Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Маркшейдерия

Диссертационная работа:

Бочаров Сергей Иванович. Разработка методики прогнозирования повреждений зданий, расположенных над горными выработками, на основе многомерного математического моделирования : ил РГБ ОД 61:85-5/2065

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 5

1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ ЗДАНИЙ,

РАСПОЛОЖЕННЫХ НАД ГОРНЫМИ ВЫРАБОТКАМИ II

Выводы 24

2. СБОР ИСХОДНОЙ ИНФОРМАЦИИ И ВЫБОР ФАКТОРОВ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПОВРЕЖДЕНИЙ ПОДРАБАТЫВАЕМЫХ ЗДАНИЙ Z6

2.1. Методика сбора исходной информации 26

2.1.1. Требования к методике сбора исходной информации 26

2.1.2. Фото фиксация повреждений подрабатываемых зданий 28

2.1.3. Краткая характеристика собранной информации 32

2.2. Выбор количественного показателя для прогнозирования повреждений зданий при

первичной подработке 35

2.3. Выбор количественного показателя деформативности зданий при повторной

подработке 42

2.4. Выбор и формализация независимых факторов для построения математической модели 48

2.5. Формальная постановка задачи прогнозирования повреждений подрабатываемых зданий 57

Выводы 57

3. ВЫБОР МАГМАТИЧЕСКОГО МЕТОДА ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ ПОДРАБАТЫВАЕМЫХ ЗДАНИЙ

3.1. Метод эвристической самоорганизации математических моделей сложных процессов и систем 59

3.2. Адаптация программ и алгоритмов метода группового учёта аргументов для моделирования повреждений подрабатываемых зданий 64

Выводы 67

4. СИНТЕЗ, ИССЛЩОВАНИЕ И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ МНОГОМЕРНЫХ

МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПОВРЕЖДЕНИЙ ПОДРАБАТЫВАЕМЫХ

ЗДАНИЙ 68

4.1. Построение и исследование математической модели повреждений зданий, полученной на основе прямого применения МГУА 68

4.2. Моделирование повреждений зданий при первичной подработке

4.2.1. Анализ данных первичной подработки зданий в зоне сжатия 74

4.2.2. Моделирование повреждений подрабатываемых зданий при первичной подработке в зоне растяжения 75

4.3. Построение прогнозных математических моделей повреждений зданий для условий повторной ,подработки 84

4.3.1. Замечание общего характера 84

4.3.2. Повторная подработка зданий в зоне растяжения 86

4.3.3. Повторная подработка зданий в зоне сжатия

4.4. Обобщение и интерпретация результатов многомерного математического моделирования повреждений подрабатываемых зданий

4.5. Основные положения методики многомерного математического прогнозирования повреждений

подрабатываемых зданий

Выводы 5. ВНВДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛВДОВАНИЙ В ПРОИЗВОДСТВО...

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ЛИТЕРАТУРА ПРИЛОЖЕНИЯ. 

Введение к работе:

Решениями ХХУІ съезда КПСС и последующих пленумов ЦК КПСС перед угольной промышленностью СССР поставлены задачи по дальнейшему увеличению добычи угля, повышению производительности труда, снижению себестоимости продукции, бережливому и рациональному использованию природных ресурсов.

Решение этих задач неразрывно связано с проблемой выемки запасов угля под застроенными территориями и охраной зданий и сооружений от вредного влияния подземных горных выработок.

В настоящее время в отрасли 20 % промышленных запасов угля добывается под зданиями и сооружениями /55/; многие шахты ведут или планируют выемку угля под городами и крупными поселками. Например, шахта им.Красина ПО " Ростовуголь " 100% добычи в настоящее время обеспечивает за счёт выемки запасов угля под центральной частью города Шахты.

Особую актуальность для решения проблемы выемки запасов угля под городами и крупными поселками имеет достоверный и своевременный прогноз повреждений зданий на этапах перспективного планирования, планирования и рабочего планирования горных работ /64, 71, 72/.

