Автореферат
Автореферати дисертацій arrow Гірнича справа arrow Геомеханічні основи запобігання обвалень земної поверхні над шахтами, що ліквідуються
Меню
Головна сторінка
Реклама
Автореферати дисертацій
Бібліотечна справа
Біологічні науки
Будівництво
Воєнна наука. Військова справа
Гірнича справа
Держава та право. Юридичні науки
Економіка. Економічні науки
Електроніка. Обчислювальна техніка
Енергетика
Загальні роботи по техніці
Загальнонаукове знання
Історія. Історичні науки
Культура. Наука. Освіта
Легка промисловість
Математика. Механіка
Медицина. Медичні науки
Мистецтво. Мистецтвознавство
Науки про землю
Політика. Політичні науки
Природничі науки в цілому
Релігія
Сільське та лісове господарство
Соціологія. Демографія
Технологія металів. Машинобудування
Транспорт
Фізика. Астрономія
Філологічні науки
Філософські науки. Психологія
Хімічна технологія. Харчове виробництво
Хімічні науки
Художня література
Реклама


Геомеханічні основи запобігання обвалень земної поверхні над шахтами, що ліквідуються

Анотації 

Звягільський Ю.Л. Геомеханічні основи запобігання обвалень земної поверхні над шахтами, що ліквідуються. - Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.15.11 “Фізичні процеси гірничого виробництва". Донецький державний технічний університет. - Донецьк, 2000.

   За допомогою фізичного і комп'ютерного моделювання, а також натурних спостережень досліджено довготривале опускання поверхні навколо покинутих шахт. Встановлено, що шар меншої потужності обвалюється частіше, а короткочасне обвалення відбувається частіше довготривалого. Однак стійка кореляція між товщиною шару гірської породи і часом на його обвалення не зареєстрована. Руйнування поверхні навколо вертикального стволу відбувається в такій послідовності. Спочатку відбувається руйнування масиву гірських порід біля устя стволу з формуванням конічної воронки, яка може обвалитися. Засипка стволу осідає під дією дренажу води і ствол стає пустим. Частина стволу, що пустує, руйнується під дією гірського тиску. При цьому поверхня стволу обвалюється в його порожнину асиметрично, вибираючи слабкіші зони і локальні області. Коли підземні пустоти, що утворилися, зливаються і досягають воронки на поверхні, відбувається катастрофічне обвалення. Для прогнозу можливих розмірів воронки виведені спеціальні емпіричні формули. Вибір оптимальної технології запобігання усіданню поверхні над покиненою шахтою зроблений за допомогою методів нечіткої логіки і нейронної мережі. Для забезпечення довготривалої стійкості устя погашеного вертикального стволу розроблена нова технологія і нова параболічна перемичка. Запропоновані автором практичні рекомендації пройшли успішне випробування і впроваджені в промисловість.
   Ключові слова: провал, земна поверхня, запобігання, ствол, покинена шахта.

Zviagilsky E.L. Geomechanical fundamentals for prevention of chimney subsidence over abandoned mines. - Manuscript.

Doctorate thesis (engineering) according specialty 05.15.11 “Physical processes in mining". Donetsk State Technical University. - Donetsk, 2000.

   Long term behavior of rock mass over abandoned mines has been investigated by physical, computer modeling and by actual measurement in situ. The less thickness of а rock layer the more probability of its fall in elapsing time. Short period falls occur more frequently than long period ones. However there is no correlation between the thickness of а rock layer and the period of its caving. Deterioration of surrounding vertical shaft rock mass occurs by the next two ways. Rock mass durability deteriorates near а shaft mouth forming cone crater that may cave down. Filling of the shaft subsides due to underground water drainage and the shaft becomes empty. Emptied section of the shaft deteriorates under ground pressure effect. Shaft walls fall asymmetrically, selecting the weakest spots and local areas. When underground cavities collide together and meet the crater zone, catastrophic fall occurs. Formulae were found to predict possible dimensions of crater fall. Fuzzy neural network has been developed to select optimal technology for subsidence prevention over an abandoned mine. New technology of shaft conservation has been developed and new parabolic plug was designed to reinforce а shaft mouth. Recommendations were successfully tested and introduced in industry.
   Key words: subsidence, shaft, abandoned mines, technology of chimney subsidence prevention.

Звягильский ЕЛ. Геомеханические основы предотвращения обрушений земной поверхности над ликвидируемыми шахтами. Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.15.11 “Физические процессы горного производства”, Донецкий государственный технический университет. - Донецк, 2000.

