Обґрунтування і методологія дослідження закономірностей геометричної будови поверхні мульди зрушення у тривимірному просторі для прогнозування і управління деформаціями земної поверхні, що підроблюється рухомим очисним вибоєм пологого вугільного пласта.
При низкой оригинальности работы "Геометризация процесу зрушення земної поверхні над рухомим очисним вибоєм пологого вугільного пласта", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Основна мета досліджень зрушення земної поверхні на родовищах корисних копалин, що розроблюються підземним способом - установлення закономірностей її зрушення і деформування. Вони обґрунтовуються і розробляються на підставі зрушень і деформацій земної поверхні, що розраховуються за методиками, які базуються на результатах узагальнення досліджень зрушення земної поверхні. Результати таких досліджень характеризують процес зрушення земної поверхні тільки за умов її повної підробки і виключно у головному перерізі динамічної мульди за напрямком руху очисного вибою. На підставі відомих закономірностей зрушення гірських порід і земної поверхні, загальних принципів теорії поля розробити теоретичні основи представлення мульди зрушення як перерізу скалярного поля, що характеризує осідання точок земної поверхні. Установити закономірності геометричної будови поверхні мульди зрушення над рухомим вибоєм очисної виробки пологого вугільного пласта в залежності від умов підробки земної поверхні.Як правило, натурні спостереження проводяться з періодичністю, що дозволяє оцінити кінцеві наслідки підробітки - отримані результати характеризують параметри процесу зрушення на момент його закінчення. Аналіз отриманих результатів показує, що серед дослідників немає єдиної думки щодо багатьох дуже важливих питань, які стосуються залежності величин зрушень і деформацій від швидкості руху фронту очисних робіт, впливу геологічної будови товщі, технологічних параметрів відробки вугільних пластів. Але вони показали, що зрушення і деформації земної поверхні, що змінюються, впливають на підроблюванні споруди більш шкідливо, ніж статичні навантаження і тим самим визначили необхідність вивчення розвитку процесу зрушення в часі. зрушення мульда деформація вугільний Аналіз показує, що параметри процесу зрушення, встановлені для головного перерізу мульди за напрямком руху вибою з припустимою точністю можуть бути застосовані на обмеженій ділянці мульди. На підставі викладеного зроблені висновки, що встановлення закономірностей геометричної будови поверхні мульди зрушення над рухомим очисним вибоєм і виявлення залежності геометричних параметрів поверхні мульди від основних гірничо-геологічних факторів, що впливають на процес зрушення, є актуальною науково-практичною проблемою.Назвемо цей переріз "базовим перерізом динамічної мульди". Загальний аналіз функцій S(z), S"(z), S""(z) дозволив установити значення коефіцієнтів одиничних кривих, що характеризують розподіл вертикальних зрушень і деформацій у базовому перерізі динамічної мульди при повній підробці земної поверхні. На підставі дослідження загальної будови підроблюваної товщі гірських порід, установлених співвідношень параметрів усередненого профілю базового перерізу і значень коефіцієнтів масштабуванні kx експериментальних кривих осідання земної поверхні отримані залежності, що характеризують максимальні величини вертикальних деформацій у базовому перерізі і довжини профілю базового перерізу від потужності корінних порід і наносів при повній підробці земної поверхні. Отримані залежності однозначно визначають положення профілю базового перерізу динамічної мульди, а, отже, і самої мульди, щодо рухомого очисного вибою при повній підробці земної поверхні. Дослідження геометрії динамічних мульд при неповній підробці земної поверхні вказують на повну адекватність базових перерізів цих мульд усередненому базовому перерізу при повній підробці.Установлено, що геометрична будова поверхні мульди над рухомим очисним вибоєм підлягає єдиному закону, незалежно від умов підробки земної поверхні. Установлені закономірності співвідношення геометричних елементів профілю базового перерізу, що виражається в постійному відносному розташуванні характерних точок профілю: точки перегину профілю; точки проекцій центрів кіл, що співпадають з ізолініями осідання зовнішньої відносно точки перегину області мульди; точок початку і кінця профілю. Розроблена методика вивчення поверхні мульди зрушення, основана на аналізі геометричних образів, що складають ізолінії осідання земної поверхні і виявленні загальних закономірностей взаємного розташування цих образів у просторі і співвідношення їхніх геометричних параметрів. Ці результати в сукупності з установленими геометричними параметрами мульди дозволяють відбудовувати поверхню мульди в ізолініях осідання. За допомогою графічного диференціювання ця поверхня може бути зображена в ізолініях нахилів і кривизни поверхні мульди в напрямку векторів зрушення, або в напрямках головних січень мульди.
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вывод
У дисертації на основі вперше встановлених закономірностей геометричної будови поверхні динамічної мульди зрушення у тривимірному просторі отримане нове рішення науково-практичної проблеми прогнозування і управління деформаціями земної поверхні над діючою очисною виробкою пологого вугільного пласта для підвищення безпеки підробки будівель, споруд і природних обєктів.
