Геометризация процесу зрушення земної поверхні над рухомим очисним вибоєм пологого вугільного пласта

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.

Рубрика Геология, гидрология и геодезия
Вид автореферат
Язык украинский
Дата добавления 29.09.2013
Размер файла 60,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

При зменшенні кута в від 45° до 0° відбувається зміна профілів мульди. У головному перерізі за напрямком руху очисного вибою форма і розміри профілю прагнуть до значень базового перерізу і при в = 0° обидва названих профілі цілком співпадають. У головному перерізі навхрест просуванню вибою зменшення кута в приводить до зменшення довжини профілю мульди і зміні розподілу зрушень і деформацій. Ця зміна характеризується коефіці-єнтами ni, n+k, n-k.

На рис. 9 показані типові криві S(z), S'(z) і S''(z) для головного перерізу навхрест просування вибою при кутах в, що дорівнюють 45, 30, 20, 10 і 0°.

У загальному вигляді значення максимальних нахилів у головних перерізах (ГС) за напрямком руху і навхрест руху вибою при будь-якому ступені підробленості земної поверхні можуть бути виражені через максимальні нахили в базовому перерізі при повній підробці i0 = im дин і коефіцієнт n:

im ГС = i0 ·n.

Значення коефіцієнтів n знаходяться з графіків на рис. 10. Аналіз графіків на рис. 10 вказує, що найменші значення максимальних нахилів спостерігаються в базовому перерізі динамічної мульди. Графік максимальних нахилів базового перерізу (пунктирна лінія) на ділянці БД відповідає повній підробці земної поверхні і незмінному значенню максимального нахилу i0. Розміщення базового перерізу в динамічній мульді щодо напрямку руху вибою, що відповідає ділянці БД, визначається кутом 0° < b----< 45є. При досягненні значення b----= 0° максимальний нахил у базовому перерізі зменшується - ділянка графіка зліва від точки Б. Ця ділянка відповідає умові неповної підробки земної поверхні.

Рис. 10. Графіки залежності коефіцієнтів n від відношення (Dр / Н):

- базовий переріз;

- головний переріз за напрямком руху вибою;

- головний переріз навхрест напрямку руху вибою.

Графік максимальних нахилів у головному перерізі динамічної мульди за напрямком руху очисного вибою (суцільна лінія) на ділянці праворуч від точки А збігається з відповідною ділянкою графіка максимальних нахилів у головному перерізі вхрест просуванню вибою (штрихова лінія). Цій ділянці графіка відповідають постійні максимальні нахили і кут b----= 45°. Вона означає утворення в динамічній мульді плоского дна. На ділянці АБ максимальні нахили зменшуються до значення i0 і в т. Б графік збігається з кривою максимальних нахилів у базовому перерізі.

Максимальні нахили в головному перерізі навхрест просуванню вибою (пунктирна лінія) при зміні b----від 0° до 45° (ділянка АВ) збільшуються до найбільшого значення (т. В), що відповідає моменту досягнення кутом b------значення 0°. Далі настає неповна підробка земної поверхні, і значення максимальних нахилів зменшуються. На ділянках графіків максимальних нахилів у головних перерізах, що відповідають неповній підробці і розташовані на рис. 10 зліва від точок Б и В спостерігається практично постійна перевага нахилів головного перерізу вхрест просуванню вибою відносно нахилів перерізу за напрямком руху вибою. Величина різниці максимальних нахилів цих січень дорівнює 0,44 i0.

На рис. 10 вертикальна лінія, що проходить через точки Б и В визначає перехід від повної підробки земної поверхні до неповної підробки. Позначимо величину (Dр / Н) = 0,92, що відповідає цій лінії як (D0 / Н 0).

Значення Dр, D0 і Н 0 для різних глибин и розмірів очисної виробки визначаються з графіків на рис. 11.

Рис. 11. Графіки значень Dр и Н0.

Відношення (Dр / Н) є основним параметром, який впливає на величини і розподіл вертикальних зрушень і деформацій у мульді зрушення над рухомим очисним вибоєм.

На підставі аналізу закономірностей розподілу деформацій у динамічній мульді отримана залежність, що визначає загальну тривалість tа активної стадії процесу зрушення, яка визначає час від початку процесу зрушення до закінчення зміни деформацій у динамічній мульді:

, мес.

де с - швидкість просування очисного вибою, м/міс.; Dp ? 1,57Н.