   Существующие технологии управления состоянием массива над заброшенными шахтами неэффективны и не обеспечивают безопасность сооружений и объектов на поверхности. Механизм длительных сдвижений над заброшенными шахтами и стволами почти не изучен. Это приводит к постоянной опасности при эксплуатации земной поверхности и высоким затратам на ликвидацию ее провалов, обуславливает особую актуальность изучения процесса долговременных сдвижений в окрестности погашенного или заброшенного вертикального ствола для решения проблемы предотвращения провалов земной поверхности при ликвидации шахт.
   Цель работы состоит в предотвращении обрушения земной поверхности в окрестности погашаемых выработок угольных шахт. Идея работы заключается в управлении механизмом длительных сдвижений пород в окрестности погашаемых выработок избирательным воздействием на критические участки массива и крепи.
   С помощью физического и компьютерного моделирования, а также натурными наблюдениями исследован процесс длительного сдвижения поверхности и горного массива над заброшенными шахтами. Установлено, что этот процесс развивается во времени и в пространстве неупорядоченными единичными обрушениями, в результате чего общая высота зоны обрушений скачкообразно возрастает через нерегулярные интервалы времени. Выявлено, что слои меньшей мощности обрушаются чаще, а обрушения через короткие интервалы времени происходят также чаще, чем через длительные. Однако статистически устойчивая зависимость между высотой каждого единичного обрушения и временем его реализации отсутствует (коэффициент корреляции не более 0,16), что свидетельствует о плохой предсказуемости существующими методами развития разрушений пород во времени. Длительные разрушения пород в окрестности заброшенного или погашенного вертикального ствола происходят в зоне наносов в виде накопления поврежденностей примыкающих к устью ствола пород с последующим стохастическим формированием несимметричного конуса обрушения. В глубинной части ствола, в окрестности ослабленных прослоек пород и в местах нарушения целостности крепи разрушения возникают избирательно и по мере развития длительных сдвижений полость обрушения перемещается вверх, в конечном итоге смыкаясь с конусом обрушения устья ствола, что приводит к катастрофическому провалу поверхности. Для определения возможных размеров провальной воронки предложены специальные эмпирические формулы. Скачкообразной просадке засыпки погашенного ствола способствует действие дренирующих вод, приводящее к интенсивному вымыванию мелких фракций, их перераспределению вниз засыпки. В результате давление засыпки не только на дно ствола, но и на перегородки или упорные пробки растет до величины, близкой к геостатической, создавая реальные предпосылки для прорыва засыпки в примыкающие подземные выработки. Выбор рациональной технологии предотвращения провалов поверхности выполнен с помощью нечеткой логики и нейронных сетей. Для обеспечения длительной устойчивости устья ствола разработана новая конструкция параболической перемычки.
   Достоверность полученных выводов подтверждается: удовлетворительным совпадением качественных и количественных характеристик механизма длительных сдвижений, полученных независимыми методами исследований (на физических, компьютерных моделях и в натурных условиях); совпадением в пределах 30% расчетного и фактического времени провала устья ствола; корректным применением теории нечетких множеств и нейронных сетей для предсказания времени обрушения и выбора рациональной технологии его предотвращения.
   В результате проведенных исследований разработаны новые способы управления состоянием массива над погашенными и заброшенными горными выработками, создана экспертная система выбора рациональных решений по управлению горным массивом над закрывающимися шахтами, обоснованы критерии устойчивости подлежащих консервации стволов и параметров способов управления состоянием массива в местах закрытия шахт.
   Результаты разработок прошли промышленные испытания и внедрены при погашении вертикальных стволов в процессе закрытия шахт и шахтоуправлений им. Феликса Кона, Красная Звезда, Куйбышевское, Мушкетовская-Вертикальная и Южно-Донбасская №1. Рекомендации автора использованы институтом Донгипрошахт при составлении проектов погашения угольных шахт Мушкетовская-Вертикальная, Заперевальная №1, 60-летия Украины, ш/у Красная Звезда. Для условий Западной Вирджинии (США) разработаны рациональные параметры технологий предотвращения провалов земной поверхности над погашенными наклонными стволами и заброшенными шахтами мелкого заложения. Разработанное на основании результатов исследования временное руководство по погашению вертикальных стволов утверждено территориальным управлением Госнадзорохрантруда по Донецкой области в качестве нормативного документа для ведения работ по закрытию шахт государственной компанией “Укруглереструктуризация”.
   Ключевые слова: провал, земная поверхность, предотвращение, ствол, заброшенная шахта.

Скачати автореферат дисертації безкоштовно (повна версія)
Геомеханічні основи запобігання обвалень земної поверхні над шахтами, що ліквідуються

 
< Попередня   Наступна >

Всі права на опубліковані матеріали належать їх авторам. Матеріали розміщено виключно для ознайомлення.

Автореферати українських дисертацій. Скачай безкоштовно!