Контроль и диагностика геомеханических процессов при проведении выработок

Викладена суть нової методології поточного прогнозування стану виробки під час її проведення, яка складається з моніторингу за розвитком руйнування порід та імітаційного моделювання на ЕОМ, що періодично контролюється за результатами шахтних спостережень....

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2004
Автори:	Бабиюк, Г.В., Диденко, М.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України 2004
Назва видання:	Геотехнічна механіка
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/87308
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Контроль и диагностика геомеханических процессов при проведении выработок / Г.В. Бабиюк, М.А. Диденко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2004. — Вип. 51. — С. 82-91. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-87308
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-873082015-10-18T03:02:26Z Контроль и диагностика геомеханических процессов при проведении выработок Бабиюк, Г.В. Диденко, М.А. Викладена суть нової методології поточного прогнозування стану виробки під час її проведення, яка складається з моніторингу за розвитком руйнування порід та імітаційного моделювання на ЕОМ, що періодично контролюється за результатами шахтних спостережень. The essence of new forecasting methodology of a mine working condition is stated. The methodology may be used during mine working realization. It consists in monitoring of rock destruction and computer modeling controlled by results of mine supervision. 2004 Article Контроль и диагностика геомеханических процессов при проведении выработок / Г.В. Бабиюк, М.А. Диденко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2004. — Вип. 51. — С. 82-91. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/87308 622.831 ru Геотехнічна механіка Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Викладена суть нової методології поточного прогнозування стану виробки під час її проведення, яка складається з моніторингу за розвитком руйнування порід та імітаційного моделювання на ЕОМ, що періодично контролюється за результатами шахтних спостережень.
format	Article
author	Бабиюк, Г.В. Диденко, М.А.
spellingShingle	Бабиюк, Г.В. Диденко, М.А. Контроль и диагностика геомеханических процессов при проведении выработок Геотехнічна механіка
author_facet	Бабиюк, Г.В. Диденко, М.А.
author_sort	Бабиюк, Г.В.
title	Контроль и диагностика геомеханических процессов при проведении выработок
title_short	Контроль и диагностика геомеханических процессов при проведении выработок
title_full	Контроль и диагностика геомеханических процессов при проведении выработок
title_fullStr	Контроль и диагностика геомеханических процессов при проведении выработок
title_full_unstemmed	Контроль и диагностика геомеханических процессов при проведении выработок
title_sort	контроль и диагностика геомеханических процессов при проведении выработок
publisher	Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
publishDate	2004
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/87308
citation_txt	Контроль и диагностика геомеханических процессов при проведении выработок / Г.В. Бабиюк, М.А. Диденко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2004. — Вип. 51. — С. 82-91. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
series	Геотехнічна механіка
work_keys_str_mv	AT babiûkgv kontrolʹidiagnostikageomehaničeskihprocessovpriprovedeniivyrabotok AT didenkoma kontrolʹidiagnostikageomehaničeskihprocessovpriprovedeniivyrabotok
first_indexed	2025-07-06T14:53:54Z
last_indexed	2025-07-06T14:53:54Z
_version_	1836909734287900672