Основні наукові і практичні результати, висновки та рекомендації роботи полягають у такому: 1. Установлено, що ізолінії осідання земної поверхні над рухомим очисним вибоєм представлені послідовністю прямих відрізків і дуг кіл. Просторове розташування цих геометричних образів підкоряється певним закономірностям, які вказують на наявність у мульді двох областей з різною геометричною будовою: зовнішньої і внутрішньої. Зовнішня область характеризується тим, що центри кіл, чиї дуги описують ізолінії осідань, у плані збігаються. Для внутрішньої області мульди характерне розосередження горизонтальних проекцій центрів кіл уздовж прямої лінії.
2. Установлено, що геометрична будова поверхні мульди над рухомим очисним вибоєм підлягає єдиному закону, незалежно від умов підробки земної поверхні. Комплексним відображенням цього закону є базовий переріз динамічної мульди, який збігається з прямою лінією, що зєднує проекції центрів кіл, дуги яких описують ізолінії осідань.
3. Установлені закономірності співвідношення геометричних елементів профілю базового перерізу, що виражається в постійному відносному розташуванні характерних точок профілю: точки перегину профілю; точки проекцій центрів кіл, що співпадають з ізолініями осідання зовнішньої відносно точки перегину області мульди; точок початку і кінця профілю. Ділянки профілю, розділені цими точками, співвідносяться в пропорції 4:3:3.
4. Установлено, що розподіл вертикальних зрушень і деформацій у базовому перерізі динамічної мульди описується експонентною функцією.
5. Розроблена методика геометричного моделювання поверхні мульди в стадії синхронного розвитку процесу зрушення над діючим очисним вибоєм, яка основана на фундаментальних положеннях про зрушення земної поверхні і інтерпретації результатів маркшейдерських спостережень на профільній лінії, що розташована навхрест просуванню очисної виробки. Ця методика дозволяє створити базу даних про поверхні мульд зрушення без виконання трудомістких площинних інструментальних спостережень за зрушенням земної поверхні.
6. Розроблена методика вивчення поверхні мульди зрушення, основана на аналізі геометричних образів, що складають ізолінії осідання земної поверхні і виявленні загальних закономірностей взаємного розташування цих образів у просторі і співвідношення їхніх геометричних параметрів.
7. Отримані типові розподіли вертикальних зрушень і деформацій у базовому перерізі для умов Західного Донбасу. Вони представлені в табличному вигляді, зручному для рішення інженерних задач. Ці результати в сукупності з установленими геометричними параметрами мульди дозволяють відбудовувати поверхню мульди в ізолініях осідання. За допомогою графічного диференціювання ця поверхня може бути зображена в ізолініях нахилів і кривизни поверхні мульди в напрямку векторів зрушення, або в напрямках головних січень мульди.
8. Отримані залежності і графіки, що характеризують розподіл вертикальних зрушень і деформацій у головному перерізі динамічної мульди за напрямком руху очисного вибою і головному перерізі, розташованому вхрест просуванню очисного вибою. Ці залежності і графіки дозволяють визначати вертикальні зрушення і деформації за умов повної і неповної підробки земної поверхні.
9. Установлені залежності, що характеризують тривалість активної стадії і періоду інтенсивного розвитку процесу зрушення. При визначенні цих показників використані характерні, фіксовані точки динамічної мульди.
10. Розроблені геометричні схеми мульд зрушення від спільної відробки лав у зближених пластах. Ці схеми дозволяють здійснювати більш ефективне управління процесом зрушення земної поверхні і його параметрами з метою зменшення впливу гірничих розробок на підроблюванні обєкти.
11. Розроблені геометричні схеми мульд зрушення при спільній відробці спарених лав. Запропонована класифікацію взаємного положення спарених лав у залежності від характеру їхнього спільного впливу на параметри процесу зрушення земної поверхні.
ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНІ У ТАКИХ РОБОТАХ
1. Назаренко В.О. Пути совершенствования методики прогнозирования повреждений подрабатываемых гражданских зданий // Зб. наук. праць / НГА України. - Дніпропетровськ. - 2000. - №10. - С. 156-160.
2. Назаренко В.О. Исследование геометрии поверхности динамической мульды сдвижения / Проблеми гірського тиску. - Вип. 6. - Донецьк, ДОНДТУ, 2001. - С. 66-75.
3. Назаренко В.О., Кучин О.С. Определение расчетных показателей деформаций оснований подрабатываемых гражданских зданий // Зб. наук. праць / НГА України. - Дніпропетровськ. - 2001. - №11. - С. 169-174.
4. Назаренко В.О. К методике определения скоростей оседания земной поверхности/ Науковий вісник НГАУ. - Дніпропетровськ. - №4. - 2001. - С. 7-10.
5. Назаренко В.О. Оценка точности измеренных оседаний в динамической мульде сдвижения // Зб. наук. праць / НГА України. - Дніпропетровськ. - 2001. - №12. - т. 2. - С. 31-36.
