Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Технічні науки / Механіка ґрунтів та гірських порід


Яворський Андрій Васильович. Закономірності зміни напружено-деформованого стану породного масиву при відпрацюванні пологого вугільного пласта під охоронюваними об'єктами : Дис... канд. наук: 05.15.09 - 2009.



Анотація до роботи:

Яворський А.В. "Закономірності зміни напружено-деформованого стану породного масиву при відпрацюванні пологого вугільного пласта під охоронюваними об'єктами". - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.15.09 – "Геотехнічна і гірнича механіка". Національний гірничий університет, Дніпропетровськ, 2008.

З урахуванням існуючої математичної аналогії між зрушенням гірських порід і теплопровідністю шляхом розв’язання методом Фур'є диференціального рівняння для двошарового масиву "наноси - карбон" отримані нові аналітичні співвідношення, що характеризують напружено-деформований стан у будь-якій точці породного масиву і земної поверхні на якій завгодно стадії розробки вугільного пласта. На відміну від відомих, у цих співвідношеннях ураховані швидкість переміщення очисного вибою та реологічні властивості порід. Жорсткістні параметри породних шарів визначені методом граничних елементів за допомогою розробленого розрахункового алгоритму. В алгоритмі використані співвідношення задачі С. Крауча для напівплощини, завдяки чому граничні умови на зовнішньому контурі досліджуваної області масиву (на земній поверхні) виконуються автоматично й дискретизуються лише внутрішні контури. За допомогою отриманих аналітичних співвідношень для гірничо-геологічних умов шахт Західного Донбасу визначені показники деформації земної поверхні в умовах неповної і повної підробки і проаналізований напружено-деформований стан порід на горизонті відробки вугільного пласту. Отримані формули для розрахунку максимальних показників деформації земної поверхні. На основі встановлених закономірностей зміни напружено-деформованого стану масиву при відпрацюванні вугільного пласта в гірничо-геологічних умовах шахт Західного Донбасу розроблена методика визначення раціональних параметрів виймання вугілля під охоронюваними об'єктами.

Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, в якій на основі вперше встановлених закономірностей зміни напружено-деформованого стану товщі порід і земної поверхні при відпрацюванні пологого вугільного пласта, вирішена актуальна науково-технічна задача обґрунтування раціональних технологічних параметрів виймання вугільного пласта під охоронюваними об'єктами і способів захисту останніх від шкідливого впливу гірничих робіт, що дозволяє забезпечити видобуток вугілля без заподіяння шкоди об'єктам на поверхні.

Основні наукові і практичні результати роботи:

1. З урахуванням існуючої математичної аналогії між зрушеннями гірських порід і теплопровідністю шляхом розв’язання методом Фур'є диференціального рівняння для двошарового підроблюваного масиву "наноси - карбон" отримані нові аналітичні співвідношення, що характеризують НДС у будь-якій точці породного масиву на якій завгодно стадії розробки вугільного пласта. На відміну від відомих, у них ураховується швидкість переміщення очисного вибою й реологічні властивості порід.

2. На основі МГЕ й моделі лінійно-спадкового середовища розроблений алгоритм чисельного рішення плоскої задачі геомеханіки і з його допомогою визначені жорсткістні параметри породних шарів підроблюваного масиву, які використані як вихідні дані при аналітичному рішенні.

Перевага розробленого алгоритму в тім, що за базові у ньому використані співвідношення задачі С. Крауча для напівплощини. Цим забезпечується автоматичне виконання граничних умов на зовнішньому контурі досліджуваної області масиву (на земній поверхні) і дискретизації зазнають лише внутрішні контури.

3. Отримані формули для розрахунку максимальних показників деформації земної поверхні з метою порівняння з нормативними значеннями, установленими галузевими стандартами стосовно різних охоронюваних об'єктів.

4. Встановлені закономірності зміни деформованого стану земної поверхні в процесі посування очисного вибою; для гірничо-геологічних умов шахт Західного Донбасу визначені показники деформації земної поверхні в умовах неповної й повної підробки, оцінений ступінь впливу на них глибини розробки Н, потужності наносів h, швидкості переміщення лави V і реологічних властивостей порід.

5. Визначено й проаналізовано НДС порід на горизонті відробки вугільного пласта, досліджено вплив глибини розробки та швидкості переміщення очисного вибою на величину напружень і характер їхнього розподілу навколо очисної виробки.

