Актуальность
Актуальность темы в том, что учет опасных зон при разработке годовых и перспективных программ развития горных работ является одной из главных задач маркшейдерской службы на угольной шахте. От правильного построения границ опасных зон, научно-обоснованного выбора порядка отработки пластов в свите и расположения выработок зависят безопасность и эффективность ведения горных работ на шахтах.

Цель работы
Цель работы состоит из нескольких направлений таких как: использование аналогового метода прогноза напряженно-деформированного состояния вмещающей толщи в зоне ведения очистных работ; разработка компьютерной технологии планирования отработки свиты выбросоопасных пластов; разработка геоинформационной системы планирования отработки свиты выбросоопасных пластов.

Научная новизна
Впервые предлагается осуществить планирование горных работ с учетом перераспределения напряженного состояния углепородного массива при отработке свит угольных пластов.

Практическая ценность
Рациональный порядок отработки пластов в свите должен обеспечивать уменьшение потерь угля в целиках, эффективное использование защитных пластов для борьбы с горными ударами и внезапными выбросами угля и газа, снижение газоносности угольных пластов за счет естественной дегазации при их подработке и надработке, возможность последующей выемке подработанных пластов, улучшение условий управления горным давлением в очистных забоях, особенно при труднообрушаемых кровлях, рабочее состояние капитальных и подготовительных выработок в течение всего срока их службы.

Реализация результатов работы
Внедрение данной работы предусмотрено на ш/у им. М.И.Калинина, ш-те "Октябрьский рудник", а также в учебном процессе, в курсах маркшейдерского обеспечения безопасности ведения горных работ, при подготовке специалистов горного профиля.

Метод исследования
Для решения этих задач в работе использовался комплексный метод исследований, включающий: целенаправленный анализ литературных источников; изучение опыта охраны горных выработок, а также аналоговый метод прогноза напряженно-деформированного состояния вмещающей толщи в зоне ведения очистных работ, включающий в себя алгоритм метода и входные данные, компьютерную технологию прогноза напряженно-деформированного состояния горной массы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение
       Одной из главных задач маркшейдерской службы является обеспечение безопасного ведения горных работ в опасных зонах. В настоящее время этой важнейшей проблеме производственной деятельности угольных шахт маркшейдеры уделяют от 20% до 40% баланса своего рабочего времени. Под опасной зоной понимается участок недр при ведении горных работ, в пределах которого требуется осуществлять меры безопасности, предусматриваемые специальными проектами. Опасные зоны на угольных шахтах подразделяются на опасные зоны, возникающие под воздействием геомеханических процессов; зоны, обусловленные геологическими факторами; зоны, опасные по прорыву воды; зоны, обусловленные горно-техническими факторами.
        Особую миссию в обеспечении безопасного давления горных работ в зонах, опасных по горным ударам, внезапным выбросам угля породы и газа, зонах повышенного горного давления (ПГД), в опасных зонах, расположенных под водными объектами, на земной поверхности и у затопленных горных выработок на всех стадиях освоения месторождения выполняет маркшейдерская служба, которой отводится первостепенная роль и ответственность за отнесение участков к опасным зонам, расчет и построение границ опасных зон, нанесение их на планы горных выработок, своевременное предупреждение руководителей шахты, участка о подходе горных работ к опасным зонам и выходе из них.
        Актуальность темы в том, что учет опасных зон при разработке годовых и перспективных программ развития горных работ является одной из главных задач маркшейдерской службы на угольной шахте. От правильного построения границ опасных зон, научно-обоснованного выбора порядка отработки пластов в свите и расположения выработок зависят безопасность и эффективность ведения горных работ на шахтах[1,2]. На основе материалов маркшейдерской и геологической служб шахты обеспечиваются эффективное использование защитных пластов для предотвращения газодинамических явлений, безопасное ведение горных работ в зонах повышенного горного давления, в зонах геологических нарушений и в зонах, опасных по прорыву воды в горные выработки.
        Разработка программы развития горных работ включает выбор порядка отработки пластов в свите, рационального расположения горных выработок и планирование ведения очистных работ на разрабатываемых пластах. На планы горных выработок каждого разрабатываемого пласта маркшейдерской службой наносится годовая программа развития горных работ с указанием границ всех опасных зон. Разработанные программы должны соответствовать требованиям Правил безопасности и действующих инструкций и указаний по безопасному ведению горных работ[2].