fulltext	82 работ обоснована наличием аккредитованной лаборатории испытания конст- рукций и подтверждена технической компетентностью института (аттестат ак- кредитации № 100-1242/2003 и лицензия Госстроя Украины АА №320801. Рассмотренный комплекс работ направлен на снижение затрат материаль- ных, трудовых ресурсов и средств на крепление и поддержание горных вырабо- ток, что в конечном итоге в значительной мере способствует повышению эф- фективности угледобычи. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Проект 401-011-92.32.90. Сечения горных выработок, закрепленных арочной крепью из взаимозаменяе- мого шахтного профиля, - Южгипрошахт, Харьков, 1990 2. ТУ У 12.00185790.078-96. Крепи арочные податливые и Извещение АП.01-2000 об изменении Техниче- ских условий ТУ У 12.00185790.078-96 - ДонУГИ, Донецк, 1996, 2000 3. ТУ У 12.00174131.151-94. Патронированный монозакрепитель анкеров ПМА. Харьков, НИИОМШС, 1994 4. Система обеспечения надежного и безопасного функционирования горных выработок с анкерной кре- пью. Общие требования: КД 12.01.01.501-98. Разраб. ИГТМ НАН Украины, Днепропетровск, 1999 5. ДБНД 2.2-35-99, Сборник 35, утвержденный приказом №112 Государственного комитета строительства, архитектуры и жилищной политики Украины от 26.05.2000 г. УДК 622.831 Г.В. Бабиюк, М.А. Диденко КОНТРОЛЬ И ДИАГНОСТИКА ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ВЫРАБОТОК Викладена суть нової методології поточного прогнозування стану виробки під час її про- ведення, яка складається з моніторингу за розвитком руйнування порід та імітаційного моде- лювання на ЕОМ, що періодично контролюється за результатами шахтних спостережень. CHECK AND DIAGNOSTIC OF GEOMECHANICAL PROCESSES AT A DRIVAGE The essence of new forecasting methodology of a mine working condition is stated. The meth- odology may be used during mine working realization. It consists in monitoring of rock destruction and computer modeling controlled by results of mine supervision. Опыт сооружения и поддержания горных выработок за последние 25-30 лет показывает, что, несмотря на совершенствование технологии крепления, при- менение новых эффективных конструкций и материалов крепей, использование прогрессивных расчетных методов, высокая надежность горных выработок не обеспечивается. Так на шахтах Донбасса более чем в 50% выработок крепи де- формированы, 20% из них находятся в неудовлетворительном состоянии. Еже- годные объемы перекреплений составляют 8-10% от протяженности поддержи- ваемых выработок, а численность рабочих, занятых на их ремонте, достигает 11% всех подземных рабочих. Среди основных причин несоответствия крепи проявлениям горного давле- ния и больших объемов ремонтов выработок следует отметить сложность про- гнозирования проявлений горного давления и изменчивость свойств породного 83 массива, поэтому выработки сооружаются в условиях неопределенности основ- ных действующих факторов. До настоящего времени достоверные методики для прогнозирования геоме- ханических процессов в призабойной части выработки не разработаны, а суще- ствующие ориентируются, в основном, на эмпирические зависимости, полу- ченные без учета механизма развития горного давления, а также на решение аналитической плоской задачи о деформировании пород вокруг протяженной выработки. Тогда как вблизи забоя условие плоской деформации не соблюдает- ся, а деформирование пород происходит в изменяющемся вдоль выработки по- ле напряжений при постепенном развитии зон разрушения под воздействием многочисленных, зачастую, неопределенных факторов. С точки зрения учета факторов, влияющих на напряженно- деформированное состояние пород вокруг выработки, перспективно численное моделирование, в частности, с применением метода конечных элементов [1].