UA18507U

UA18507U - Method for determination of possible spatial displacements of earth surface of coal mines in time

Info

Publication number: UA18507U
Application number: UAU200604835U
Authority: UA
Inventors: Mykola Mykolaiovych Kyseliov; Valerii Fedorovych Filatov
Original assignee: Ukrainian State Scient Res And
Priority date: 2006-05-03
Filing date: 2006-05-03
Publication date: 2006-11-15

Description

Опис винаходу

Передбачувана корисна модель стосується гірничої промисловості, зокрема, способів захисту підроблюваних 2 будівель і споруд, розташованих в зоні впливу гірничих робіт, і може бути використана при вирішенні питань екологічної безпеки поверхні шахт, що ліквідуються.

Відомий спосіб деформацій земної поверхні при підробці структурних ослаблень |1), що включає закладення лінії грунтових реперів вхрест простягання порушення і частотне їх нівелювання, за наслідками якого визначають прискорення осідання лежачого і висячого крил порушення, а характер процесу зрушення на виході структурного ослаблення визначають по відношенню прискорень осідання лежачого і висячого крил порушення.

Недоліком даного способу є необхідність виконання великого обсягу повторних спостережень, що потрібні для визначення прискорення осідань крил порушення з достатньою точністю. Прогноз зміщень земної поверхні здійснюється не по всій підробленій площі, а тільки по лінії встановлених грунтових реперів. Має місце низька інформативність способу, при цьому не враховується характер розвитку мульд зрушення земної поверхні 12 (осідання) в часі при розробці світ вугільних пластів.

Найближчим до передбачуваної корисної моделі по технічній сутності і результату, що досягається, є спосіб визначення можливих просторових зміщень земної поверхні вугільних шахт |2), що полягає в тому, що на земній поверхні закладається лінія фунтових реперів, аналізуються вихідні дані умов відпрацювання вугільного родовища і дані раніше проведених спостережень, готуються растрові основи планів гірничих робіт згідно з етапами: перший етап - сканування окремих фрагментів, їх злиття в єдине зображення й орієнтування; другий етап - задавання системи координат і сітки розрахунку осідань; третій етап - векторизація і заповнення таблиці атрибутивних даних; четвертий етап - розрахунок осідань від окремих виробок з урахуванням окремих впливів, представлення результатів у вигляді графіків ізоліній, математичне оброблення і класифікація одержаних об'єктів. Одержану інформацію по одній шахті обробляють і використовують при класифікації і 29 розрахунку осідань по діючих шахтах з аналогічними гірничотехнічними умовами. -о

Недоліком даного способу є те, що визначення можливих просторових зміщень земної поверхні здійснюється без урахування характеру розвитку мульд зрушення земної поверхні (осідань) в часі при розробці світ вугільних пластів. В результаті - недостатньо висока точність визначення можливих просторових зміщень земної поверхні.

В основу передбачуваної корисної моделі поставлено задачу створення способу визначення можливих - 30 просторових зміщень земної поверхні вугільних шахт в часі, при якому за рахунок вибору конкретної точки ав спостережень на поверхні в зоні відпрацювання світи пластів, визначення її координат до початку ведення гірничих робіт на цій ділянці, визначення часу у, що пройшов з початку зрушення порід до моменту перетину о лавою проекції точки спостереження, часу Її, що пройшов з моменту перетину лавою проекції точки спостережень о і до моменту закінчення процесу зрушення і введення одержаних параметрів у формулу розрахунку осідань, 35 досягається технічний результат - підвищення точності визначення можливих просторових зміщень земної -- поверхні.

Поставлена задача розв'язується тим, що в способі визначення можливих просторових зміщень земної поверхні вугільних шахт в часі, що включає закладення ліній грунтових реперів, аналіз вихідних даних умов « відпрацювання вугільного родовища і даних раніше проведених спостережень за осіданням земної поверхні З 50 досліджуваної і сусідніх шахт і підготовку растрової основи планів гірничих робіт згідно з етапами: перший с етап - сканування за допомогою сканувального пристрою окремих фрагментів, злиття їх в єдине зображення,

