Головна

Автореферат

Бібліотека

Посилання

Звіт про пошук

Індивідуальний розділ
RUS| UKR | ENG || ДонНТУ > Портал магістров ДонНТУ
Автореферат Прокопенко ОІ Автоматизація створення гірничо-графічної документації при прогнозуванні зрушень і деформацій земної поверхні Магістр ДонНТУ Прокопенко Олександр Ігорович

Прокопенко Олександр Ігорович

Інститут гірництва та геології

Кафедра маркшейдерськоі справи

Спеціальність: Маркшейдерська справа


Зміст роботи :

1. Введення:

-актуальність теми

-мета і задачі роботи

-основна ідея роботи і об'єкт досліджень

-наукова новизна і практична корисність

2. Оглядова інформація:

-новизна в межах України

-світова новизна

3.Основний зміст роботи:

4.Висновок:

Література

Введення

Актуальність теми

Ведення гірничих робіт у Донбасі передбачає виїмку вугільних пластів під забудованими територіями, запаси вугілля під якими становлять близько 1 млрд. т. Очисна виїмка цих запасів призводить до зрушення і деформації земної поверхні та до нанесення шкоди будівлям та спорудам, розташованим на підроблюваній території. Тому оперативний прогноз цих рушень і деформацій та оцінка цієї шкоди мають велике значення для планування гірничих робіт та прийняття мір захисту об'єктів на земній поверхні. Для автоматизації розрахунків зрушень і деформацій земної поверхні від впливу підземної очисної виїмки розроблено деяке програмне забезпечення. Але значний обсяг графічних робіт, пов'язаних з цими розрахунками виконується вручну і займає чимало часу. Тому автоматизація створення гірничо-графічної документації при прогнозуванні зрушень і деформацій земної поверхні е актуальною і важливою науково-технічною задачею.

Мета і задачі роботи

Мета роботи полягає в створенні програмних засобів для автоматизованої побудови графічної документації при прогнозуванні зрушень і деформацій земної поверхні від впливу підземної очисної виїмки, що сприятиме підвищенню оперативності й точності цього прогнозу.

Задачі дослідження:

- аналіз існуючої методики прогнозу зрушень і деформацій земної поверхні від впливу підземної очисної виїмки;
- аналіз програмних засобів розрахунку зрушень і деформацій земної поверхні;
- аналіз засобів комп'ютерної графіки для відображення результатів розрахунку зрушень і деформацій земної поверхні;
- розробка методики автоматизованої побудови графічної документації прогнозу зрушень і деформацій земної поверхні;
- розробка технології збирання цифрової інформації про очисні виробки, рельєф земної поверхні та будівлі і споруди, що є об'єктами захисту від шкідливого впливу підземних гірничих робіт;
- розробка програмних засобів побудови графічної документації прогнозу зрушень і деформацій земної поверхні від впливу очисної виїмки;
- випробування розроблених програмних засобів на тестовому та виробничому матеріалі, аналіз результатів цих випробувань.

Основна ідея роботи і об'єкт досліджень

Ідея роботи полягає в використанні можливостей сучасних комп'ютерних систем машинної графіки для програмування автоматизованої побудови графічної документації прогнозу зрушень і деформацій земної поверхні.

Об'єктом дослідження є методика розрахунку зрушень і деформацій земної поверхні від впливу підземної очисної виїмки. Предметом дослідження є графічна документація прогнозу зрушень і деформацій земної поверхні.

Наукова новизна і практична корисність

Буде вдосконалена комп'ютерна технологія прогнозу зрушень і деформацій земної поверхні від впливу підземної очисної виїмки, підвищена оперативність і точність цього прогнозу. Розроблене програмне забезпечення буде використовуватись при розробці проектів підробки будівель та споруд підземними гірничими роботами.

