Актуальність теми. Мета і завдання досліджень. Ідея роботы. Передбачувана наукова новизна
Огляд досліджень по темі в ДонНТУ
Огляд досліджень по темі в Україні
Огляд досліджень по темі у світі
Необхідність прогнозу зрушень і деформацій земної поверхні тісно пов'язана з проектуванням заходів охорони будівель і споруд, що підроблюються. Методика прогнозу добре освячена в літературі та нормативно встановлена в «Правилах підробки будівель, споруд і природних об'єктів при видобуванні вугілля підземним способом» (ізд.2004г.) тільки при відпрацюванні лав по простяганню пласта. Тим часом на ряді шахт вугільні пласти відпрацьовуються з посуванням лав по діагональним до простяганню напрямкам. Для таких умов параметри мульди зрушення і методика прогнозування деформацій земної поверхні в ній мало вивчена. Все це робить методику прогнозу зрушень і деформацій земної поверхні при відпрацюванні одиночної лави з посування діагональним простяганню пласта актуальною і важливою науково-технічною задачею.
Мета роботи полягає у запропонуванні методики визначення кутових параметрів мульди зрушення і прогнозування деформацій земної поверхні для умов діагонального відпрацювання лави.
Завдання досліджень:
• aналіз існуючої методики прогнозу зрушень і деформацій земної поверхні;
• розробка методики переходу від кутових параметрів процесу зрушення навхрест простягання до кутових параметрів по діагональних напрямках;
• розробка методики прогнозування деформацій земної поверхні для умов діагональної відпрацювання лави.
Ідея роботи полягає у визначенні оптимального методу переходу від кутових параметрів процесу зрушення навхрест простягання і по простяганню до кутових параметрів по діагональних напрямках.
Передбачувана наукова новизна — передбачається вести розрахунок параметрів процесів зрушення по діагональним напрямкам посування лави щодо простягання пласта. Розроблена методика буде використана в курсі «Маркшейдерська забезпечення об'єктів, що підроблюються». Можливе використання методики у виробничих умовах буде залежати від ступеня її надійності.
Інститут гірничої справи та геології Донецького Національного Технічного Університету є однією з провідних наукових організацій, яка займається геомеханічні моделями зрушення всієї товщі гірських порід над очисної виробленням; процесами, що відбуваються в масиві в результаті ведення підземних гірничих робіт. Викладачі кафедри маркшейдерської справи приймають участь у розробці нормативних документів.
На території Україні дослідженнями процесів зрушення та деформацій земної поверхні, що відбуваються в товщі масиву в результаті ведення підземних гірничих робіт займається кафедра маркшейдерської справи Дніпропетровського Національного Гірничого Університету.
Питаннями зсовування і деформацій земної поверхні займаються багато вчених з Російської Федерації:
• Південно-Російський державний технічний університет (Новочеркаський політехнічний інститут);
• Санкт-Петербурзький державний гірничий інститут імені Г.В. Плеханова.
У першій частині роботи проведений огляд існуючої методики прогнозу зрушень і деформацій земної поверхні вкрест і по простяганню пласта при підземній розробці вугільних родовищ.
Найбільше поширення і розвиток в нашій країні отримав метод типових кривих, який виконується за нормативною методикою [1].
У існуючій методиці прогнозу зрушень і деформацій земної поверхні розрахунок параметрів робиться для наступних гірничо-геологічних умов:
• моноклінальне залягання гірських порід за відсутності в зоні впливу виробки розривних тектонічних порушень;
• світа крутопадаючих пластів в Центральному районі Донбасу;
• наявність в зоні впливу гірничої виробки розривних порушень, які не змінюють характер процесу зрушення, і не більше ніж в 1.3 разу збільшують величини зрушень і деформацій.
Прогноз зрушень і деформацій земної поверхні в умовах не обумовлених в «Правилах підробки будівель, споруд і природних об'єктів при видобутку вугілля підземним способом» (изд.2004г.) [1] слід виконувати на підставі результатів інструментальних спостережень по рекомендаціях спеціалізованого інституту УкрНДМІ або Донецького національного технічного університету (ДонНТУ).
Розрахунки ведуться за наступною схемою розташування координатних вісей
Потім в кожній напівмульді намічають точки через 0.1 її довжини, в яких буде зроблено розрахунок параметрів зрушення. У свою чергу параметри розраховуються по формулах, представлених нижче у вигляді таблиці [1].
В якості початкових даних приймаємо типові для Донецького басейну гірничо-геологічні умови залягання пласта з кутом падіння 45 градусів. Робимо побудову мульди зрушення. На перетині діагоналей плоского дна мульди намічаємо центральну точку 0, від якої проводимо координатні вісі (X — по простяганню пласта, Y — по повстанню (падінню)). Діагональні напрями відпрацювання лав задаємо з інтервалом 30 градусів від лінії простягання пласта проти ходу годинникової стрілки. Продемонструємо побудови на рис. 2.
Надалі робитимуться розрахунки параметрів зрушення для інших кутів падіння пласта, і порівнюватися, внаслідок чого визначиться поведінка кутових параметрів в діагональному напрямі відпрацювання лави.
Розрахунок параметрів робитиметься за допомогою програми «ПІДРОБКА» (Версія 1.2), розробленою д.т.н., заведуючим кафедри «Маркшейдерська справа» Грищенковим Н.Н.
В магістерській роботі представлено актуальне наукове і практичне завдання, що полягає в розробці методик визначення кутових параметрів мульди зрушення і прогнозування деформацій земної поверхні для діагонального відпрацювання лави відносно простягання пласта.
Надалі треба виконати реалізацію усіх необхідних розрахунків і їх аналіз для визначення відповідної методики визначення параметрів процесу зрушення.
При написанні цього автореферату робота ще не завершена. Планується використати літературу [2-10]. Остаточне завершення: грудень 2011 р. Повний текст роботи і матеріали по темі можуть бути отримані у автора або у керівника після вказаної дати.
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.