6. Антипенко Г.О., Назаренко В.О. О некоторых терминах и определениях процесса сдвижения земной поверхности // Уголь Украины. - 2001. - № 9. - С. 44-45.
7. Кучин О.С., Назаренко В.О. Определение ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности при отработке пластов вкрест простирания / Науковий вісник НГА України. - Дніпропетровськ. - №1. - 2002. - С. 27-29.
8. Назаренко В.О. Про деякі особливості початкової стадії формування мульди зрушення / Вісник ЖГТІ. - Житомир. - 2002. - № 1. - С. 171-174.
9. Назаренко В.О. Интерпретационная модель мульды сдвижения над движущимся очистным забоем // Маркшейдерский вестник. - 2001. - №3. - С. 46-49.
10. Назаренко В.О. Обґрунтування можливості геометризації зрушення гірських порід і земної поверхні з позицій теорії поля / Вісник ЖГТІ. - Житомир. - 2002. - № 4 / Технічні науки. - С. 285-291.
11. Гавриленко Ю.М., Назаренко В.О. Геометрические параметры динамической мульды сдвижения в Западном Донбассе / Наукові праці ДОННТУ: Серія гірничо-геологічна. - Вип. 54. - Донецьк, ДОННТУ, 2002. - С. 126-131.
12. Назаренко В.О. Вертикальные сдвижения и деформации земной поверхности в динамической мульде / Науковий вісник НГА України. - Дніпропетровськ. - № 3. - 2002. - С. 23-24.
13. Назаренко В.О. Влияние скорости подвигания очистного забоя на сдвижение земной поверхности / Науковий вісник НГА України. - Дніпропетровськ. - № 5. - 2002. - С. 15-17.
14. Назаренко В.О. О методике изучения процесса сдвижения земной поверхности / Науковий вісник НГА України. - Дніпропетровськ. - № 6. - 2002. - С. 23-25.
15. Назаренко В.О. О геометризации поверхности мульды сдвижения над движущимся очистным забоем методом изолиний / Науковий вісник НГА України. - Дніпропетровськ. - № 1. - 2003. - С. 5-8.
16. Назаренко В.О., Гаврюк Г.Ф., Кучин О.С. Параметры расчета максимальных оседаний земной поверхности в Западном Донбассе / Науковий вісник НГА України. - Дніпропетровськ, 2003. - № 2. - С. 11-13.
17. Назаренко В.О. Аналитическое описание вертикальных сдвижений и деформаций земной поверхности над движущимся очистным забоем в условиях Западного Донбасса / Наукові праці ДОННТУ: Серія гірничо-геологічна. - Вип. 62. - Донецьк, ДОННТУ, 2003. - С. 135-143.
18. Назаренко В.О., Додатко О.І., Пікар С.М. Анализ величин погрешностей интерпретационного моделирования динамической мульды сдвижении / Науковий вісник НГА України. - Дніпропетровськ, 2003. - № 4. - С. 45-49.
19. Назаренко В.О. Геометрия поверхности мульды сдвижения при неполной подработке земной поверхности в Западном Донбассе // Зб. наук. праць / НГА України. - Дніпропетровськ. - 2003. - №17. - т. 1. - С. 459-461.
20. Назаренко В.О., Кучин О.С. О максимальных значениях горизонтальных сдвижений земной поверхности в Западном Донбассе / Науковий вісник НГА України. - Дніпропетровськ, 2003. - № 5. - С. 13-17.
21. Временные рекомендации по определению расчетных показателей деформаций земной поверхности для подрабатываемых гражданских зданий / Анциферов А.В., Гаврюк Г.Ф., Кучин О.С., Назаренко В.О., Озеров І.Ф., Петрук Є.Г. - Дніпропетровськ: НГА України, 2001. - 16 с.
22. Методические указания по построению поверхности мульды сдвижения по результатам частотных маркшейдерских наблюдений / Анциферов А.В., Назаренко В.О., Озеров І.Ф., Улічний І.М. - Дніпропетровськ: НГА України, 2001. - 16 с.
23. Назаренко В.А. New aspects of prediction ground movement in coal mines//Sixth international symposium on mine planning end equipment selection. - Ostrava, Czech Republic, 1997. - p. 353-354.
24. Назаренко В.А. Interpretation model of subsidence trough above driven stop// Geotechnological Issues of Underground Space Use for Environmentally Protected World 2001/ Dnipropetrovsk. - 2001. - С. 115-117.
25. Назаренко В.О., Рогаткін А.Д. О построении поверхности мульды сдвижения средствами AUTOCAD / Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2003. - №2. - Московский гос. горный университет. - С. 109-110.
Особистий внесок автора в роботи, опубліковані в співавторстві, полягає в такому: [11, 16, 18] - постановка задачі, виконання теоретичних досліджень, аналіз і узагальнення результатів експериментальних досліджень;