Цель и задачи исследований
       Цель работы состоит из нескольких направлений таких как: использование аналогового метода прогноза напряженно-деформированного состояния вмещающей толщи в зоне ведения очистных работ; разработка компьютерной технологии планирования отработки свиты выбросоопасных пластов; разработка геоинформационной системы планирования отработки свиты выбросоопасных пластов. От правильного построения границ опасных зон, научно-обоснованного выбора порядка отработки пластов в свите и расположения выработок зависят безопасность и эффективность ведения горных работ на шахтах.Рациональный порядок отработки пластов в свите должен обеспечивать уменьшение потерь угля в целиках, эффективное использование защитных пластов для борьбы с горными ударами и внезапными выбросами угля и газа, снижение газоносности угольных пластов за счет естественной дегазации при их подработке и надработке, возможность последующей выемке подработанных пластов, улучшение условий управления горным давлением в очистных забоях, особенно при труднообрушаемых кровлях, рабочее состояние капитальных и подготовительных выработок в течение всего срока их службы. Впервые предлагается осуществить планирование горных работ с учетом перераспределения напряженного состояния углепородного массива при отработке свит угольных пластов.

Анализ технологических способов создания геоинформационных систем
       Географическая информационная система - это современная компьютерная технология для картирования и анализа объектов реального мира, а также событий, происходящих на нашей планете. Эта технология объединяет традиционные операции работы с базами данных, такими как запрос и статистический анализ, с преимуществами полноценной визуализации и географического (пространственного) анализа, которые предоставляет карта. Такие возможности отличают ГИС от других информационных систем и обеспечивают уникальные возможности для ее применения в широком спектре задач, связанных с анализом и прогнозом явлений и событий окружающего мира, с осмыслением и выделением главных факторов и причин, а также их возможных последствий, с планированием стратегических решений и текущих последствий предпринимаемых действий. ГИС может работать с двумя существенно отличающимися типами данных - векторными и растровыми. В векторной модели информация о точках, линиях и полигонах кодируется и хранится в виде набора координат X,Y. Местоположение точки (точечного объекта), например скважины, описывается парой координат (X,Y). Линейные объекты, такие как капитальные, подготовительные выработки, сохраняются как наборы координат X,Y. Полигональные объекты, типа контуров очистных выработок, целиков, хранятся в виде замкнутого набора координат. Векторная модель особенно удобна для описания дискретных объектов и меньше подходит для описания непрерывно меняющихся свойств. Растровая модель оптимальна для работы с непрерывными свойствами. Растровое изображение представляет собой набор значений для отдельных элементарных составляющих (ячеек), оно подобно отсканированной карте. Современные геоинформационные системы могут работать как с векторными, так и с растровыми моделями. Картам в ГИС отведено особое место. Процесс создания карт в таких системах намного более прост и гибок, чем в традиционных методах ручного или автоматического картографирования. В зависимости от источника данных различают два способа создания ГИС:
       а) по данным непосредственных маркшейдерских съёмок;
       б) по результатам сканирования и последующей оцифровки обычных бумажных карт.
       Оба способа имеют свои преимущества и недостатки. Так создание геоинформационных систем по данным непосредственных маркшейдерских съёмок обеспечивает высокую точность, однако, этот процесс очень трудоёмкий. В свою очередь при разработке ГИС по результатам сканирования и последующей оцифровки карт время на её создание значительно сокращается, но теряется точность из-за влияний ошибок сканирования и векторизации.
       При разработке геоинформационной системы наблюдений за оседаниями и деформациями земной поверхности вследствие влияния очистных работ целесообразно сочетание этих двух способов: первый используется при описании местоположения действующих выработок, а второй - при оконтуривании погашенных выработок. Такое сочетание позволяет получить наиболее оптимальное соотношение важнейших характеристик, при создании ГИС, - точности и времени.

Анализ работы и дальнейшие перспективы

Так как моя работа находится в процессе выполнения, результат известен только промежуточный. На данный момент идет разработка компьютерной технологии планирования отработки свиты выбросоопасных пластов, а также разработка геоинформационной системы планирования отработки свиты выбросоопасных пластов.

ЛИТЕРАТУРА