Тривалість активної стадії зрушення земної поверхні в різних перерізах мульди буде розрізнятися. Вона залежить від відстані la перерізу до осі очисної виробки і може бути знайдена з виразу:

,

де na = la / Dp, Dp ? 1,57Н.

У шостому розділі розглядаються питання управління процесом зрушення на основі дослідження розподілу зрушень і деформацій земної поверхні від спільного впливу двох лав, які відробляються одночасно.

Як правило, проблему управління деформаціями земної поверхні пов'язують з розробкою свит вугільних пластів і, зокрема, зі спільною відробкою зближених пластів. Можливість управління деформаціями земної поверхні обґрунтовується компенсацією впливу деформацій різного знака (кривизна опуклості і кривизна увігнутості; деформації розтягання і стиску). Виконаний аналіз ізоліній нахилів і кривизни земної поверхні в мульді від спільного впливу двох лав у зближених пластах показує, що компенсація різнозначних деформацій за напрямком руху вибою відбувається не тільки в головному перерізі, але й у цілому по мульді. Якщо приймати за основний фактор, що впливає на деформування земної поверхні, деформації за напрямком руху очисних вибоїв, то схема відробки лав з деяким випередженням (відставанням) на величину ? може застосовуватися як варіант зменшення впливу підробки на поверхневі об'єкти.

Але той же аналіз показує, що при спільній відробці двох лав у зближених пластах деформації земної поверхні в напрямку вхрест просуванню очисного вибою від верхньої і нижньої лав не компенсуються. Більш того, незалежно від величини ? випередження (відставання) вибоїв лав деформації подвоюються, що приводить до різкого їхнього зростання. Іншою особливістю деформування земної поверхні в напрямку вхрест просуванню вибою є те, що здійснюється необоротне накопичення деформацій. У випадку ж з деформаціями за напрямком руху вибою процес деформування є оборотним, тобто деформації змінюються від нуля до максимальних і знову до нуля.

Висновок: традиційні схеми управління "деформаційними процесами", засновані на заданому випередженні (відставанні) лав у зближених пластах не забезпечують надійного захисту підроблюваних об'єктів і можуть виявитися для них більш небезпечними, ніж відробка зближених пластів зі значним розривом у часі.

Більш ефективного впливу на процес зрушення земної поверхні можна домогтися шляхом урахування особливостей розподілу деформацій по площі мульд, а не тільки в головних перерізах за напрямком руху очисних вибоїв. Підтвердженням цього служить приклад, приведений на рис. 12, де лави в зближених пластах розташовані таким чином, що б відбувалася найбільш повна компенсація різнозначних деформацій, як за рухом вибоїв, так і перпендикулярно до нього. Змінюючи загальне розташування лав, а, отже, і мульд відносно один одного можна домагатися компенсації деформацій земної поверхні на будь-якій ділянці мульди, що утворюється від сумісного впливу обох лав.

На підставі дослідження розподілу деформацій у мульді зрушення від сумісної відробки двох лав у зближених пластах розроблені схеми, які дозволяють здійснювати управління процесом зрушення земної поверхні.

На рис. 13,а показана схема, що забезпечує компенсацію деформацій тільки за напрямком руху очисних вибоїв. При цьому випередження ? верхньої лави стосовно нижньої лави повинне дорівнювати .

Рис. 12. Ізолінії кривизни земної поверхні від сумісного впливу двох лав у зближених пластах при зміщенні вибоїв лав у подовжньому і поперечному напрямках: а - за напрямком руху очисних вибоїв; б - навхрест руху вибоїв.

Рис. 13. Схема взаємного розміщення лав у зближених пластах, що забезпечує компенсацію деформацій земної поверхні: а - за напрямком руху вибоїв; б - за напрямком руху і навхрест руху вибоїв.

Відповідно до схеми на рис. 13,б найбільш повна компенсація деформацій по площі мульди зрушення досягається за умови:

- подовжнього зміщення вибоїв лав у плані на величину ;

- поперечного зміщення подовжніх осей лав у плані на величину .

Більшість з досліджених у даній роботі мульд зрушення є наслідком відробки спарених лав. На підставі встановлених закономірностей геометричної будови цих мульд, їхнього аналізу у комплексі з аналізом технологічних параметрів відробки лав розроблені схеми динамічної мульди над двома вибоями спарених лав, що рухаються (рис. 14).