Оглядова інформація

Новизна в межах України

У даний час одним з головних завдань маркшейдерської служби вугільної промисловості України є розробка геоінформаційних технологій створення електронної гірничої графічної документації. Використання геоінформаційних технологій забезпечує перехід на новий рівень вирішення геолого-маркшейдерських завдань і управління процесами видобутку вугілля.

Для автоматизації розрахунків зрушень і деформацій земної поверхні від впливу підземної очисної виїмки розроблено деяке програмне забезпечення. Але значний обсяг графічних робіт, пов'язаних з цими розрахунками виконується вручну і займає чимало часу. Тому автоматизація створення гірничо-графічної документації при прогнозуванні зрушень і деформацій земної поверхні е актуальною і важливою науково-технічною задачею.

На території України даним питанням займаються кафедри маркшейдерської справи Донецького Національного Технічного Університету та Дніпропетровського Національного Гірського Університету і науково-дослідний інститут УкрНДМІ

Основним нормативним документом для розрахунку очікуваних осідань і деформацій земної поверхні на сьогоднішній день є «Правила охорони споруд та природних об'єктів від шкідливого впливу підземних гірничих розробок на вугільних родовищах»

Світова новизна

У зарубіжній практиці автоматизація створення гірничо-графічної документації при прогнозуванні зрушення і деформацій земної поверхні майже не зустрічається. Більш поширені в світі комп'ютерні системи різного роду:

- Інтегровані гірничо-геологічні системи загального призначення: Vulсan, MineScape, Datamine, Gemcom, Medsystem (MineSight), Surpac, Micromine;
- Системи планування і оптимізації гірничих робіт: NPV Scheduler, MINE2-4D, WHITTLE, MINEMAX, Runge;
- Розробки гірничих інформаційних технологій в СНД: GeoTech-3D, Интегра, Geoblock, K-MINE;
Але огляд літератури за даними програмних засобів не дав точного визначення мульди зрушення і галузі впливу мульди на споруди і комунікації на поверхні землі. Тому створення програмного забезпечення для прогнозу зрушення і деформацій земної поверхні від шкідливого впливу очисної виробки є актуальною темою у Світовій науково-технічною задачею.

Основний зміст роботи

Першою частиною створення програмного забезпечення є складання бази даних у Microsoft Exсel. Ця база даних має на увазі збір інформації даних по лаві:

- координати X,Y,Z;
- довжина лави по простяганню і вкрест простягання(D1,D2);
- дирекційний кут;
- розмір цілини з падіння, повстання, простяганню(L1,L2,L3,);
- глибина раніше відпрацьованого пласта(H1);
- середня глибина розробки(H);
- виймаємо потужність пласта(m);
- кут падіння пласта(alf);
- потужність мезозойських відкладів(hm);
- марка вугілля;
- нова (стара) лава.
Рис.1- Дані із лав у Microsoft Exele

Рисунок 1 - Дані із лав у Microsoft Exсel

Після складання бази даних по лавам використовується програмний код за допомогою програми Visual Basic у Microsoft Exсel. Цей етап програми передбачає визначення меж зон впливу гірничих виробок згідно з "Правилами підробки будівель, споруд та природних об'єктів при видобутку вугілля підземним способом ", обчисленням граничних кутів: Beta0, Gamma0, Delta0, Fi0, Delta0m; Кутів повних зрушень: Ksi1, Ksi2, Ksi3; Кута максимального осідання Teta; Кутів зрушення: Beta, Gamma, Delta, Fi, Deltam.

Наступним етапом є побудова зон впливу гірничої виробки на вертикальних розрізах: вкрест простягання пласта; по простяганню пласта. Для цього зв'яжемо базу даних по лавам у Exсel c AutoCAD, за допомогою програми Visual Basic.