Однако строгое решение пространственной, физически и геометрически не- линейной и нестационарной задачи невозможно даже с применением числен- ных методов и современных ЭВМ. В данной ситуации выход может быть най- ден за счет использования упрощенных имитационных моделей, принципы раз- работки которых изложены в работах [2, 3]. В основу имитационного моделирования геомеханических процессов при проведении выработки положен новый подход. Его сущность состоит в замене пространственной задачи о формировании зоны разрушения вокруг выработки рядом последовательно решаемых плоских, для которых изменчивые началь- ные и граничные условия на каждом шаге задаются исходя из решения задачи на предыдущем шаге, а внешняя нагрузка определяется функцией влияния за- боя, установленной из решения объемной задачи. При этом роль псевдопро- странственной численной модели состоит не в точном отображении реальных явлений и процессов, что в принципе невозможно для таких сложных объектов как горная выработка, а в получении результатов, которые могут быть провере- ны (по крайней мере, часть из них) с помощь параметров, доступных для непо- средственного измерения в шахтных условиях. Такое сочетание шахтных на- блюдений и имитационного моделирования позволяет с минимальными затра- тами устранить неопределенность в геомеханической информации и использо- вать математическое моделирование в период времени между шахтными заме- рами для текущего прогнозирования смещений пород, необходимых для приня- тия решений по обеспечению устойчивости выработки. При моделировании породный массив в переменном поле напряжений пред- ставляется невесомым фрагментом с закрепленной выработкой, при этом крепь имитируется путем задания свойств приконтурных пород с учетом воздействия крепи [4], а нестационарное поле напряжений – фиктивной внешней нагрузкой, определяемой в зависимости от расстояния до проходческого забоя: ( ) офф ; λλ =⋅= PRLfP , (1) 84 где Pф – фиктивные вертикальные напряжения на расстоянии L от забоя; P – вертикальная компонента исходного поля напряжений в массиве; R – при- веденный радиус поперечного сечения выработки; λф – соотношение горизон- тальной и вертикальной компонент фиктивной нагрузки; λо – обобщенный ко- эффициент бокового распора: ( ) ( )ααλ ααλλλ sincos1 sincos т т о +⋅⋅+ +⋅⋅+ = k k , (2) где λ – гравитационный коэффициент бокового распора; kт – коэффициент, оп- ределяющий степень напряженности массива за счет действия тектонических сил, Hk γσ тт = ; α – угол между направлением действия тектонических напря- жений σт и продольной осью выработки; f(L/R) – безразмерная функция влия- ния забоя: ( ) (( ( ) ( )) )RLttkkbaRLf ⋅−⋅−+−⋅−= црр00 exp1exp1 , (3) где a0 и b0 – параметры аппроксимации, полученные методом наименьших квадратов при сопоставлении пространственного и плоского решения задачи; kр – коэффициент, учитывающий способность породы к релаксации, изменяеся от 1 до 0; tц – продолжительность проходческого цикла, т.е. отрезок времени между двумя моментами скачкообразного подвигания забоя на длину заходки. Вся серия решений реализуется на одной сети треугольных конечных эле- ментов, позволяющей учесть неоднородность и анизотропию свойств массива пород, случайную конфигурацию породного контура, наличие зоны взрывного разрушения и пр. Состояние пород в зоне неупругих деформаций описано ку- сочно-линейной моделью среды с разупрочнением, а нелинейная связь между напряжениями и деформациями воспроизведена с помощью комбинации итера- ционных методов (секущих модулей и начальных напряжений) и комплекса ус- ловий, характеризующих изменение свойств пород по мере увеличения запре- дельных деформаций и соотношения главных напряжений. Поиск решения в условиях неопределенности исходного напряженного со- стояния и свойств породного массива основывается на анализе ситуаций, в ко- торых могла бы реализоваться зафиксированная шахтными наблюдениями зона разрушения пород. Такой подход возможен потому, что при проведении выра- ботки крепь с момента ее установки в течение длительного периода времени не оказывает существенного влияния на развитие геомеханических процессов, по- этому проявления горного давления могут служить признаками совокупного действия тех или иных факторов. Для устранения неопределенности задания исходного поля напряжений и свойств пород по известным из шахтных наблюдений ограниченным данным о проявлении горного давления в выработке путем моделирования и шахтных измерений решается обратная