Действующие " Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях " /68/ ( именуемые в дальнейшем " Правила...198I г." ) при определении возможных повреждений и выборе мер охраны гражданских зданий базируются на установленных связях повреждений зданий с достаточно большим числом горно-геологических, горнотехнических и строительно-конструктивных факторов.

В последние годы Всесоюзным научно-исследовательским институтом горной геомеханики и маркшейдерского дела и другими организациями проделана большая работа по уточнению влияния этих факторов и установлению влияния факторов, которые до определенного времени не играли решающей роли в вопросах охраны сооружений. К числу этих работ следует отнести работы, посвященные исследованиям: дискретности процесса сдвижения горных пород и земной поверхности /28, 29, 73-76, 100, 105/; влияния тектонической нарушенности и сложного залегания пластов /47, 90, 96, 99/; специфики проявления процесса сдвижения горных пород и земной поверхности в отдельных горно-геологических районах /48, 56, 65, 78, 105/; влияния старых горных выработок /57/ и др. Однако эти работы затрагивают в основном вопросы повышения точности и надёжности прогнозирования сдвижений и деформаций земной поверхности. Влияние на величины повреждений зданий деформаций земной поверхности и строительно-конструктивных факторов изучено в меньшей степени. Это приводит к неудовлетворительной точности и надёжности прогнозирования повреждений зданий.

Анализ результатов обследования 223 зданий, подработанных в Восточном Донбассе, показал, что в 60 % всех случаев наблюдаются расхождения между ожидаемыми и фактическими степенями повреждений зданий. Погрешность прогнозирования величин максимального раскрытия трещин в стенах подрабатываемых зданий, определяемых на основании " Правил...1981 г. ", составила 80 %. Поэтому весьма актуальной является задача разработки методик прогнозирования повреждений подрабатываемых зданий, направленных на существенное повышение точности, надёжности и оперативности прогнозирования.

Этого можно добиться на основе применения современных методов многомерного математического моделирования с использованием широких возможностей ЭВМ.

Целью работы является разработка методики прогнозирования повреждений зданий, расположенных над горными выработками, на основе многомерного математического моделирования.

Задачами исследования являются :

1) выбор и формализация исходных факторов для построения математической модели повреждений подрабатываемых зданий;

2) выбор математического метода для моделирования на ЭВМ повреждений подрабатываемых зданий, и адаптация программ и алгоритмов реализующих этот метод к данной задаче;

3) разработка методики построения многомерных математических моделей повреждений зданий над горными выработками;

4) построение математической модели повреждений подрабатываемых зданий для конкретных условий Восточного Донбасса;

5) исследование и интерпретация полученных математических моделей повреждений зданий, расположенных над горными выработками.

Основная идея работы заключается в моделировании на ЭВМ влияния горных выработок на гражданские здания с целью повышения точности, надёжности и оперативности прогнозирования величин их повреждений.

В диссертации использованы следующие методы исследования :

метод многомерного математического моделирования сложных процессов и систем, основанный на принципах эвристической самоорганизации;

натурные наблюдения за деформациями подрабатываемых зданий с использованием метода фотофиксации; анализ инструментальных наблюдений за сдвижениями и деформациями земной поверхности над горными выработками;

объяснение физического смысла полученных моделей с позиции теории прочности и расчёта сооружений и др.

Научная новизна полученных результатов заключается в следующем :

1) разработана методика многомерного математического прогнозирования повреждений зданий над горными выработками, основанная на эвристической самоорганизации математических моделей сложных процессов и систем;

2) получена математическая модель повреждений зданий над горными выработками в конкретных условиях Восточного Донбасса, исследование которой позволило установить существенное влияние знака деформаций земной поверхности, условия проявления фактора повторности подработки, уточнить количественную оценку и характер влияния отдельных факторов.

Достоверность научных положений обеспечивается достаточным объёмом натурных данных по наблюдениям за подрабатываемыми зданиями; использованием метода короткодистанционной фотограмметрической съёмки ( метод фотофиксации ); использованием математического метода устойчивого к погрешностям исходных данных; высокой степенью сходимости прогнозных математических моделей с данными натурных наблюдений за повреждениями подрабатываемых зданий; общепринятыми теоретическими посылками.

