Расчет сдвижений и деформаций по площади мульды с учетом ее эллиптичности и механизма сдвижения наносов и коренных пород

• Автор: Шурыгин, Дмитрий Николаевич
• Шифр специальности: 25.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 145 с. : ил.

1 СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЯ,
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ
1.1 Способы расчета сдвижений и деформаций в главных сечениях мульды сдвижения
1.2 Способы расчета сдвижений и деформаций в произвольных точках мульды сдвижения
1.3 Способы расчета сдвижений и деформаций в мульде сдвижения выработки непрямоугольной формы. Цель и
задачи диссертационной работы
Выводы
2 МЕТОДИКА РАСЧЕТА СДВИЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ ПО
ПЛОЩАДИ МУЛЬДЫ СДВИЖЕНИЯ
2.1 Расчет сдвижений и деформаций с использованием функции распределения оседаний, заданной в общем виде
2.2 Расчет сдвижений и деформаций с использованием экспоненциальной функции распределения оседаний
2.3 Сравнение сдвижений и деформаций по площади мульды сдвижения, вычисленных по предложенному методу и
по действующим нормативным документам
2.4 Сравнение данных инструментальных наблюдений по площади мульды сдвижения и ожидаемых величин сдвижений и деформаций
Выводы
3 МЕТОДИКА РАСЧЕТА СДВИЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ ДЛЯ
ВЫРАБОТОК НЕПРЯМОУГОЛЬНОЙ ФОРМЫ
3.1 Расчет оседаний земной поверхности в мульде от выработки
непрямоугольной формы

3.2 Расчет сдвижений и деформаций с использованием
экспоненциальной функции распределения оседаний
3.3 Сравнение данных инструментальных наблюдений
по площади мульды сдвижения и величин ожидаемых
оседаний и горизонтальных сдвижений
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Актуальность проблемы. Решение вопросов выемки запасов угля под сооружениями и природными объектами основывается на расчетных величинах сдвижений и деформаций земной поверхности. При известном расположении подземных выработок в пластах расчет ведется методом типовых кривых, изложенным в нормативном документе - «Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях» [86].
Этот метод позволяет вычислять величины сдвижений и деформаций, как в главных сечениях мульды, так и в сечениях, параллельных главным, а также в произвольных сечениях, проведенным через заданную точку земной поверхности. От расчетной величины деформации зависит выбор конструктивных мероприятий при охране сооружений и принятие решения об оставлении под ними предохранительного целика угля.
В основу метода расчета, предложенного в Правилах охраны сооружений, положен принцип подобия распределения оседаний в главных сечениях и в сечениях, параллельных главным. При помощи этого принципа выведены формулы для расчета сдвижений и деформаций в произвольной точке мульды. Также при расчете горизонтальных сдвижений и горизонтальных деформаций учитываются закономерности механизма сдвижений, заключающиеся в прогибе наносов и сдвиге коренных пород в сторону восстания пласта.
Однако метод расчета, предложенный в Правилах охраны сооружений, не учитывает эллиптическую форму мульды сдвижения, что приводит при расчетах к завышенным значениям вертикальных сдвижений и деформаций в области границы мульды.
Также в Правилах охраны сооружений предлагается определять горизонтальное сдвижение и горизонтальную деформацию в произвольном
где п„ п2 - коэффициенты подработанности соответственно вкрест порстирания и по простиранию пласта.
Для произвольной точки М(хм,ум) мульды сдвижения можно
определить направление (р для полумульды проходящей через эту точку, и коэффициента подработанности N (р по следующей формуле:

ср = arctg
(2.16)
где (хм,ум) - координаты заданной точки М.
Обозначим мульду сдвижения как область G плоскости XOY и зададим на ней функцию распределения оседаний по площади мульды сдвижения в общем виде: S = f(x,y). В полумульде по любому направлению <р эта функция должна плавно изменять свои значения от единицы в центре мульды до нуля, если точка лежит на границе мульды.
Значение оседания в произвольной точке М(хм,ум) мульды сдвижения определяется по формуле:
Пм =7lmS(xM,yM), (2.17)
где tjm - оседание земной поверхности в точке М(хм,ум); т)т - максимальное оседание земной поверхности при неполной подработке;
S(xM,yM) - значение функции распределения оседаний в точке М(хм,ум).
Максимальное оседание земной поверхности при неполной подработке tjm вычисляется по формуле:
rm = q0m cos ап{п2, (2.18)
где q0 - относительное максимальное оседание, для Донбасса
принимается равным 0,75;