Актуальность темы. Цель и задачи исследования. Идея работы. Предпологаемая научная новизна.
Обзор исследований по теме в ДонНТУ
Обзор исследований по теме в Украине
Обзор исследований по теме в мире
Необходимость прогноза сдвижений и деформаций земной поверхности тесно связана с проектированием мер охраны подрабатываемых зданий и сооружений. Методика прогноза хорошо освящена в литературе и нормативно установлена в «Правилах подработки зданий, сооружений и природных объектов при добыче угля подземным способом» (изд.2004г.) только при отработке лав по простиранию пласта. Тем временем на ряде шахт угольные пласты отрабатываются с подвиганием лав по диагональным к простиранию направлениям. Для таких условий параметры мульды сдвижения и методика прогнозирования деформаций земной поверхности в ней мало изучена. Все это делает методику прогноза сдвижений и деформаций земной поверхности при отработке одиночной лавы с подвиганием диагональным простиранию пласта актуальной и важной научно-технической задачей.
Цель работы заключается в предложении методики определения угловых параметров мульды сдвижения и прогнозирования деформаций земной поверхности для условий диагональной отработки лавы.
Задачи исследований:
• анализ существующей методики прогноза сдвижений и деформаций земной поверхности;
• разработка методики перехода от угловых параметров процесса сдвижения вкрест и по простиранию до угловых параметров по диагональным направлениям;
• разработка методики прогнозирования деформаций земной поверхности для условий диагональной отработки лавы.
Идея работы заключается в определении оптимального метода перехода от угловых параметров процесса сдвижения вкрест простирания и по простиранию до угловых параметров по диагональным направлениям.
Предпологаемая научная новизна — предполагается вести расчет параметров процессов сдвижения при диагональном направлении подвигания лавы относительно простирания пласта. Разработанная методика будет использована в курсе «Маркшейдерское обеспечения подрабатываемых объектов». Возможное использование методики в производственных условиях будет зависеть от степени её надежности.
Институт горного дела и геологии Донецкого Национального Технического Университета является одной из ведущих научных организаций, которая занимается геомеханическими моделями сдвижения всей толщи горных пород над очистной выработкой; процессами, происходящими в массиве в результате ведения подземных горных работ. Преподаватели кафедры маркшейдерского дела принимают участие в разработке нормативных документов.
На территории Украины исследованиями процессов сдвижения и деформаций земной поверхности, происходящими в толще массива в результате ведения подземных горных работ занимается кафедра маркшейдерского дела Днепропетровского Национального Горного Университета.
Вопросами сдвижения и деформаций земной поверхности занимаются многие ученые из Российской Федерации:
• Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт);
• Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова.
В первой части работы проведен обзор существующей методики прогноза сдвижений и деформаций земной поверхности вкрест и по простиранию пласта при подземной разработке угольных месторождений.
Наибольшее распространение и развитие в нашей стране получил метод типовых кривых, который выполняется по нормативной методике [1].
В существующей методике прогноза сдвижений и деформаций земной поверхности расчет параметров производится для следующих горно-геологических условий:
• моноклинальное залегание горных пород при отсутствии в зоне влияния горной выработки разрывных тектонических нарушений;
• свита крутопадающих пластов в центральном районе Донбасса;
• наличие в зоне влияния горной выработки разрывных нарушений, которые не изменяют характер процесса сдвижения, и не более чем в 1.3 раза увеличивают величины сдвижений и деформаций.
Прогноз сдвижений и деформаций земной поверхности в условиях, не оговоренных в «Правилах подработки зданий, сооружений и природных объектов при добыче угля подземным способом» (изд.2004г.) [1] следует выполнять на основании результатов инструментальных наблюдений по рекомендациям специализированного института УкрНИМИ или Донецкого национального технического университета (ДонНТУ).
Расчеты ведутся по следующей схеме расположения координатных осей
Затем в каждой полумульде намечают точки через 0.1 её длины, в которых будет производиться расчет параметров сдвижения. В свою очередь параметры рассчитываются по формулам, представленным ниже в виде таблицы [1].
В качестве исходных данных принимаем типичные для Донецкого бассейна горно-геологические условия залегания пласта с углом падения 45 градусов. Производим построение мульды сдвижения. На пересечении диагоналей плоского дна мульды намечаем центральную точку 0, от которой проводим координатные оси (X — по простиранию пласта, Y — по восстанию (падению)).Диагональные направления отработки лав задаем с интервалом 30 градусов от линии простирания пласта против хода часовой стрелки. Продемонстрируем построения на рис. 2.
В дальнейшем будут производиться расчеты параметров сдвижения для других углов падения пласта, и сравниваться, в результате чего определится поведение угловых параметров в диагональном направлении лавы.
Расчет параметров будет производиться с помощью программы «ПОДРАБОТКА» (Версия 1.2), разработанной д.т.н., заведующим кафедры «Маркшейдерское дело» Грищенковым Н.Н.
В магистерской работе представлена актуальная научная и практическая задача, заключающаяся в разработке методик определения угловых параметров мульды сдвижения и прогнозирования деформаций земной поверхности для диагональной отработки лавы относительно простирания пласта.
В дальнейшем нужно выполнить реализацию всех необходимых расчетов и их анализ для определения подходящей методики определения параметров процесса сдвижения.
При написании данного реферата работа еще не завершена. Планируется использовать литературные источники [2-10]. Окончательное завершение: декабрь 2011 г. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или у руководителя после указанной даты.
1. Правила підробки будівель, споруд і природних об’єктів при видобуванні вугілля підземним способом — ГСТУ 101.00159226.001 — 2003 — Мінпаливенерго України, Київ, 2004. — 127 с.
2. Медянцев А.Н., Борщ-Компониец В.И. Сдвижение горных пород и земной поверхности при подземных разработках — М.: Недра, 1982. — 278 c.
3. Авершин С.Г. Расчет сдвижений горных пород. — М.: Металлургиздат, 1950. — 60 с.
4. Оглоблин Д.Н., Герасименко Г.И., Акимов А.Г. и др. Маркшейдерское дело: Учебник для вузов — 3-е изд., перераб. и доп. М., «Недра», 1981. — 704 с.
5. Кратч Г. Сдвижение горных пород и защита подрабатываемых сооружений./ Пер. с нем. под ред. Р.А. Муллера и И.А. Петухова. — М.: Недра, 1978. — 494 с.
6. Борщ-Компониец В.И., Батугина И.М., Варлашкин В.М. Сдвижение горных пород и земной поверхности при подземных разработках. — М.: Недра, 1984. — 247 с.
7. Охрана подрабатываемых подготовительных выработок / Н.П. Бажин, О.И. Мельников, В.С. Пиховкин, В.В. Райский. — М.: Недра, 1978, 253 с.
8. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях. — С.-Петербург: ВНИМИ, 1998. — 291 с.
9. Кулибаба С.Б. Распределение максимальных оседаний в подрабатываемом породном массиве // Уголь Украины . — 2000. 12. — c. 42-44.
10. Сдвижение горных пород и земной поверхности в главнейших угольных бассейнах СССР / ВНИМИ. — М.: Углетехиздат, 1958. — 250 с.