6. Розроблена методика визначення раціональних параметрів виймання вугілля під охоронюваними об'єктами. Методика передана для використання в ВАТ "Павлоградвугілля" і ДВАТ "Дніпродіпрошахт".

7. Рекомендаціями стосовно визначення параметрів обвалення покрівлі лави, зусиль у гідростійках механізованого кріплення і швидкості посування очисного вибою користуються у технічному відділі шахти "Степова" при розробці заходів щодо забезпечення надійної роботи очисного устаткування в лаві та захисту охоронюваних об'єктів. Очікуваний економічний ефект від упровадження рекомендацій відносно швидкості переміщення очисного вибою при вийманні запасів пласта С61 шахти "Степова" лавами № 202-біс і № 204-біс на ділянках підробки лінії електропередачі ВЛ 10кВ та підвідного газопроводу високого тиску становить 539 700 грн.

Основні положення і результати дисертації опубліковані в наступних роботах:

1. Yavorsky A. Definition of stiffness coefficient of undermined non-uniform stratified massif / Novikova L., Zaslavskaya L., Yavorsky A. // Scientific Bulletin of NMU. – 2006. - № 5. – p. 32 - 35.

2. Яворский А.В. Оценка жесткости вмещающих пород слоистого массива / Новикова Л.В., Заславская Л.И., Яворский А.В. // Науковий вісник НГУ. - 2006. - № 9. - С. 7 – 8.

3. Яворский А.В. Влияние скорости подвигания фронта очистных работ на скорость оседания слоистого породного массива / Яворский А.В. // Геотехнічна механіка; Дніпропетровськ / ІГТМ ім. М.С. Полякова НАН України; 2006. – Вип. 65. – С. 178 – 183.

4. Яворский А.В. Определение деформаций земной поверхности подрабатываемого массива методом граничных элементов / Новикова Л.В., Заславская Л.И., Яворский А.В. // Проблеми гірського тиску, Донецьк: ДонНТУ, 2006. - Вип. 14. – С. 222 - 231.

5. Яворский А.В. Анализ напряженного состояния подрабатываемого массива и определение нагрузки, действующей на механизированную крепь / Новикова Л.В., Заславская Л.И., Яворский А.В. // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2007. - №3/5(27). - С. 38 - 44.

6. Яворский А.В. Расчет деформаций земной поверхности, обусловленных подземными горными работами / Новикова Л.В., Заславская Л.И., Яворский А.В. // Матеріали міжнар. конф. "Форум гірників - 2005". - Дніпропетровськ: РВК НГУ, 2005. т. 3 – С. 198 – 200.

7. Яворский А.В. Определение деформаций земной поверхности на основе модели двухслойной среды / Новикова Л.В., Заславская Л.И., Яворский А.В. // Матеріали міжнар. конф. "Форум гірників - 2006". - Дніпропетровськ: РВК НГУ, 2006. - С. 106 - 112.

8. Яворский А.В. Напряженно-деформированное состояние двухслойного подрабатываемого массива / Новикова Л.В., Заславская Л.И., Яворский А.В. // Матеріали міжнар. наук.-практ. конференції "Школа підземної розробки", Дніпропетровськ, НГУ, 2007. - С. 358 - 368.

9. Яворский А.В. Определение перемещений подрабатываемого массива с учетом скорости перемещения очистного забоя / Новикова Л.В., Заславская Л.И., Яворский А.В. // Матеріали міжнар. конф. "Форум гірників – 2007". – Дніпропетровськ: РВК НГУ, 2007. ч. 1. - С. 63 - 67.

10. Яворский А.В. Связь между оседаниями земной поверхности и напряжениями в двухслойном подрабатываемом массиве / Новикова Л.В., Заславская Л.И., Яворский А.В. // Тези доповідей Міжнар. наук.-техніч. конф. пам’яті академіка НАН України В.І. Моссаковського. – Д.: ДНУ, 2007. - С. 349 - 350.

11. Яворський А.В. Напружено-деформований стан товщі порід і земної поверхні підроблюваного двошарового масиву "наноси-карбон" / Новикова Л.В., Заславська Л.І., Яворський А.В. // Матеріали міжнар. конф. "Форум гірників – 2008". - Дніпропетровськ: РВК НГУ, 2008. ч. 2. - С. 119 -130.

Особистий внесок здобувача в роботи, опубліковані в співавторстві: [1], [4], [8], [9], [10] [11] - одержання аналітичних співвідношень, виконання розрахунків і обробка отриманих результатів; [2], [5], [6], [7] - розробка розрахункового алгоритму