задача. Реализация предложенного метода сво- 85 дится к следующему: – многократному решению основной геомеханической задачи методом ко- нечных элементов по оценке возможных проявлений горного давления Wм при известных χ и заранее неизвестных ξ условиях для различных вариантов реше- ния х∈X (Wм = f (χ, ξ)); – установлению с помощью инструментальных наблюдений показателей Wш проявлений горного давления в конкретных условиях; – оцениванию совокупности неопределенных параметров ξ путем сравнения результатов моделирования Wм с шахтными наблюдениями Wш для выбора та- кого решения х = х*, при котором расчетные проявления горного давления в наибольшей степени соответствуют реальным данным; – установлению для искомого решения, характеризуемого найденным ком- плексом параметров χ и ξ, корреляционных зависимостей с аналогичными на- турными показателями, которые используются для текущего прогноза смеще- ний пород и нагрузок на крепь до следующего момента контроля состояния геотехнической системы. Для фиксации проявлений горного давления при проведении выработки с помощью инструментальных наблюдений следят за развитием деформацион- ных процессов, устанавливая место зарождения разрушения, его вид (растяже- ние, сжатие), конфигурацию и размеры зон разрушения, разрыхление пород по глубине зоны разрушения, а затем рассчитывается коэффициент трещинной пустотности kтp, принятый в качестве параметра контроля и используемый для получений фактической картины нарушенности пород вокруг выработки. Кро- ме того, с помощью контурных реперов в определенных направлениях замеря- ются смещения породного контура выработки Uш, которые на заключительном этапе используются для оценки погрешности результатов прогноза. Прямая задача по воспроизведению геомеханических процессов вокруг вы- работки решается многократно на ЭВМ в широком диапазоне условий, причем исходные данные задаются либо путем полного перебора всех возможных со- четаний определенных χ и неопределенных ξ входных параметров, либо путем последовательного приближения к искомому варианту с использованием мето- дов рационального планирования многофакторного эксперимента, что позволя- ет существенно сократить время расчета. Результаты моделирования представляются в виде распределения изолиний напряжений и относительных деформаций ε, а также картин зон неупругих де- формаций вокруг выработки с пометкой элементов, разрушившихся от растяжения и сжатия, по которым вычисляются относительные размеры (r/R)м и относительная площадь (Sрв)м зоны разрушения. Полученная совокупность рас- четных данных сопоставляется с результатами шахтных измерений с целью подбора такого решения, у которого форма проявления горного давления была бы подобна реальной. При этом, прежде всего, условием соответствия является качественное подобие кинетики продвижения фронта зоны разрушенных по- род, совокупности промежуточных состояний элементов, которые они претер- 86 певают в ходе образования зоны разрушения, и ее форма на определенном рас- стоянии L от забоя выработки. Это позволяет сразу же отбросить из рассмотре- ния решения, кардинальным образом не соответствующие шахтным данным. Первым количественным критерием служит приблизительное равенство от- носительных размеров зоны разрушения r/R в характерных направлениях. На этом этапе отбрасываются те решения х, которые не соответствуют шахтным замерам по конфигурации зоны. Окончательный выбор искомого варианта ос- новывается на допущении, что наилучшим образом результатам шахтных на- блюдений будет отвечать та схема загружения и совокупность входных опреде- ленных и неопределенных параметров, при которых алгебраическая сумма от- клонений измеренных и расчетных значений относительной площади зоны раз- рушения будет равна нулю. Наличие неопределенных факторов, от которых зависят результаты модели- рования, переводит данную задачу из разряда чисто математических в задачу о выборе решения в неопределенных условиях [5], алгоритм