Введение к работе
Актуальность темы определяется потребностью в повышении качества выполнения проектных работ по строительству открытой осушительной сети каналов на торфяных месторождениях при одновременном росте производительности труда проектировщиков, снижении трудоемкости проектирования, сокращении расхода необходимых ресурсов по объектам проектных работ. Многовариантность проектирования в достаточной мере возможна лишь при использовании методики, адаптированной в компьютерной среде, что ведет к резкому повышению эф -фективности и качества проектных решений.
Существующие методики проектирования геометрических параме -тров каналов и объемов земляных работ, применяемые в мелиорации,не учитывают природные особенности прсстранстзенно-временной изменчивости свойств торфяных залежей и их существенное изменение при осушении. Программное обеспечение для автоматизации проектных работ по строительству каналов на минеральных грунтах не подходит для выполнения гидротехнических расчетов осушительной сети на торфяных месторождениях.
В настоящее время центр торфодобычи смещается в регионы, расположенные на Северо-Западе и в Западной Сибири России. Они характеризуются наличием высокообводненных, малопрочных торфяных залежей. Последние, в свою очередь, отличаются значительной пространственной неоднородностью и изменчивостью их состава и свойств. Проектирование и строительство осушительных каналов в этих условиях является задачей повышенной сложности и высокого уровня информативности. С учетом того, что стоимость осушения составляет значительную долю общей стоимости бслстно-подготовительных работ,в данном случае очень важно правильно запроектировать технологический процесс осушения месторождения с выбором оптимального варианта, дифференцированно учитывающего особенности строения и обводненность различных стратиграфических участков торфяной залежи.
Степень разработанности пссблемы. Автоматизированные расчеты осушительных сетей на торфяной залежи проводятся: при их проектировании в вертикальней плоскости, при построении продельных профилей валовых и магистральных каналов , при определении объемов земляных работ в процессе строительства системы осушения - без учета несущей способности торфяной залежи, устойчивости откосов каналов
и изменения их геометрических параметров, а также без оптимизац размещения трасс магистральных каналов в плане месторождения.
Наиболее современное и полное представление механизма осуш ния торфяной залежи открытыми каналами отражает методика их п этапного строительства (Е.Т. Базин, В.И. Носов, В.Г. Степаничев др.), учитывающая пространственно-временную изменчивость структу но-механических характеристик месторождения.
Дель и задачи исследований. Целью работы является создан компьютерной технологии проектирования осушительных каналов торфяных месторождениях на основе разработки методик, математиче ких моделей, алгоритмов и программного обеспечения проектных раб с использованием ПЭВМ. Поставленная цель достигается путем ре шения задач:
обоснования необходимой точности исходных данных инжене но-геологических изысканий и оценки ее влияния на результаты пр ектирования;
разработки научно-обоснованной методики, алгоритма и про раммного обеспечения для выбора оптимальных трасс каналов с учет их поэтапного выполнения на торфяных месторождениях;
разработки методик, алгоритмов и программного обеспечен автоматизированного проектирования оптимальных геометрических п раметров каналов при их поэтапном строительстве на торфяных зал жах;
разработки методики, алгоритмов и программного обеспечен автоматизированного расчета оптимальных технологических регламе тов строительства и эксплуатации гидротехнических систем (ГТС) н торфяных месторождениях;
адаптации и апробации методического и программного обесп чения автоматизированного проектирования осушительных каналов реальных объектах, а также оценки его эффективности в сравнении применяемой технологией проектных работ.
Научная новизна состоит в выявлении закономерностей изменен технологических параметров поэтапного выполнения осушительных проводящих каналов в зависимости от пространственно-временной и менчивости свойств торфяной залежи; в установлении зависимостей определению оптимального количества опробований торфяного мест рождения при условии минимизации затрат на изыскания и строител: ство осушителей; б определении зависимости предельного сопротивл
ния торфа сдвигу в залежи от относительной влаги и степени разложения торфа в пределах 107. ошибки на высокообводненных месторождениях верхового типа; в разработке методики трассирования магистральных каналов на торфяной залежи, обеспечивающей минимум затрат на поэтапное выполнение каналов.
Практическая значимость. Создание объектной подсистемы САПР-осушение позволяет выйти на качественно новый уровень проектирования осушительных систем на торфяных месторождениях и служит научной основой для разработки принципиально новых технологий осушения объектов по промышленной добыче торфа. Внедрение методики и программного комплекса, включающего в себя 10 программ, составленных на языке Бейсик, позволило получить при автоматизированном .проектировании а институте "Глпротсрф" существенный экономический эффект.
Методика автоматизированного проектирования осушительных каналов на торфяных месторождениях внедрена в Государственном проектном институте по комплексному использованию торфа в народном хозяйстве "Гипроторф" в виде стандарта предприятия, введенного в действие с 1.01.91 г., как компьютерная технология проектирования гидротехнических систем объектов по добыче торфа.
Разработки экспонировались на ВДНХ СССР и других выставках, автор награжден дипломом и бронзовой медалью ВДНХ СССР.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на научных конференциях и совещаниях ТвеПИ (Тверь, 1989, 1990, 1991, 1992), на совещании ведущих специалистов Гипро-торфа по проблемам разработки САПР в торфяной промышленности (Москва, 1987, 1992), на межрегиональном семинаре "Применение компьютерной технологии в проектировании торфопредприятий" (Калинин, 1988), на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов и сотрудников ТвеПИ (Тверь, 1983, 1990), на областной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (Калинин, 1988), на всесоюзной научно-практической конференции "Торф в народном хозяйстве" (Томск. 1991) и
др.
Использование в учебном процессе. По материалам работы изданы 2 методических указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов специальностей 31.10 "Гидромелиорация" и 09.05 " Открытые горные работы".
Публикация результатов. Материалы диссертации опубликованы 9 научных статьях, 2 методических указаниях, 7 отчетах о НИР, о, ном стандарте предприятия, в рекламных проспектах, информационш листках, в 2 авторских свидетельствах на изобретения.
Структура и объем работы. Диссертация, состоящая из введенні четырех глав, выводов и заключения, списка литературы из 115 на именований и приложений, имеет объем 140 страниц, содержит 9 таи лиц, 27 рисунков.