Рис.2- Зона впливу гірничої виробки вкрест простягання

Рисунок 2 - Зона впливу гірничої виробки вкрест простягання

Рис.3- Зона впливу гірничої виробки по простяганню

Рисунок 3 - Зона впливу гірничої виробки по простяганню

Згідно з «Правилами охорони споруд та природних об'єктів від шкідливого впливу підземних гірничих розробок на вугільних родовищах" при визначенні межі зони впливу гірничих виробок допускається згладжувати складний контур виробленої площі, якщо розміри виступів контуру в площині пласта не більше 0,2*H (де H - глибина залягання пласта на даній ділянці в метрах).Величина 0.2*H повинна бути не більше 100м. Згладжування контуру проводиться за принципом збереження площі гірничої виробки.

Для побудови мульди зрушення були взяті матеріали зі статті "Геометрія побудови мульди зрушення над очисною виробкою прямокутної форми "в якій є уточнення геометрії побудови мульди зрушення, що стосується залежності розміру полумульди по простяганню від кута падіння, а також уточнення побудови країв мульди еліптичними кривими.

Останнім етапом є нанесення на електронний план гірничих виробок згладженого контуру лави, зони впливу мульди зрушення і збір цифрової інформації про рельєф земної поверхні, будівлях і спорудах, які потрапили під вплив очисної виробки.

Рис.4- Межа зони впливу 1-й південної лави пласта l-7 ш. Молодогвардійська з розташуванням розрахункових точок

Рисунок 4 - Межа зони впливу 1-й південної лави пласта l-7 ш. Молодогвардійська з розташуванням розрахункових точок

Рис.5- Межі зон впливу від 33-й, 34-й, 35-й вос. лав ш.Родінская з розташуванням розрахункових точок

Рисунок 5 - Межі зон впливу від 33-й, 34-й, 35-й вос. лав ш.Родінская з розташуванням розрахункових точок

Висновок

У магістерській роботі представлена актуальна наукова та практична задача, що полягає в розробці автоматизації створення гірничо-графічної документації при прогнозуванні зрушення і деформацій земної поверхні.

На сьогоднішній день ведеться створення автоматизованої побудови: мульди, зони впливу (вкрест і по простяганню) за допомогою програмного коду Visual Basic. Надалі планується розробити автоматизований збір цифрової інформації з гірничо-графічної документації.

Анімація 1 - Визначення впливу мульди зрушення, автоматизований збір цифрової інформації (Анімований малюнок: число кадрів - 9, час демонстрації - 15 секунд, кількість повторень - 5, обсяг 42 кб)

Важливо

При написанні даного автореферату робота ще не завершена. Остаточне завершення роботи: грудень 2010р. Повний текст роботи та матеріали по темі можуть бути отримані у автора або керівника після вказаної дати.

Література

1. Правила подработки зданий, сооружений и природных объектов при добыче угля подземным способом.: Изд. офиц.- Донецк: ТОВ «АЛАН», 2001. – 264 с. – (на рус. и укр. языках).

2. Кулибаба С.Б. Анализ распределения оседаний земной поверхности в краевой части мульды сдвижения/ ПРОБЛЕМИ ГІРСЬКОГО ТИСКУ. Випуск 10/ Під заг. Ред. О.А. Мінаєва. – Донецьк.: ДонНТУ, 2003 г. – 227 с.

3. Кратч Г. Сдвижение горных пород и защита подрабатываемых сооружений; Пер. с нем. под ред. Р.А. Муллера и И.А. Петухова. – М.: Недра, 1978 г. – 496 с.

4. В.В. Ершов., А.С. Дремуха., В.М.Трость Автоматизация геолого –маркшейдерских графических работ. – М.: Недра, 1991, 347 c.

5. Побединский Г.Г. Программирование геодезических задач на языке бейсик.- М.: Недра, 1991, 96 c.

6. УДК 622.834(043) Геометрия построения мульды сдвижения над очистной выработкой прямоугольной формы. д.т.н Грищенков Н.Н., к.т.н. Блинникова Е.В., к.т.н. Шнеер В.Р.