В результате выемки полезного ископаемого образуется искусственно созданное пустое пространство и зависающие породы горного массива теряют опору, так что слои горных пород над выработанным пространством под воздействием силы тяжести прогибаются, причем деформации распространяются до земной поверхности, а объем выработанного пространства уменьшается.
Сдвижения и деформации земной поверхности вызывают в населенных местностях различные повреждения подрабатываемых сооружений и других объектов, причем характер этих повреждений зависит от того, какие именно объекты испытывают воздействие подработки жилые дома, промышленные здания, транспортные сооружения, линии водопровода и других коммуникаций или же участки земной поверхности, используемые для нужд сельского хозяйства. Жилые и промышленные здания более всего страдают от наклонов, кривизны и горизонтальных деформаций земной поверхности. Горизонтальные сдвижения земной поверхности могут вызвать повреждения ответвлений трубопроводов, ведущих от магистралей к отдельным зданиям.
Результаты инструментальных наблюдений повреждений используют при установлении, выборе и уточнении мер охраны зданий от вредного влияния горных разработок, для корректировки методов прогноза сдвижений и деформаций.
Наблюдения за подрабатываемыми зданиями и сооружениями проводят с целью своевременного принятия мер, предотвращающих аварийные ситуации, сравнения ожидаемых и фактических повреждений и деформаций конструкций.
На современном этапе при массовом закрытии шахт вопросы наблюдения за состоянием зданий на подрабатываемой территории приобретают особое звучание. В связи с этим прогноз состояния зданий и назначения соответствующих мер защиты является актуальной задачей.

Наблюдениями за зданиями определяют неравномерность оседаний фундаментов, фиксируют трещины и другие повреждения конструкций. Наблюдения, заключающиеся в обследовании состояния конструкций и частей зданий, проводится непосредственно перед подработкой совместно с представителями организации, эксплуатирующей объект.
В общем случае виды повреждений можно описать следующим списком: - раскрытие трещин в самонесущих стенах: косые трещины по швам кирпичной кладки, косые трещины в вертикальных простенках без скола и смещения кладки, трещины в простенках со сколом кладки у грани проема, трещины в теле отдельных блоков стен, раскрытие вертикальных швов в блочных стенах; - раскрытие трещин в сечении колонн; - раскрытие трещин в отдельно стоящих фундаментах: трещины в массиве бутового фундамента по швам кладки или в швах блочного фундамента; - перекрытия и покрытия: трещины в штукатурке деревянного перекрытия, трещины в швах сборного перекрытия и плит.
По видам, величине повреждений можно выполнить прогноз состояния зданий при многократной подработке. Традиционно прогноз состояния зданий на подрабатываемом участке выполняется для обобщенного, некоего усредненного здания, что не дает оснований судить о прогнозируемом состоянии конкретных зданий.
Современные средства вычислительной техники позволяют решить эту задачу для каждого конкретного здания и сооружения на подрабатываемом участке. Для этого должна быть разработана база данных (БД) зданий и сооружений, включающая информацию о горно-геологических условиях и состоянии зданий и сооружений на подрабатываемой территории. На основе сведений из базы данных о поверхности и горно-геологических условиях можно определить степень вероятных деформаций зданий, после чего и назначить меры защиты конкретного сооружения.

Новизна состоит в том, что разработана классификация повреждений зданий, и информационная технология назначения мер защиты с использованием современного программного обеспечения.

Разработанная программа позволит автоматизировать процесс назначения мер защиты для зданий и сооружений. И для всего района подработки можно будет быстро оценить степень предполагаемых повреждений.

Информационно-вычислительная система “Прогноз” предназначена для оперативного отслеживания состояний зданий и сооружений, инженерных коммуникаций на подрабатываемой угольными предприятиями территории, а также для прогнозирования состояния этих объектов в процессе сдвижения, вызываемого предполагаемой выемкой угля под городами и поселками. ИВС “Прогноз” представляет собой программный продукт, состоящий из:

1. базы данных;
2. системы управления БД;
3. комплекса вычислительных программ;
4. монитора пользователя.

БД схватывает практически весь спектр информации, необходимой для функционирования информационно-вычислительной системы и содержит такие разделы:

1. топография и топология объектов поверхности (зданий, сооружений, коммуникаций);
2. конструктивные элементы объектов поверхности;
3. фактическое состояние объектов поверхности на момент обследования;
4. горно-геометрическая информация о залегании свиты пластов под исследуемым объектом, их геологическая изученность:
5. информация об очистных выработках;
6. прогнозируемое состояние объектов поверхности на момент подработки.

Комплекс вычислительных программ предназначен для вычисления параметров сдвижения на момент подработки, необходимых для объективного прогнозирования состояния объектов поверхности.

Монитор пользователя представляет собой диалоговую систему пользователь – ПЭВМ, с помощью которой осуществляется управление всей ИВС. При этом действия оператора заключаются в выборе необходимых пунктов меню и ответах на запросы системы.

Рис. 1 - Блок-схема ИВС "Прогноз"

Рис.2 - Главная форма с открытым меню - решение специальных задач.

Расчет вероятных деформаций производится при выборе соответствующего меню, см. рис. 3.

Рис. 3 - Выбор объектов при вычислении вероятных деформаций

По теме магистерской выпускной работы сделаны доклады, которые были заслушаны на студенческих научных конференциях в апреле 2000 и 2001 гг.

1. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях/ Ми-во угольной пром-ти СССР. - М., "Недра", 1981, 288 с.
2. Кратч Г. Сдвижение горных пород и защита подрабатываемых сооружений. Перевод с нем. Под ред. Р. А. Муллера и А. И. Петухова. М., "Недра", 1978, 494 с.
3. Маркшейдерское дело: Учебник для вузов/ Д. Н. Оглоблин, Г. И. Герасименко, А. Г. Акимов и др. - 3-е изд., переработ. и доп. М., "Недра", 1981, 704 с.
4. Шамаев В. В. Иофис М. А. (ИПКОН АН СССР). Управление деформационными процессами в массиве горных пород в целях повышения эффективности разработки месторождений полезных ископаемых под охраняемыми объектами: Обзор/ ЦНИЭИуголь. - М., 1986.
5. Иофис М. А., Шмелев А. И. Инженерная геомеханика при подземных разработках. - М., "Недра", 1985, 248 с.
6. Сдвижение горных пород при подземной разработке угольных и сланцевых месторождений. Акимов А. Г., Земисев В. Н. и др. М., "Недра", 1970, 224 с.
7. Методические указания к выполнению курсового проекта по курсу "Сдвижение горных пород и охрана сооружений"/ Сост.: В. И. Черняев, Б. И. Нестеренко и др. - Донецк: ДПИ, 1990, 95 с.
8. Рекомендации по выбору комплекса строительных и горных мер защиты подрабатываемых населенных пунктов и промышленных предприятий. Под ред. А. А. Петракова, Г. Р. Розенвассера и др., Д., Донецкий Промстройниипроект Госстроя СССР-ВНИМИ Минуглепрома СССР, 1986 г.
9. Методические указания по наблюдениям за здвижением горных пород и за подрабатываемыми сооружениями. Л., 1987,183 с.
10. Инструкция по наблюдениям за сдвижением горных пород, земной поверхности и подрабатываемыми сооружениями на угольных и сланцевых месторождениях / Мин-во угольной пром-ти СССР, разр. ВНИМИ; Состав.: И. А. Петухов, Н. И. Митичкина, В. Н. Замисев и др. - М.:"Недра", 1989, 96 с.