решения которой, в первую очередь зависит, от вида неопределенности (стохастическая, нестохас- тическая). В данном случае, когда распределение вероятностей к моменту при- нятия решения не может быть получено, уместно применения адаптивного ал- горитма управления, суть которого заключается в следующем. На основе со- поставления результатов шахтных измерений с данными моделирования в пер- воначальный момент времени t1 предварительно задаемся какими-то характери- стиками случайных факторов и значениями управляющих параметров способов обеспечения устойчивости выработки, зная заведомо, что они неточны и неоп- тимальны. По мере накопления информации в последующие моменты времени t2, t3 и т. д. характеристики неопределенных факторов и значения параметров целенаправленно изменяются, добиваясь того, чтобы сходимость шахтных и расчетных данных не уменьшалась, а увеличивалась. Проблема несоответствия расчетных перемещений фактическим в виду не- возможности моделирования разрыхления пород на запредельной ветви диа- граммы деформирования решается путем получения стохастических зависимо- стей между относительными деформациями разупрочнения и коэффициентом трещинной пустотности в характерных направлениях. По мере накопления ста- тистических данных в ходе наблюдения связь между сопоставляемыми пара- метрами уточняется, а в интервалах времени между замерами полученные зави- симости используются для прогнозирования, с наперед заданной вероятностью, пределов изменения kтр во всех элементах массива, затронутых деформацион- ными процессами. Зная общую картину распределения коэффициента трещин- ной пустотности пород вокруг выработки kтр=f (r, θ, t), путем интегрирования по глубине зоны разрушения определяется суммарное раскрытие трещин по за- данному направлению, численно равное перемещению точки контура. Проведя интегрирование по нескольким характерным направлениям, строится положе- ние породного обнажения на тот или иной момент времени, получаемое в ре- зультате деформирования пород во взаимодействии с крепью. Для реализации предложенной конечно-элементной модели разработан па- 87 кет программ для решения геомеханических задач в условиях плоской дефор- мации с использованием трансверсально-изотропной упругопластической мо- дели среды с системой трещин, ортогональных слоистости, и с учетом разу- прочнения пород на запредельной стадии деформирования. Для облегчения формирования базы данных конечных элементов и визуализации результатов расчета разработана интерфейсная оболочка в стандартах приложений Microsoft Windows. Предложенная методология демонстрируется на примере проведения буро- взрывным способом западного коренного откаточного штрека пл.k′7н горизонта 545 м ш. "Украина" ГХК "Луганскуголь". Штрек с поперечным сечением в све- ту 14,4 м2 и вчерне 17,8 м2 проходили по пласту угля мощностью 0,6-0,7 м и уг- лом падения 9° с подрывкой кровли и почвы. Крепили выработку податливой арочной крепью АП-3 из спецпрофиля СВП-27 с расстоянием между рамами 0,5 м. Крепь устанавливали с большим монтажным зазором между рамами и породным обнажением, поэтому на призабойном участке выработки она прак- тически не влияла на деформационные процессы в массиве горных пород. Угольный пласт k′7н имеет простое строение, а вмещающие его породы представлены песчаниками и мелкослоистыми сланцами. Породный массив в месте проведения выработки не был подвержен воздействию очистных работ. Однако условия поддержания выработки осложнены тем, что ее трассу пересе- кает ряд мелкоамплитудных нарушений. Плоскости сбросов представлены тек- тоническими трещинами мощностью до 20 см, заполненными глинистым мате- риалом. Размер зоны неустойчивых пород по обе стороны сместителей доходит до 5 м. Сланец кровли в зоне нарушений трещиноватый, неустойчивый, склон- ный к обрушению до вышележащего пласта k′7в на высоту порядка 4 м. Измерение нарушенности пород производилось реометрическим методом в парных шпурах, пробуренных вокруг выработки