CC BY
43
This article discusses the approach to the determination of the stresses and strains in the multilayer lining tunnels based on the results of conducted nature measurements in order to estimate the residual load-bearing capacity of the tunnel lining.
Key words: tunnel, monitoring, stress-strain with-standing, lining, load capacity.
Bulychev Nikolai Spiridonovich, doctor of technical science, professor, Russia, Tula, Tula State University,
Kopylov Andrey Borisovich, doctor of technical science, professor, toolart@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Kopylov Sergei Ivanovich, candidate of technical science, docent, Russia, Tula, Tula State University,
Lavit Igor Mihajlovich, doctor of technical science, professor, Russia, Tula, Tula State University
УДК 622.23
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ЭФФЕКТИВНОГО ОСВОЕНИЯ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, С УЧЕТОМ УХУДШАЮЩИХСЯ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ
ПАРАМЕТРОВ
А.Б. Копылов, Э.М. Соколов, А.Е. Харламов
Вероятностно-статистического метода Байеса используется в модели прогнозирования технико-экономических показателей проведения выработок, что позволяет количественно и качественно оценить влияние факторов на проведение работ и обеспечить реальное планирование.
Ключевые слова: статистика, метод Байеса, математическая модель, угольный пласт, горные выработки, горно-геологическими факторами.
Необходимость повышения интенсивности очистной выемки придала огромное значение повышению эффективности проведения горных выработок. Все эти и многие другие вопросы могут быть решены за счет совершенствования методики прогнозирования показателей проведения работ на основе вероятностно-статистической модели.
Анализ проведения выработок показывает, что по техникоэкономическим показателям технология ведения горных работ освоена
282
только на 50%. Это свидетельствует о недостаточном применении прогрессивных технико-технических решений и формальном планировании темпов проведения выработок.
Применение вероятностно-статистического метода для прогнозирования проявлений горного давления в подготовительных выработках впервые осуществлено проф. И.Л.Черняком и его коллегами. Однако для решения технологических задач указанный метод не нашел применения, хотя он обладает рядом преимуществ и может оказаться весьма эффективным, так как позволяет оценивать влияние не только количественных, но и качественных показателей. Учитывая сказанное, на основании анализа имеющихся исследований была поставлена цель по разработке методики прогнозирования технико-экономических показателей проведения выработок на основе вероятностных закономерностей.
Для решения поставленной задачи предлагается использование вероятностно-статистического метода Байеса для создания модели прогнозирования технико-экономических показателей проведения выработок, что позволяет количественно и качественно оценить влияние факторов на проведение работ и обеспечить реальное планирование.
В результате проделанной работы установлено,
- что основные геомеханические показатели являются случайными величинами, зависящими от сочетания горнотехнических и горногеологических факторов, поэтому прогнозирование и планирование горных работ должно производиться на основе вероятностно-статистического подхода;
- разработана методика автоматизированного расчета, позволяющая определять смещения пород и возникающие нагрузки в выработках не только Подмосковного, но и Донецкого бассейна;
- разработана вероятностно-статистическая модель, в основу которой положен метод Байеса, отличающийся тем, что прогнозируемые величины входящих в нее параметров зависят от вероятностей их попадания в каждый из рассматриваемых интервалов с учетом влияния горнопроходческих, горно-геологических, организационно-технических и горнотехнических факторов рассматриваемых как случайные величины.
Результатом работы является пакет прикладных программ, позволяющий производить прогноз исследуемой величины. На рис.1. представлено окно работы программы.
На следующем этапе расчет параметров происходит либо по методу ВНИМИ, рис.2, либо вероятностным методом - рис.3. При выполнении работы использованы методы теории вероятностей и математической статистики, математическое моделирование на ЭВМ, а также оценка сходимости результатов моделирования с фактическими данными.
ДОНЕЦКИЙ УГОЛЬНЫЙ БАССЕЙН
Операции сданныим Выход
■800 Глубина Н, м
■7^52 Мощность пласта ш. м
Н2.З ~ Мощность пород П1Н..М
И7 Плошаль поперечного сечения выработки й, м2
||1 Материал крепи (1-дерево, 2-металл)
Ир Управление кровлей (1-обрушение, 2-частлакладка)
Введите данные для расчета
|о,21 Модул ь упрлтости Е к, МПа
И55 ~ Скорость подвнгания очистного забоя V, м/мес
|20 Сопротивление сжатию. Сигма, .МПа
■0,17 Коэффициент Пуассона
В17 Расстояние от очистного забоя 1, м
115 Время 1 еут
Щ7 Ширина бутовой полосы 16, м
|7 Ширина бутовой полосы 1в.п.. м
■216 Длина очистного забоя Ь, м
И2 Порола (1-гл. сланец, 2-иесч. сланец, 3-песчаник)
Рис. 1. Окно работы программы. Ввод данных для расчета
Рис. 2. Окно работы программы. Расчет по методу ВНИМИ
Рис. 3. Окно работы программы. Расчет по методу ВНИМИ
В результате можно сделать вывод, что основными горногеологическими факторами, влияющими на технологию проведения выемочных штреков, являются: глубина заложения угольного пласта, геологическое строение толщи пород, слагающих основную и непосредственную кровлю угольного пласта, состав пород почвы, обводненности участков, физико-механические свойства угля и вмещающих пород, мощность угольного пласта, характер гипсометрии почвы пласта и наличие геологических нарушений. Кроме того, весьма существенно влияние горнотехнических факторов, таких как угол наклона выработки, площадь сечения выработок, характер забоя (угольный, смешанный, породный), степень при-сечки и коэффициент крепости пород.
Список литературы
1. Крепление горных выработок угольных шахт: учебно - научное изд. в трех томах. Том 1 // под общ. ред. В.Н. Каретникова, В. А. Потапенко, В.Е. Савченкова. Москва-Тула, 1999. 464 с.
Копылов Андрей Борисович, д-р техн. наук, доц., проф., toolart@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Соколов Эдуард Михайлович, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Харламов Александр Евгеньевич канд. техн. наук, доц., кафедры, Россия, Тула, Тульский государственный университет
THE DEVELOPMENT OF TECHNOLOGICAL SOLUTIONS IN EFFECTIVE
DEVELOPMENT OF COAL DEPOSITS, INCLUDING THE CASE OF THE DETERIORATING GEOLOGICAL CHARACTERISTICS
A.B. Kopylov, E.M. Sokolov, A.E. Kharlamov
Probability-statistical Bayes’s method is used in forecasting models of technical and economic characteristics of the workings, which allows to quantitatively and qualitatively estimate the influence of the factors on work and provide real planning.
Key words: statistics, Bayesian method, a mathematical model, the coal seam, mining, mining and geological factors.
Kopylov Andrey Borisovich, doctor of technical science, professor, toolart@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Sokolov Eduard Mikhailovich, doctor of technical science, professor, manager of department, Russia, Tula, Tula State University,
Kharlamov Alexandr Evgenevich, candidate of technical science, docent, Russia, Tula, Tula State University