Виконаний аналіз дозволив виділити і класифікувати три варіанти взаємного розташування вибоїв спарених лав, що принципово відрізняються закономірностями процесу зрушення земної поверхні. В основу класифікації покладені особливості формування геометричних елементів мульди зрушення (а, отже, і її поверхні) над кожним з вибоїв. Як основну ознаку, що визначає належність варіанта відробки спарених лав до тієї чи іншої схеми, прийнята величина Д випередження одного вибою стосовно іншого. В узагальненому вигляді характеристика схем відробки спарених лав приведена в табл. 3.

Схеми на рис. 13-14 мають найбільшу актуальність в умовах, коли окремо взята лава не забезпечує повної підробки земної поверхні. У цьому випадку наявність другої лави значно змінює характер розподілу і величини зрушень і деформацій у мульді над двома очисними вибоями. Ці зміни, саме і залежать від взаємного розташування спарених лав і визначаються за приведеними схемами. Задаючи відповідне випередження тій чи іншій лаві можна домагатися бажаного характеру протікання процесу зрушення земної поверхні і запобігти виникнення небезпечних деформацій на визначеній ділянці мульди.

Таблиця 3.

Класифікація схем відробки спарених лав за впливом на земну поверхню

№ схеми

Значення

параметра Д

Характерні риси формування мульди

від випереджаючої лави

від відстаючої лави

№ 1

Д ? dЗ

Обидві лави впливають на земну поверхню, як єдина очисна виробка з поперечним розміром (D1 +D2). Фронт очисних робіт від лав приймається у вигляді прямої лінії, що проходить через проекції точок О1 і О2 на лініях вибоїв відповідних лав.

№ 2

dЗ < Д < L1 + dЗ

(області мульд від виробок, що відповідають періоду тривалості процесу зрушення перекриваються)

Фронтальна і бічна зовнішня (щодо другої лави) частини мульди зрушення формуються від випереджаючої лави, що має розмір D1.

Зовнішня область мульди, що характеризується кривизною опуклості, по фронту і зовні (щодо випереджаючої лави), а так само внутрішня область мульди (область кривизни увігнутості) формується як від очисної виробки, що має розмір, який дорівнює сумарній довжині обох лав (D1 +D2).

Зрушення і деформації від обох лав не складаються - відбувається плавний перехід від ізоліній поверхні мульди від однієї лави до відповідних ізоліній поверхні мульди від іншої лави.

№ 3

Д ? L1 + dЗ

(мульда від відстаючої виробки слідує за мульдою від випереджаючої виробки з розривом у часі, що перевищує тривалість процесу зрушення)

Поверхня мульди формується цілком за умови відробки випереджаючої лави, яка має розмір D1.

Відбувається активізація процесу зрушення над спільною границею двох лав. Поверхня мульди формується як від лави, розмір D2 якої збільшений на ?D2 = 0,1Н.

Остаточні зрушення і деформації від обох лав складаються на ділянках перекриття поверхонь мульд від випереджаючої і відстаючої лав.

ВИСНОВКИ

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 об'єктів.

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 з'єднує 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 об'єкти.

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;

[3, 6, 7, 20] - ідея, постановка задачі, узагальнення результатів досліджень;

[21] - формулювання ідеї, загальний аналіз результатів досліджень, обґрунтування висновків;

[22] - ідея, постановка задачі, розробка методики;

[25] - формулювання ідеї, постановка задачі, виконання теоретичних досліджень і їхнє узагальнення.

АНОТАЦІЯ

Назаренко В.О. Геометризация процесу зрушення земної поверхні над рухомим очисним вибоєм пологого вугільного пласта. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.15.01 - Маркшейдерія. - Національний гірничий університет, Дніпропетровськ, 2004.

Дисертація присвячена дослідженню і встановленню закономірностей зрушення земної поверхні над рухомим очисним вибоєм. Розроблені методики геометричного моделювання і аналізу поверхні мульди зрушення над рухомим очисним вибоєм пологого вугільного пласта. Встановлені закономірності геометричної будови поверхні мульди зрушення над діючою очисною виробкою. Доведено, що її загальна будова визначається розподілом осідань земної поверхні в особливому перерізі, який названо базовим перерізом динамічної мульди. Встановлені закономірності формування профілю мульди в базовому перерізі, і поверхні мульди в цілому залежно від умов підробки земної поверхні. Розроблені геометричні схеми мульд зрушення від спільної відробки спарених лав і лав у зближених пластах, що забезпечують найменше деформування земної поверхні і можливість управління процесом її зрушення.

Ключові слова: земна поверхня, вугільний пласт, рухомий очисний вибій, процес зрушення, мульда зрушення, базовий переріз динамічної мульди, геометрична будова, деформації, управління.

