Спосіб визначення горизонтальних зрушень і деформацій підземного трубопроводу і взаємозв’язку горизонтальних зрушень і деформацій ґрунту і трубопроводу при підземному вийманні вугілля

Реферат: Спосіб визначення горизонтальних зрушень і деформацій підземного трубопроводу і взаємозв'язку горизонтальних зрушень і деформацій ґрунту і трубопроводу при підземному вийманні вугілля включає відривання над трубопроводом шурфу, закладання репера на трубопроводі, засипання шурфу, облаштування спеціальної спостережної станції. Над репером, закріпленим на трубі, встановлюють захищаючий короб, кришку короба з отвором розташовують за верхній рівень репера, закривають отвір знімною кришкою і шурф з коробом засипають ґрунтом, вимірюють відстані від опорних реперів до репера на трубопроводі і до ґрунтових реперів до, під час і після підробки, визначають горизонтальні зрушення ґрунтових реперів і репера на трубопроводі, визначають взаємозв'язок горизонтальних зрушень ґрунту і трубопроводу у перерізі репера на трубопроводі на різних стадіях підробки і на підставі результатів виконаних вимірювань визначають розрахункові горизонтальні зрушення трубопроводу у перерізах суміжних ґрунтових реперів і розрахункові деформації трубопроводу на суміжних інтервалах, визначають взаємозв'язок деформацій ґрунту і трубопроводу. UA 73006 U (12) UA 73006 U UA 73006 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області визначення горизонтальних зрушень і деформацій підземних трубопроводів при підземному вийманні вугілля. При існуючому "Способі визначення деформацій підземного трубопроводу і взаємозв'язку деформацій ґрунту і трубопроводу при підземному вийманні вугілля" [1] відривають два шурфи, що розкривають трубопровід на відстані 20-30 м один від одного, порівнянній з відстанями між ґрунтовими реперами, облаштовують спеціальну спостережну станцію, що складається з двох реперів, закріплених у шурфах на трубопроводі так, щоб їх верхній рівень знаходився нижче за рівень земної поверхні на 0,1-0,2 м нижче за рівень земної поверхні, уздовж трубопроводу на відстані 2-5 м від нього напроти відповідних реперів на трубопроводі закладають ґрунтові репери так само нижче за рівень земної поверхні на 0,1-0,2 м, встановлюють над реперами жорсткі виски ВЖЗ для винесення їх центрів вище за рівень земної поверхні, вимірюють рулеткою з ціною поділки 0,001 м відстані між реперами на трубопроводі і між ґрунтовими реперами до початку і після закінчення підробки, визначають деформації трубопроводу і ґрунту й оцінюють їх взаємозв'язок. Цей спосіб не дозволяє визначати горизонтальні зрушення трубопроводу і ґрунту і їх взаємозв'язок. В основу корисної моделі поставлена задача створення способу визначення горизонтальних зрушень і деформацій ґрунту і підземного трубопроводу і взаємозв'язку горизонтальних зрушень і деформацій ґрунту і трубопроводу при підземному вийманні вугілля, при якому за рахунок того, що над репером, закріпленим на трубі, встановлюють захищаючий короб, кришку короба з отвором розташовують на 0,01-0,02 м вище за верхній рівень репера, закривають отвір знімною кришкою і шурф з коробом засипають ґрунтом, до складу ґрунтових реперів включають опорні репери, розташовані за межами зони впливу підробки, вимірюють відстані від опорних реперів до репера на трубопроводі і до ґрунтових реперів до, під час і після підробки, досягається технічних результат - визначають горизонтальні зрушення ґрунтових реперів і репера на трубопроводі, визначають взаємозв'язок горизонтальних зрушень ґрунту і трубопроводу у перерізі репера на трубопроводі на різних стадіях підробки і на підставі результатів виконаних вимірювань визначають розрахункові горизонтальні зрушення трубопроводу у перерізах суміжних ґрунтових реперів і розрахункові деформації трубопроводу на суміжних інтервалах, визначають взаємозв'язок деформацій ґрунту і трубопроводу. Поставлена задача вирішується тим, що у способі визначення горизонтальних зрушень і деформацій підземного трубопроводу і взаємозв'язку горизонтальних зрушень і деформацій ґрунту і трубопроводу при підземному вийманні вугілля, що включає відривання над трубопроводом шурфу, закладання репера на трубопроводі так, щоб його верхній рівень був нижчим за рівень земної поверхні на 0,1-0,2 м, засипання шурфу, облаштування спеціальної спостережної станції, що складається з репера, закріпленого на трубопроводі, і ґрунтових реперів, закладених уздовж трубопроводу на відстані 20-30 