на глубину 2,2 м. Схема рас- положения шпуров и результаты измерения представлены на рис. 1. Шпуры бу- рили на расстоянии 0,5 м друг от друга и располагали так, чтобы в каждой ли- тологической разности можно было оценить проницаемость пород в двух вза- имно перпендикулярных направлениях. Конечно-элементная сетка расчетного фрагмента включала в себя 1959 тре- угольных элемента и 1034 узла. В расчетах моделировалось состояние породно- го массива в призабойной зоне выработки в течение 11 суток. Воздействие кре- пи при моделировании не учитывали. Вокруг выработки имитировалась зона технологической неоднородности от буровзрывных работ. Для этого на глуби- ну r/R=1,5, установленную в шахте при первом замере, значения модуля Юнга, коэффициента сцепления, прочности на сжатие и растяжение снижены путем умножения на поправочные коэффициенты, определяемые выражением: ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + − ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − −= SR R R rrk δ δ lg/1 1 1)( (4) 88 где r – радиальная координата, выраженная в единицах эквивалентного радиуса выработки; R – радиус окружности нулевого контура; δ – неровности реального контура выработки; S – размер зоны взрывного разрушения породы вокруг вы- работки. 0 0 0,01 0,03 0,04 0,010,02 4 5 3 2 78 61 0,02 0 0,005 0,01 0,02 0 0,04 0,05 4 5 3 2 78 61 0,02 0,01 0,005 0 0 0,01 0 0,07 0,01 0,04 4 5 3 2 78 61 0,060,05 0,005 0,005 0,03 0,03 0,02 0,02 0,01 0,02 0,01 0,04 0,07 0,005 0,005 0,04 0,02 4 5 3 2 78 61 0,060,05 0,03 0 0,005 0 а) б) в) г) Рис. 1 – Распределение изолиний kтр вокруг откаточного штрека пл.k′7н ш. "Украина" через: а – 1 сутки; б – 2 суток; в – 4 суток; г – 11 суток Моделируемый породный массив представлен семью слоями, свойства ко- торых задавались с помощью параметров, представленных в табл. 1. Основани- ем для назначения параметров служили результаты прочностных испытаний образцов горных пород. За пределом прочности свойства пород описывались с помощью упругопластической модели с учетом разупрочнения. Зона разрушения пород вокруг откаточного штрека, построенная по полу- ченным данным в моменты времени, соответствующие шахтным замерам (рис. 1), приведена на рис. 2. Для каждого из шпуров (за исключением шпура 8 в почве выработки) связь между kтр и ε хорошо описывается линейными уравнениями регрессии со сво- бодным членом (табл. 2). С удалением от забоя выработки коэффициенты кор- реляции изменяются незначительно, что дает основания использовать получен- ные зависимости для расчета смещений породного контура по результатам имитационного моделирования. Определение смещений породного контура выработки произведено по ре- зультатам шахтных наблюдений и моделирования путем интегрирования функ- 89 ции kтр=f (r, θ, t) по заданному направлению: dlkU l ∫= j 0 трj , (5) где lj – глубина зоны разрушения в направлении j-го шпура. Таблица 1 – Прочностные свойства пород, вмещающих пласт k′7н Средняя прочность породы на сжатие растяжение Номер слоя Наименование породы и ее мощность Модуль упру- гости Е Коэф- фициент Пуассона σс⊥ σс\|\| σр⊥ σр\|\| Угол внутрен- него трения ρ, град. Сцепле- ние с 1 Песчаник, m>5 м 3000 0,31 7,59 7,59 0,42 0,42 35 1,57 2 Угольный пропласток, m=0,15 м 368 0,3 1,7 1,7 0,1 0,1 22 0,25 3 Песчаный сланец, m=1,9 м 1680 0,35 4,78 4,19 0,1 0,2 23 1,32 4 Угольный пласт k′7н, m=0,7 м 368 0,3 1,36 1,36 0,08 0,08 22 0,2 5 Песчано- глинистый сланец, m=7,2 м 1680 0,3 3,8 1,0 0,056 0,306 22 1,24 6 Угольный пласт k′7в, m=0,56 м 400 0,3 1,02 1,02 0,07 0,07 22 0,25 7 Песчаник, m>4 м 3000 0,31 5,1 5,1 0,41 0,41 35 1,57 Подставляя вместо коэффициента трещинной пустотности регрессионную зависимость, выражающую его через относительные деформации, и заменяя интеграл суммой, получим: ( ) ( )jjсрjj j 0 jjjj bεaldlbεaU l +⋅=+= ∫ , (6) где aj и bj – параметры уравнения регрессии для j-го шпура на момент времени t; εср j – средняя относительная деформация вдоль j-го шпура в пределах зоны