АННОТАЦИЯ

Назаренко В.А. Геометризация процесса сдвижения земной поверхности над движущимся очистным забоем пологого угольного пласта. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.15.01 - Маркшейдерия. - Национальный горный университет, Днепропетровск, 2004.

Диссертация посвящена изучению и установлению закономерностей процесса сдвижения земной поверхности по площади зоны влияния действующей очистной выработки пологого угольного пласта. В диссертации исследовано состояние изученности сдвижения земной поверхности на угольных месторождениях над движущимся очистным забоем. Показано, что в настоящее время вопросы, связанные с развитием процесса сдвижения над движущимся очистным забоем, остаются недостаточно изученными. Основной причиной является отсутствие экспериментальных данных о развитии процесса сдвижения по площади и, как следствие - отсутствие методологии анализа сдвижений и деформаций, установления параметров их распределения по площади мульды.

Выполнено теоретическое обоснование геометрического моделирования поверхности мульды сдвижения над движущимся очистным забоем. Показано, что подработанные горные породы и земная поверхность могут быть представлены в виде изменяющегося векторного поля, часть которого над движущимся очистным забоем является неизменной и поступательно перемещается в пространстве вместе с забоем. Разработана методика моделирования поверхности мульды в стадии синхронного развития процесса сдвижения над действующим очистным забоем, основанная на фундаментальных представлениях о сдвижении земной поверхности и соответствующей интерпретации результатов натурных наблюдений за сдвижением реперов профильной линии, расположенной вкрест подвигания очистной выработки.

Разработана методология исследования геометрического строения поверхности динамической мульды сдвижения, основанная на анализе расположения и конфигурации изолиний оседания земной поверхности. Установлено, что изолинии оседания земной поверхности над движущимся очистным забоем представлены последовательностью прямых отрезков и дуг окружностей, а общее геометрическое строение поверхности мульды на земной поверхности подчиняется единому закону, независимо от условий подработки земной поверхности. Комплексным отражением этого закона является базовое сечение динамической мульды. Это сечение является геометрическим местом горизонтальных проекций центров окружностей, описывающих изолинии оседания земной поверхности.

Установлены закономерности формирования профиля и типовые распределения вертикальных сдвижений и деформаций для базового сечения динамической мульды в условиях отработки пологих угольных пластов Западного Донбасса. Получены зависимости геометрических параметров базового сечения от условий подработки земной поверхности.

Установлены зависимости, характеризующие распределение вертикальных сдвижений и деформаций в главных сечениях динамической мульды по направлению движения очистного забоя и вкрест подвигания забоя. Эти зависимости позволяют определять сдвижения и деформации земной поверхности в условиях ее полной и неполной подработки.

Предложена классификация взаимного положения спаренных лав в зависимости от характера их совместного влияния на параметры процесса сдвижения земной поверхности. Разработаны геометрические схемы мульд сдвижения от совместной отработки спаренных лав и лав в сближенных пластах. Применение этих схем позволяет осуществлять эффективное влияние на протекание процесса сдвижения земной поверхности и его параметры с целью уменьшения влияния горных разработок на подрабатываемые объекты.

Ключевые слова: земная поверхность, угольный пласт, движущийся очистной забой, процесс сдвижения, мульда сдвижения, базовое сечение динамической мульды, геометрическое строение, деформации, управление.

ABSTRACT

V.A. Nazarenko. Geometrification of a displacement process above moving stope of a flat coal seam. - Manuscript.

The dissertation on competition of a scientific degree of the doctor of engineering sciences on a specialty 05.15.01 - Mine surveying. - National mining university, Dnipropetrovsk, 2004.

The dissertation is devoted to the study and establishment of regularities of the surface displacement above moving stope. The methods of geometrical simulation and analysis of subsidence trough surface above driven stope of a flat coal seam are developed. The regularities of a geometrical structure of a subsidence trough surface above coalface are established. It is proved that its complete constitution is determined by surface subsidence's distribution in the special section. This section is called a basic section of a dynamic trough. The regularities of a basic section's profile formation of a dynamic trough and trough surface as a whole are determined depending on conditions of a surface underworking. The geometrical schemes of subsidence troughs from mining of double longwalls and longwalls in contiguous seams are designed. These schemes provide the least deforming of the surface and make it possible to control by displacement process.

Key words: surface, coal seam, moving stope, displacement process, subsidence trough, basic section of a dynamic trough, geometrical structure, deformations, control.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.