Антощенко Н.И., Филатьева Э.Н., Филатьев М.В. К вопросу определения границ влияния очистных выработок на земную поверхность

Деталі
Батьківська категорія: Геотехнічна механіка, 2018
Категорія: Геотехнічна механіка. 2018. № 143

Geoteh. meh., 2018, 143, 153-163

https://doi.org/10.15407/geotm2018.143.153

К ВОПРОСУ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦ ВЛИЯНИЯ ОЧИСТНЫХ ВЫРАБОТОК НА ЗЕМНУЮ ПОВЕРХНОСТЬ

1Антощенко Н.И., 1Филатьева Э.Н., 1Филатьев М.В.

1Восточноукраинский национальный университет имени Владимира Даля

УДК 622.834:622.261.222

Язык: Русский

Аннотация.

В статье приведены результаты исследований по установлению факторов, которые определяют границу динамической полумульды на земной поверхности впереди проекции движущегося очистного забоя. Результаты таких работ способствуют успешному решению инженерных задач о проявлении горного давления на крепь выработок, установлении возможных водо- и газопритоков из подрабатываемой углепородной толщи и экологических последствий для земной поверхности. Теоретическая часть методики исследований разработана согласно схемы оседания точек земной поверхности относительно проекции очистного забоя. Кривая траектории точек оседания земной поверхности делится характерными точками на разные стадии оседания земной поверхности. К таким стадиям относятся: начало сдвижения земной поверхности, активная стадия сдвижения, окончание активной стадии и затухание процессов оседания земной поверхности. Согласно поставленной цели и расчётной схемы на основании экспериментальных данных определили параметры, соответствующие расположению точки земной поверхности начала её оседания. Такими параметрами являются граничные углы и расстояние от проекции очистного забоя до рассматриваемой точки. Применительно к рассматриваемой схеме проанализировали три известные зависимости для описания кривой оседания земной поверхности: экспоненциальное уравнение, функцию гиперболического тангенса и логистическую кривую. Согласно производным этих зависимостей определены характерные участки оседания земной поверхности. Уравнения производных, рассматриваемых функций, характеризуют динамику оседания земной поверхности - скорость оседания, ускорение и изменение ускорения. На основании экстремумов производных определены уравнения координат характерных точек кривой динамики оседания земной поверхности, в том числе и координаты точки начала оседания земной поверхности. Для каждого объекта наблюдений определены, методом наименьших квадратов, эмпирические коэффициенты, входящие в исходные уравнения. Используя их численные значения и зависимости для определения координат характерных точек, нашли границы стадии оседания земной поверхности при ведении очистных работ на десяти объектах. Полученные результаты согласно рассматриваемым зависимостям были практически одинаковыми. Конечные оседания земной поверхности, определенные с помощью рассматриваемых функций, в большинстве случаев, отличались между собой на величину не более одного процента. Только в одном случае максимальная разница составила 3,1%. Это дало возможность применения любой из рассматриваемых функций для определения ординат характерных точек. Аналогичным образом установлена возможность применения анализируемых функций для определения абсцисс характерных точек оседания земной поверхности. На их основании установлено, что главным влияющим фактором, определяющим границу динамической полумульды, является глубина ведения горных работ, а граничные углы практически не зависят от этого параметра.

Ключевые слова:

земная поверхность, точка, начало оседания, динамическая полумульда, граница, очистной забой, подвигание, глубина, граничные углы.

Список  литературы

1. Филатьев М.В., Антощенко Н.И., Пыжов С.В. Формирование динамической и стационарной полумульд сдвижения земной поверхности при отработке угольных пластов. Сб. научных трудов ДонГТУ. Лисичанск, 2016. Вып. 1(45). С. 15-24.

2. ГСТУ 101.00159226.001 Правила підробки будівель, споруд і природних об’єктів при видобуванні вугілля підземним способом. Київ: 2004. 128с. (Галузевий стандарт України).

3. Гавриленко Ю.Н. Прогнозирование сдвижений земной поверхности во времени // Уголь Украины. 2011. №6. С. 45-49.

4. Кулибаба С.Б., Рожко М.Д. Временные параметры интенсивной стадии процесса сдвижения  земной поверхности // Наукові праці Укр НДМІ НАН України. 2011. №9 (частина 1). С. 173-179.

5. Чепурная Л.А., Антощенко Н.И. Прогнозирование зон газовыделения из подрабатываемых пород и угольных пластов // Уголь Украины. 2015. №3-4. С. 51-54.

6. Кулибаба С.Б., Рожко М.Д., Хохлов Б.В. Характер развития процесса сдвижения земной поверхности во времени над движущимся очистным забоем // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. 2010. №7. С. 40-54.

7. Ларченко В.Г. Влияние подземной разработки угольных пластов на состояние земной поверхности // Вестник МАНЭБ. С. – Петербург, 1998. №4 (12). С. 39-41.

8. Назаренко В.А., Йощенко Н.В. Закономерности развития максимальных оседаний и наклонов поверхности в мульде сдвижений. Днепропетровск: НГУ, 2011. 91с.

9. Бабенко Е.В. Настройка модели для моделирования сейсмических событий техногенной природы // Проблеми гірського тиску. ДонНТУ, 2009. №17. С. 67-93.

10. Авершин С.Г., Казаковский Д.А., Коротков М.В. и др. Сдвижение горных пород и земной поверхности в главнейших угольных бассейнах СССР. М.: Углетехиздат, 1958. 251с.

11. Ягунов А. С. Исследование влияния высоких скоростей подвигания очистного забоя на характер и параметры процесса сдвижения поверхности // Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. 2007. №2. С. 36-43.

12. Гавриленко Ю. Н., Папазов Н.М., Морозова Т.В. Динамика оседаний земной поверхности при большой глубине разработки и высокой скорости подвигания забоя // Проблеми гірського тиску. ДонНТУ. 2000. №4. С. 108-119.

13. Филатьев М.В., Антощенко Н.И., Пыжов С.В. Влияние глубины ведения очистных работ на сдвижение земной поверхности. Збірник наукових  праць ДонДТУ. Лисичанськ, 2015. Вип.1 (44). С. 29-34.

Об авторах

Антощенко Николай Иванович, доктор технических наук, профессор кафедры химии и охраны труда, Восточноукраинский национальный университет имени Владимира Даля (ВНУ им. В. Даля), Северодонецк, Украина.

Филатьева Эльвира Николаевна, аспирант, Восточноукраинский национальный университет имени Владимира Даля (ВНУ им. В. Даля), Северодонецк, Украина. Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. .

Филатьев Михаил Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры строительства, урбанистики и пространственного планирования, Восточноукраинский национальный университет имени Владимира Даля (ВНУ им. В. Даля), Северодонецк, Украина. Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. .