разрушения; i – порядковый номер интервала lij измерения kтр. Вычисленные смещения породного контура выработки при значениях lj, оп- ределенных по данным шахтных наблюдений и по результатам моделирования, сведены в табл. 2. Расчеты показали, что в обоих случаях получены практиче- ски одинаковые результаты, причем рассчитанные смещения пород по шпурам в кровле (шпур 4) и в угольном пласте (шпур 6) почти совпали с данными шахт- ных замеров смещений контура выработки, составившими на 11 сутки наблю- дений в кровле 78 мм и в боках 30 мм. 90 Таблица 2 – Регрессионные зависимости и смещения породного контура по результатам моделирования Смещение пород, мм Номер шпура Время наблю- дения, сут Уравнение регрессии Коэффициент корреляции по (lj/R) = f(kтр) по (lj/R) = f(ε) 1 kтр = 4,937·ε – 1,033×10-3 0,99 5,216 4,682 2 kтр = 3,43·ε – 2,341×10-4 0,993 5,591 5,318 4 kтр = 2,521·ε – 2,102×10-3 0,982 4,789 4,9071 11 kтр = 1,778·ε – 6,67×10-4 0,97 5,443 5,913 1 kтр = 2,179·ε – 1,257×10-4 0,816 5,238 2,629 2 kтр = 2,454·ε – 3,96×10-4 0,864 6,382 2,988 4 kтр = 1,513·ε + 6,424×10-3 0,515 17,306 14,1542 11 kтр = 1,622·ε + 5,368×10-3 0,615 18,165 16,133 1 kтр = 7,034·ε – 8,732×10-3 0,883 6,569 5,517 2 kтр = 6,389·ε – 9,63×10-3 0,803 7,741 5,391 4 kтр = 8,667·ε – 8,661×10-3 0,99 15,587 14,4083 11 kтр = 4,494·ε + 4,036×10-3 0,868 23,553 24,646 1 kтр = 34,792·ε – 6,203×10-3 0,89 21,158 18,74 2 kтр = 26,735·ε – 1,528×10-3 0,77 22,297 19,227 4 kтр = 86,743·ε – 1,6×10-2 0,96 48,593 44,0394 11 kтр = 60,952·ε – 1,4×10-2 0,962 72,808 77,159 1 kтр = 3,922·ε – 1,26×10-3 0,983 3,973 3,874 2 kтр = 4,489·ε – 1,782×10-3 0,994 6,454 6,12 4 kтр = 3,67·ε + 1,394×10-3 0,931 8,848 9,8745 11 kтр = 3,736·ε + 1,352×10-3 0,981 13,191 13,389 1 kтр = 1,757·ε + 1,122×10-3 0,823 9,609 9,159 2 kтр = 1,657·ε + 1,024×10-3 0,779 10,781 10,483 4 kтр = 2,107·ε + 2,957×10-4 0,915 14,178 14,1246 11 kтр = 2,372·ε + 2,383×10-3 0,956 22,95 21,414 1 kтр = 12,049·ε – 6,296×10-3 0,757 5,514 4,002 2 kтр = 18,594·ε – 1,1×10-2 0,751 8,13 7,833 4 kтр = 26,382·ε – 2,1×10-2 0,774 13,902 9,2557 11 kтр = 7,055·ε + 5,718×10-3 0,714 22,752 22,038 1 kтр = –117,681·ε + 5,6×10-2 –0,689 15,744 0 2 kтр = –13,381·ε + 2,3×10-2 –0,589 10,3 0 4 kтр = –1,284·ε + 1,9×10-2 –0,486 13,52 10,3878 11 kтр = –0,966·ε + 2,0×10-2 –0,462 14,03 12,934 Таким образом, изложенные принципы имитационного моделирования и разработанное программное обеспечение составляют информационную основу технологии контроля и управления геомеханическими процессами при прове- дении выработок в условиях неопределенности. Такой подход позволяет осу- ществлять выбор параметров способов обеспечения устойчивости выработки не только на основе малодостоверной априорной информации, но и с использова- нием текущей и прогнозной. Используя такую информацию, можно получить 91 гибкое решение в той или иной проблемной горно-геологической ситуации. Тем самым, при решении проблемы обеспечения надежности горных вырабо- ток можно перейти от статичной модели к динамичной, а выбор параметров производить не методом оптимизации, а путем постоянного движения к наи- лучшему решению за счет адаптации технологии к среде. – растяжение – сжатие а) б) в) г) Рис. 2 – Зоны разрушения вокруг откаточного штрека пл.k′7н ш. "Украина" через 1 сутки (а), 2 суток (б), 4 суток (в) и 11 суток (г) СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Фадеев А.Б. Метод конечных элементов в геомеханике. – М.: Недра, 1987. – 221 с. 2. Флейшман Б.С. Основы системологии. – М.: Радио и связь, 1982. – 368 с. 3. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. – М.: Наука, 1978. – 400 с. 4. Бабиюк Г.В., Леонов А.А., Мележик А.И. Моделирование взаимодействия породного массива с рамной крепью // Изв. вузов. Горный журнал. – №1. – 2001. – С. 44-50. 5. Вентцель Е.С. Исследование операций. – М.: Советское радио, 1972. – 554 с.

Контроль и диагностика геомеханических процессов при проведении выработок

Репозитарії

Схожі ресурси