінальну методику оцінки стійкості бортів кар'єрів і відвалів.

Розроблено на основі результатів дисертації пакет програм для ПЕОМ, який застосовувався при проектуванні укосів бортів кар'єрів і відвалів на родовищах України і СНД.

Результати досліджень опубліковані в 9 наукових працях, з них 6 - у спеціалізованих збірниках наукових праць.

У дисертаційній роботі отримане нове рішення актуальної наукової задачі щодо обґрунтування методу розрахунку стійкості бортів кар’єрів, яке полягає в розробці інженерної методики, що визначає форму і місце розташування потенційних поверхонь зрушення масиву, та базується на комплексному обліку структурних особливостей масиву, пористості, обводнення, бічного розпору порід і фізико-механічних особливостей стану гірського масиву до глибини і нижче.

Найбільш важливі наукові результати, висновки і рекомендації полягають у наступному:

1. Встановлено, що величина коефіцієнта запасу стійкості борту кар'єру зі складною структурою масиву, яка обчислена з використанням передбачуваних параболічних поверхонь зрушення, визначається, головним чином, фізико-механічними властивостями гірської породи, що розташована в нижній частині (приблизно в 1/3 від підошви) борту кар'єру, причому, у першу чергу, за рахунок величини кута внутрішнього тертя порід, а потім за рахунок зчеплення порід.

2. Встановлено, що в інженерних розрахункових схемах облік реальної структури масиву ґрунтів і гірських порід дозволяє уточнити коефіцієнт запасу стійкості борту кар'єру в середньому на 15 %.

3. Вперше встановлено, що інтегральні поверхні зрушення, які описані звичайним нелінійним диференціальним рівнянням першого порядку, можуть існувати в масиві на глибині, що перевищує .

4. Вперше визначено, що кут нахилу до обрію елементарних площадок зрушення з глибиною може знаходитися в межах від величини до величини кута внутрішнього тертя порід і описується аналітичною залежністю

де - висота призми обвалення, - зчеплення породи в масиві, - об'ємна вага породи масиву.

5. Вперше доведено, що інженерний прийом розбивки призми можливого обвалення на вертикальні блоки, між якими у вертикальних площинах відсутні нормальні напруження, з наступним визначенням місця розташування по висоті і кута нахилу площадки зрушення вертикального блоку з умови його граничної рівноваги, дозволяє одержати найбільш визнану практикою і широко відому формулу І.А. Сімвуліді і В.В. Соколовського для визначення величини .

6. Вперше обґрунтована гранична рівновага масиву, що знаходиться глибше (місце розташування інтегральних поверхонь зрушення), що підтверджується практичними результатами керованого обвалення прироблених уступів (створення вироблення, що послабляє, у підошві і, що оконтурює, у покрівлі уступу на глибину ).

7. Встановлено, що глибина виникнення площадок зрушення в масиві збільшується при зростанні величин кута внутрішнього тертя і бічного розпору ґрунту.

8. Вперше визначено, що складена поверхня зрушення в області укосу масиву утворюється з ділянки, що описується інтегральною поверхнею зрушення, і двох прямолінійних ділянок поверхні зрушення, одна із яких вертикальна.

Основні положення і результати дисертаційної роботи опубліковані в наступних роботах:

1. Полищук С.З., Голуб В.В., Панин К.В. Расчет устойчивости глубоких карьеров со сложной структурой горного массива // Сб. научн. тр. НГА Украины. – Днепропетровск: РИК НГАУ.- 1998. - №3.-С.23-27.

2. Полищук С.З., Голуб В.В., Панин К.В. К расчету оптимальных параметров карьерных массивов // Сб. научн. тр. НГА Украины.- Днепропетровск: РИК НГАУ.- 1998.- №2.- С.165-170.

3. Голуб В.В., Полищук С.З. Дифференциальное уравнение линии сдвижения природных и техногенных откосов // Сб. научн. тр. НГА Украины.- Днепропетровск: РИК НГАУ.- 2000. -№9, Т. 2.- С.140-146.

4. Полищук С.З., Голуб В.В. Определение поверхностей сдвижения горного массива при решении задач геомеханики открытых горных выработок // Сб. научн. тр.: Системные технологии. Математические проблемы технической механики.- Днепропетровск: «Системні технології».- 2002.- Вып. 4 (21).- С.100-104.

5. Голуб В.В., Полищук С.З. Оценка устойчивости приоткосной области массивов грунтов и горных пород с использованием интегральных поверхностей сдвижения // Сб. научн. тр.: Строительство. Материаловедение. Машиностороение. - Днепропетровск: ПГСА.- 2004.- Вып. №28.- С.77-82.

6. Полищук С.З., Голуб В.В., Баранов Ю.Д., Шурыгин В.Д. К вопросу о прогнозировании деформаций откосов и склонов // Сб. научн. тр.: Строительство. Материаловедение. Машиностороение. - Днепропетровск: ПГСА.- 2004.- Вып. №28.- С.72-76.

7. Голуб В.В. Анализ применимости в ГИС-технологиях предполагаемых линий скольжения при оценке устойчивости откосов // Проблемы и перспективы использования геоинформационных технологий в горном деле. Межд. науч.-прак. конф. - Днепропетровск: РИК НГАУ.- 2000.- С.123-130.

8. Голуб В.В., Полищук А.В., Ларионов Г.И., Шурыгин В.Д. Моделирование оползней и обрушений в природных и техногенных склонах// Проблемы природопользования, устойчивого развития и техногенной безопасности. Межд. науч.-прак. конф.- Днепропетровск: из-во ДНУ.- 2001.- С.163-164.

9. Голуб В.В. Численный метод расчета устойчивости борта карьера с неоднородной структурой горного массива // Опыт моделирования при решении задач природопользования и экологии.- Днепропетровск: ИППЭ НАНУ.- 1998.- С.129-134.

Особистий внесок автора у роботи, написані у співавторстві: [4, 6] - постановка задачі, виконання теоретичних розробок, аналіз результатів; [1, 2, 8] - виконання теоретичних розробок, розробка програмних засобів та проведення розрахунків, аналіз результатів; [3, 5] - ідея, постановка задачі, аналіз результатів, формулювання висновків.