м один від одного по обидві сторони від трубопроводу на відстані 2-5 м від нього так, щоб їх верхній рівень був нижчим за рівень земної поверхні на 0,1-0,2 м, згідно з корисною моделлю над репером, закріпленим на трубі, встановлюють захищаючий короб, кришку короба з отвором розташовують на 0,01-0,02 м вище за верхній рівень репера, закривають отвір знімною кришкою і шурф з коробом засипають ґрунтом, до складу ґрунтових реперів включають опорні репери, розташовані за межами зони впливу підробки, вимірюють відстані від опорних реперів до репера на трубопроводі і до ґрунтових реперів до, під час і після підробки, визначають горизонтальні зрушення ґрунтових реперів і репера на трубопроводі, визначають взаємозв'язок горизонтальних зрушень ґрунту і трубопроводу у перерізі репера на трубопроводі на різних стадіях підробки і на підставі результатів виконаних вимірювань визначають розрахункові горизонтальні зрушення трубопроводу у перерізах суміжних ґрунтових реперів і розрахункові деформації трубопроводу на суміжних інтервалах, визначають взаємозв'язок деформацій ґрунту і трубопроводу. У відомому способі [1] відривають два шурфи, що розкривають трубопровід на відстані 2030 м один від одного, порівнянній з відстанню між ґрунтовими реперами, облаштовують спеціальну спостережну станцію, що складається з двох реперів, закріплених на трубопроводі так, щоб їх верхній рівень знаходився нижче за рівень земної поверхні на 0,1-0,2 м, засипають шурфи піском, уздовж трубопроводу на відстані 2-5 м від нього напроти відповідних реперів на трубопроводі закладають ґрунтові репери нижче за рівень земної поверхні на 0,1-0,2 м, встановлюють над реперами жорсткі виски ВЖЗ для винесення їх центрів вище за рівень земної поверхні, вимірюють рулеткою з ціною поділки 0,001 м відстані між реперами на трубопроводі і між ґрунтовими реперами до початку і після закінчення підробки, визначають деформації трубопроводу і ґрунту й оцінюють їх взаємозв'язок. Пропонований спосіб відрізняється тим, що над репером, закріпленим на трубі, встановлюють захищаючий короб, кришку короба з отвором розташовують на 0,01-0,02 м вище 1 UA 73006 U 5 10 15 20 25 за верхній рівень репера, закривають отвір знімною кришкою і шурф з коробом засипають ґрунтом, до складу ґрунтових реперів включають опорні репери, розташовані за межами зони впливу підробки, вимірюють відстані від опорних реперів до репера на трубопроводі і до ґрунтових реперів до, під час і після підробки, визначають горизонтальні зрушення ґрунтових реперів і репера на трубопроводі, визначають взаємозв'язок горизонтальних зрушень ґрунту і трубопроводу у перерізі репера на трубопроводі на різних стадіях підробки і на підставі результатів виконаних вимірювань визначають розрахункові горизонтальні зрушення трубопроводу у перерізах суміжних ґрунтових реперів і розрахункові деформації трубопроводу на суміжних інтервалах, визначають взаємозв'язок деформацій ґрунту і трубопроводу. Реалізація способу наведена на вертикальних розрізах по осі трубопроводу (Фіг. 1) у напрямі, перпендикулярному його осі (Фіг. 2), і схемі розташування реперів (Фіг. 3). У заданому місці відривають шурф 1, встановлюють у шурфі за допомогою зварювання на трубопроводі 2 репер 3 так, щоб його верхній рівень був нижчим за рівень земної поверхні на 0,1-0,2 м, встановлюють над репером, закріпленим на трубі, захищаючий короб 4, кришку короба 5 з отвором розташовують на 0,01-0,02 м вище за верхній рівень репера, закривають отвір знімною кришкою 6 і шурф з коробом засипають ґрунтом, закладають пари ґрунтових реперів 7 уздовж трубопроводу на відстані 2-5 м по обидві сторони від нього з інтервалом 20-30 м між ними так, щоб їх верхній рівень знаходився нижче за рівень земної поверхні на 0,1-0,2 м, а за межами зони впливу підробки закладають опорні репери 8. Над реперами для винесення їх центрів встановлюють жорсткі виски ВЖЗ 9, вимірюють відстані між опорними реперами і репером на трубі і ґрунтовими реперами до початку, під час і після закінчення підробки. У таблиці 1 наведені виміряні відстані від опорних реперів до репера на трубопроводі (Lmp) і до ґрунтових реперів (Lгp) до початку, під час і після закінчення підробки, обчислені горизонтальні зрушення трубопроводу (Lmp) і ґрунту (Lгр) і коефіцієнти взаємозв'язку горизонтальних зрушень трубопроводу і ґрунту (кс), обчислені за формулою: кс  Lmp Lгp , (1) а також виміряні відстані від опорних реперів до пар суміжних ґрунтових реперів (L1 ) до і гр після підробки й обчислені горизонтальні зрушення (  L1 ) . гр 30 Таблиця 1 Дата вимірювання Параметри, що до у процесі У процесі у процесі у процесі після визнача- підробки підробки, підробки, підробки, підробки, підробки, ються 10.05.2011, 12.06.2011 09.07.2011 09.08.2011 10.09.2011 10.10.2011 98,306 98,326 98,341 98,353 98,358 98.358 Репер на Lmp,м , м трубопроводі 20 35 47 52 52  Lmp ,м Найменування реперів Пара ґрунтових реперів у перерізі репера на трубопроводі Попередня пара ґрунтових реперів Подальша пара ґрунтових реперів 98,295 98,347 98,414 98,484 98,541 98,541  Lгp,м 52 119 189 246 246 kc 0,380 0,294 0,253 0,211 0,211 83,112 83,320 208 113,217 113,399 182 Lгp,м L1 ,м гр 1  L гр , м L1 ,м гр 1  L гр , м У таблиці 2 наведені горизонтальні зрушення пар суміжних реперів (  L1 , м) , коефіцієнти гр взаємозв'язку горизонтальних зрушень ґрунту і трубопроводу (к 1c ) у перерізах пар суміжних реперів, що визначаються на підставі залежності к с від  Lгр ; горизонтальні зрушення 35 трубопроводу у перерізах пар суміжних реперів (  L1 , м) , обчислені за формулою: гр 2 UA 73006 U 1  L mp   L1  к 1 гр с (2) деформації ґрунту і трубопроводу на суміжних інтервалах, обчислені за формулами: гр  гр   Lгр   L1 гр , (3) , (4) l  Lгр   L1 гр l 5 та коефіцієнти взаємозв'язку деформацій (кд), обчислені за формулою: к  mp гр . (5) Таблиця 2 Найменування L1 ,мм mp реперів Попередня пара 208 ґрунтових реперів Подальша пара 182 ґрунтових реперів 10 15 20  Lmp   k L1 ,мм mp 0,239 49,7 2,3 15,22 0,15 13,7 0,011 0,253 46,05 5,95 14,85 0,40 12,2 0,033 L1mp,мм l,м гр,мм / м гр,мм / м к1с Таким чином, пропонований спосіб при зниженні витрат на облаштування спеціальної спостережної станції на відміну від існуючих способів [1,2] дозволяє визначити горизонтальні зрушення трубопроводу і взаємозв'язок горизонтальних зрушень ґрунту і трубопроводу, що дозволяє достовірніше визначати напружено-деформований стан трубопроводу і своєчасно призначати необхідні заходи для забезпечення безпечної експлуатації трубопроводу у процесі підробки. Джерела інформації: 1. Инструкция по наблюдениям за сдвижением горных пород, земной поверхности и подрабатываемыми сооружениями на угольных и сланцевых месторождениях/ Мин-во угольной пром-сти СССР: Утв. 30.12.87. Разраб. ВНИМИ; Составл.: И. А. Петухов, Н. И. Митичкина, В. Н. Земисев и др. - М.: Недра, 1989.-96 с: ил. 2. Спосіб визначення деформацій підземного трубопроводу і взаємозв'язку деформацій ґрунту і трубопроводу при підземному вийманні вугілля: заявка на корисну модель; МПК G01B5/00 / Тріфонов А. В. та ін.; заявник та патентвласник УкрНДМІ НАН України. - № u 201108950; заявл. 18.07.2011. 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 Спосіб визначення горизонтальних зрушень і деформацій підземного трубопроводу і взаємозв'язку горизонтальних зрушень і деформацій ґрунту і трубопроводу при підземному вийманні вугілля, що включає відривання над трубопроводом шурфу, закладання репера на трубопроводі так, щоб його верхній рівень був нижчим за рівень земної поверхні на 0,1-0,2 м, засипання шурфу, облаштування спеціальної спостережної станції, що складається з репера, закріпленого на трубопроводі, і ґрунтових реперів, закладених уздовж трубопроводу на відстані 20-30 м один від одного по обидві сторони від трубопроводу на відстані 2-5 м від нього так, щоб їх верхній рівень був нижчим за рівень земної поверхні на 0,1-0,2 м, який відрізняється тим, що над репером, закріпленим на трубі, встановлюють захищаючий короб, кришку короба з отвором розташовують на 0,01-0,02 м вище за верхній рівень репера, закривають отвір знімною кришкою і шурф з коробом засипають ґрунтом, до складу ґрунтових реперів включають опорні репери, розташовані за межами зони впливу підробки, вимірюють відстані від опорних реперів до репера на трубопроводі і до ґрунтових реперів до, під час і після підробки, визначають горизонтальні зрушення ґрунтових реперів і репера на трубопроводі, визначають взаємозв'язок горизонтальних зрушень ґрунту і трубопроводу у перерізі репера на трубопроводі на різних стадіях підробки і на підставі результатів виконаних вимірювань визначають розрахункові 3 UA 73006 U горизонтальні зрушення трубопроводу у перерізах суміжних ґрунтових реперів і розрахункові деформації трубопроводу на суміжних інтервалах, визначають взаємозв'язок деформацій ґрунту і трубопроводу. 4 UA 73006 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5