Із» його орієнтування і подальше калібрування; другий етап - задавання системи координат і розрахункової сітки для розрахунку осідань по кожній шахті; третій етап - векторизація і заповнення таблиці атрибутивних даних для кожної очисної виробки й апроксимація їхніх контурів; четвертий етап - розрахунок осідань від окремих 45 виробок з урахуванням окремих впливів, представлення результатів розрахунків у вигляді графіків ізоліній, - математичне оброблення і класифікація одержаних об'єктів з використанням планів гірничих робіт, архівних

Ге | даних, геоінформаційної системи "ГеоМарк, прив'язкою розрахункової сітки в центрі головного ствола, векторизацією растрових зображень багатокутниками і розрахунком осідань з використанням програми і-й МуіпМиїда, згідно з корисною моделлю, вибирають конкретну точку спостережень на земній поверхні в зоні ав! 20 відпрацювання світи пластів, визначають її координати до початку ведення гірничих робіт на цій ділянці, визначають час (ф, що пройшов з початку зрушення порід до моменту перетину лавою проекції точки т спостереження, час Її що пройшов з моменту перетину лавою проекції точки спостережень і до моменту закінчення процесу зрушення, і вводять одержані параметри у формулу розрахунку осідань.

У прототипу визначення можливих просторових зміщень земної поверхні вугільних шахт здійснюють на основі розрахунку осідань від окремих виробок за статистичними параметрами, без урахування тимчасового чинника. с За способом, що заявляється, для відображення характеру розвитку осідань в часі і визначення можливих просторових зміщень поверхні вугільних шахт у формулу розрахунку осідань вводять параметри часу іо, визначеного з моменту початку зрушення порід до моменту перетину лавою проекції точки спостереження, часу

Її, що пройшов з моменту перетину лавою проекції точки спостережень до моменту закінчення процесу зрушення, 60 |і поправочний коефіцієнт ще Таке розв'язання дозволяє враховувати характер розвитку мульд зрушення земної поверхні (осідань) в часі при розробці світ вугільних пластів. Підвищується точність визначення можливих просторових зміщень земної поверхні.

Порівняльний аналіз рішення, що заявляється, з прототипом дозволяє зробити висновок, що пропонований 65 спосіб відрізняється від відомого такими операціями: вибір конкретної точки спостережень на земній поверхні в зоні відпрацювання світи пластів, визначення її координат на початку ведення гірничих робіт на цій ділянці,

визначення часу 0, що пройшов з початку зрушення порід до моменту перетину лавою проекції точки спостереження, часу Її що пройшов з моменту перетину лавою проекції точки спостережень і до моменту закінчення процесу зрушення, і введення одержаних параметрів, з урахуванням поправочного коефіцієнта ве 2 що характеризує міцність порід, глибину розробки і швидкість посування лави, у формулу розрахунку осідань.

Таким чином, спосіб, що заявляється, відповідає критерію "новизна".

Спосіб визначення можливих просторових зміщень земної поверхні вугільних шахт в часі здійснюється таким чином. На земній поверхні закладають лінію грунтових реперів і визначають їхні координати до початку ведення гірничих робіт на цій ділянці. Виконують підбір планів гірничих робіт, збір архівних даних про функціонування 10 шахт, геологічні і технологічні особливості відпрацювання окремих пластів. Одержані плани сканують, зшивають їх в єдине зображення, орієнтують і калібрують. В результаті формується блок інформації про розташування міжвиробкового простору по всіх пластах на території шахт, про розташування всіх очисних виробок по вугільних пластах кожної шахти і їхні гірничотехнічні характеристики; про потужність вугільних пластів, глибину їхнього залягання і їхні гірничо-геологічні характеристики; про розташування гірничих виробок, що мають вихід на 19 денну поверхню, і гірничих роботах на глибині менше 100м. Ця частина робіт реалізується за допомогою геоінформаційної системи "ГеоМарк". Потім для розрахунку осідань на кожній шахті приймається розрахункова сітка, орієнтована по осях локальних систем координат, з початком координат в центрі головного ствола, а щоб врахувати вплив гірничих робіт сусідніх шахт, їхні розрахункові сітки перекриваються. Далі виконується векторизація очисних виробок і введення цієї інформації. А оскільки існуючі методи розрахунку зрушень 20 деформацій земної поверхні припускають, що очисна виробка має форму прямокутника, контури виробок апроксимують прямокутниками. Визначають час їд), що пройшов з початку зрушення порід в зоні відпрацювання світи пластів, до моменту перетину лавою проекції точки спостереження, час Ї, що пройшов з моменту перетину лавою проекції точки спостережень і до моменту закінчення процесу зрушення. Одержані параметри часу, з зв урахуванням поправочного коефіцієнта ще використовують для розрахунку осідань в часі:

Ї же о. БЕ

Я пе хе і. зе брремх гля - ї- ч- ; | | о де ща - відносне значення осідань в часі; що розрахункове значення осідань; юю пк нормоване максимальне осідання; со е - експонента; ьо г поправочний коефіцієнт, що враховує міцність порід, глибину розробки і швидкість посувань лави;

Ю - час, що пройшов з початку зрушення порід в зоні відпрацювання світи пластів, до моменту перетину лавою проекції точки спостереження; «

КГ - час, що пройшов з моменту перетину лавою проекції точки спостережень і до моменту закінчення процесу пл») с зрушення.

Одержаний обсяг даних за допомогою програмного модуля об'єднують, формують і будують графіки ізоліній ;» осідань з урахуванням тимчасових характеристик, які відповідають умовам відпрацювання всіх пластів за весь період гірничих робіт.

Пропонований спосіб визначення можливих просторових зміщень земної поверхні вугільних шахт в часі - забезпечує підвищення точності і інформативності прогнозу за рахунок того, що: 1. Осідання земної поверхні розраховується на основі урахування взаємодії максимально можливої кількості со природних, техногенних і тимчасових чинників. с 2. Грунтується на сучасних методах оброблення даних.

Джерела інформації: о 1. А.с. 1790645 АЗ СССР, МКИЗ ЕО2031/08. Способ прогноза деформаций земной поверхности при "І подработке структурньїх ослаблений /Л.П. Чепенко. - 4880187/33; заявлено 23.01.93., Бюл. Мо3. - С.31. 2. Декларационньй патент Украиньі 115370, МКИ" ЕО2031/08. Способ определения возможньх пространственньїх смещений земной поверхности угольньїх шахт /А.В. Анциферов, Н.Н. Киселев, Ю.М.

Гавриленко, В.Ф. Филатов. - 200509588; заявлено 12.10.2005, Бюл. Мо12. - С.28. с

Claims

Формула винаходу

60 Спосіб визначення можливих просторових зміщень земної поверхні вугільних шахт в часі, що включає закладення ліній грунтових реперів, аналіз вихідних даних умов відпрацювання вугільного родовища і даних раніше проведених спостережень за осіданням земної поверхні досліджуваної і сусідніх шахт і підготовку растрової основи планів гірничих робіт згідно з етапами: перший етап - сканування за допомогою сканувального пристрою окремих фрагментів, злиття їх в єдине зображення, його орієнтування і подальше калібрування, другий

65 етап - задавання системи координат і розрахункової сітки для розрахунку осідань по кожній шахті, третій етап -векторизація і заповнення таблиці атрибутивних даних для кожної очисної виробки й апроксимація їхніх контурів, четвертий етап - розрахунок осідань від окремих виробок з урахуванням окремих впливів, представлення результатів розрахунків у вигляді графіків ізоліній, математичне оброблення і класифікація одержаних об'єктів з використанням планів гірничих робіт, архівних даних, геоінформаційної системи "ГеоМарк", прив'язкою розрахункової сітки в центрі головного ствола, векторизацією растрових зображень багатокутниками і розрахунком осідань з використанням програми М/іпМиїда, який відрізняється тим, що включає вибір конкретної точки спостережень на земній поверхні в зоні відпрацювання світи пластів, визначення її координат до початку ведення гірничих робіт на цій ділянці, визначення часу ї б), що пройшов з початку зрушення порід до моменту перетину лавою проекції точки спостереження, часу Її, що пройшов з моменту перетину лавою проекції точки 7/0 спостережень і до моменту закінчення процесу зрушення, введення одержаних параметрів у формулу розрахунку осідань. Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2006, М 11, 15.11.2006. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і /5 Науки України. що 2 у «в) ів) (ее) ьо

- . и? - (ее) 1 («в) що 60 б5