Практическая ценность работы заключается : в возможности повышения точности, надёжности и оперативности прогнозирования повреждений зданий при решении вопросов выемки запасов угля под городами и крупными поселками на основе применения разработанной методики; в повышении в 2-4 раза точности и надёжности прогнозирования повреждений зданий над горными выработками в конкретных условиях Восточного Донбасса;

в возможности применения полученных результатов в системах АСУ " Уголь " и САПР горных предприятий.

На защиту выносятся :

1) методика многомерного математического прогнозирования повреждений зданий над горными выработками, основанная на эвристической самоорганизации математических моделей сложных . процессов и систем;

2) математическая модель повреждений зданий над горными выработками для конкретных условий Восточного Донбасса.

Данная диссертационная работа является составной частью комплексной программы Минвуза РСФСР 0.Ц.027 " САПР " ( " Система автоматизации проектирования ", Постановление ГКНТ СССР, Госплана СССР и АН СССР от 12.12.80 № 474/250/132 ).

Внедрение результатов исследований в производство осуществлено в производственном объединении " Ростовуголь " в виде рекомендаций по разработке угольных пластов КЇ и 1 шахт им. Красина и " Южная " под городом Шахты. Фактический экономический эффект от внедрения этих рекомендаций составил 51 тыс. рублей.

Основные положения работы докладывались на ХХУП научной конференции Новочеркасского политехнического института в 1978 году, на У и УП научно-практических конференциях молодых учёных и специалистов НПЇЇ в 1979 и 1981 гг., на научно-координационном совещании НИИСК при Госстрое СССР в Днепропетровске в 1979 г., на координационном совещании по проблеме " Охрана геологической среды " в Орджоникидзе в 1983 г., на всесоюзном совещании по научно-техническим проблемам повышения эффективности работ и совершенствования маркшейдерской службы на горных предприятиях страны в Свердловске в 1984 г., а также на технических советах ПО " Ростовуголь ".

Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы ( III наименований ), приложений, содержит 150 страниц машинописного текста, 27 рисунков, 32 таблицы.

Автор благодарит доцента кафедры маркшейдерского дела и геодезии НПИ В.М.Калинченко за ценные указания по диссертации и бывшего главного маркшейдера ПО " Гуковуголь ", к.т.н. И.Ф. Озерова за помощь в сборе данных натурных наблюдений за подрабатываемыми зданиями. 

Подобные работы
Левкин Юрий Михайлович
Разработка методики прогнозирования глубины нарушения скважин на основе маркшейдерских наблюдений при подземной газификации углей
Иногамов Ибрагим Ильхамович
Разработка методики прогнозирования качества руд на основе геометризации сложноструктурных месторождений для систем с торцевым выпуском
Анвари Хафизулла
Разработка методики маркшейдерского обеспечения открытых горных работ меднорудного месторождения "Айнак"
Лаврентьев Игорь Глебович
Разработка методики оценки горно-геологической сложности на основе геометризации рудных месторождений для рациональной их отработки
Бямбадорж Надмидын
Разработка методики автоматизированного маркшейдерского обеспечения управления качеством рудопотоков на карьерах
Лавров Александр Владимирович
Разработка гиробуссоли и методики ее применения для маркшейдерских работ
Рыбаков Валерий Алексеевич
Разработка методики планирования ремонта электродвигателей в сельском хозяйстве на основе математического моделирования их жизненного цикла
Белякова Марина Станиславовна
Повышение эффективности процессов конструкторско-технологического проектирования на основе разработки информационной системы моделирования поверхностей
Баскин Владимир Анатольевич
Разработка методологических основ структурно-параметрического моделирования производства изделий радиоэлектроники
Рулев Александр Владимирович
Разработка и оптимизация промышленного регазификатора на основе моделирования теплообмена в твердотельном теплоносителе

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net