Согласно современным представлениям влияние факторов, вызывающих конвергенцию выемочных штреков, будет иметь тот же характер, что и сейчас, по меньшей мере до глубины 1400 м. Рассмотрим, какую конвергенцию следует ожидать на глубине 1400 м. В настоящее время 30% всех выемочных штреков охраняют со стороны выработанного пространства жесткими околоштрековыми полосами и около 10% всех штреков проводят с отставанием от лавы. Если даже принять, что на глубине 1400 м все штреки будут проводить с отставанием от лавы и охранять жесткими околоштрековыми полосами, то и в этом случае средняя конвергенция повысится с 34 до 43% начальной высоты штрека.
На графике (рис. 6.39) нанесены встречавшиеся до сих пор в выемочных штреках сочетания мощности пласта и условного показателя прочности пород почвы. Можно предположить, что примерно такое же соотношение сохранится и на глубине 1400 м.
НБИК-конвергенция
Проведенная на графике линия соединяет точки тех выемочных штреков, в которых на глубине 1400 м при условии проведения их с отставанием от лавы следует ожидать конвергенцию, равную 45% начальной высоты выработки. Одна из таких точек соответствует, например, выемочному штреку на пласте мощностью 1,1 м, почва которого представлена глинистым сланцем и «кучерявчиком» (условный показатель прочности GL = 3,5). Вторая точка соответствует мощности пласта 2,8 м с почвой, сложенной песчанистым и глинистым сланцами. Около 20% всех выемочных штреков расположены с правой стороны этой граничной линии, т. е. их конвергенция на глубине 1400 м должна превышать 45%.
Если учесть, что схема проведения выемочных штреков с отставанием от лавы технически осуществима при мощности пласта не менее 1,3 м, то доля штреков, в которых современные технические средства не смогут обеспечить приемлемые условия поддержания на глубине 1400 м, возрастает до 30%.
Рассмотрим теперь, какие дополнительные меры могут потребоваться, чтобы на глубине 1400 м удалось поддерживать эти штреки. При этом будем исходить из условия, что штрек, проводимый с отставанием от лавы на глубине 1400 м и поддерживаемый при одностороннем выработанном пространстве, имеет конечную конвергенцию 45%.
Штрек, пройденный с опережением лавы, при прочих равных условиях, имел бы конечную конвергенцию 65%. Надработка пласта может в значительной мере повлиять на конвергенцию. Если, например, в 50 м над штреком, пройденным с опережением лавы, находится краевая часть пласта, то конвергенция увеличивается до 85%.
Она уменьшится до 31%, если штрек надработан и находится в зоне пониженного горного давления. Такие весьма существенные изменения конвергенции показывают, насколько сильно влияет горное давление на конвергенцию и какое большое значение имеют схемы проведения выработок, способствующие ее снижению. Штреки, заведомо склонные к повышенной конвергенции, должны располагаться по возможности в разгруженных от давления зонах. Разгрузка от давления за счет предварительной отработки защитного пласта оказывает такой же эффект, как и уменьшение глубины разработки.
Сигналы, которые приводят к разворотам рынка. Дивергенция и конвергенция. Где открывать сделки?
Если применение схем проведения, обеспечивающих снижение конвергенции, невозможно, то должны предусматриваться другие мероприятия. При их разработке следует исходить в первую очередь из тех факторов, которые до последнего времени считались наиболее существенными.
Наибольшее влияние на конвергенцию оказывают прочностные свойства пород почвы. Поэтому наиболее действенной мерой было бы упрочнение пород в почве штрека, которое все же до последнего времени не удавалось осуществить достаточна надежно. Воздействие такого упорядочения, например путем анкерования или тампонирования почвы, равноценно соответствующему изменению условного показателя прочности пород почвы, сказывающемуся в свою очередь на величине конвергенции. Если бы, например, удалось путем упрочнения песчано-глинистого сланца увеличить его прочность таким образом, чтобы среднее значение условного показателя прочности снизилось с 2,7 до 1 (что соответствует песчанику), то конвергенция пройденного с отставанием от лавы штрека, уменьшилась бы на 15% (т. е. с 45 до 30% начальной высоты штрека)
На глубине 1400 м упрочнение пород почвы могло бы иметь следующий эффект. На пластах мощностью 2,8 м с почвой, сложенной глинистым сланцем и «кучерявчиком» (GL = 3,5), без мероприятий по упрочнению почвы конвергенция выемочных штреков намного превысила бы 45% (см. рис. 6.39). Упрочнение почвы, при котором условный показатель прочности изменится до 2,5, обеспечит снижение конвергенции до 45%.
Рассмотрим другой пример. Для того чтобы конвергенция в выемочном штреке на пласте мощностью 1,1 м при условном показателе прочности пород почвы 3,5 не превысила 45%, его следует проводить с отставанием от лавы. Однако малая мощность пласта не допускает применения такой схемы его проведения. Упрочнение почвы позволяет в этом случае проводить штрек с опережением лавы.
Другим важным фактором, оказывающим влияние на конвергенцию штрека, является мощность пласта. Эффективную мощность пласта, определяющую условия сдвижения пород кровли, можно было бы уменьшить путем применения специальных способов полной закладки выработанного пространства. Использование обычной пневматической закладки из-за замедленного уплотнения закладочного массива не способствует снижению конвергенции выемочных штреков, наблюдаемой при способе управления кровлей полным обрушением. В то же время вполне возможно уменьшить эффективную мощность пласта путем применения специальных способов полной закладки, при которых закладочный массив сразу же воспринимает нагрузку от опускающейся кровли. Если бы удалось уменьшить таким образом эффективную мощность пласта с 1,85 до 1 м, то конвергенция снизилась бы на 8% начальной высоты выработки.
Мощность пласта входит в уравнение регрессии для расчета конвергенции как величина, умножаемая на условный показатель способа охраны штрека со стороны выработанного пространства. Уменьшение мощности пласта с 1,85 до 1 м в сочетании с жесткой околоштрековой полосой сказывается на конвергенции в два раза сильней, чем в сочетании с деревянными кострами. Действие жесткой околоштрековой полосы проявляется в том, что затвердевший материал полосы заполняет часть пространства за арочной крепью. Дальнейшего уменьшения конвергенции можно ожидать от полного заполнения закрепного пространства твердеющими смесями, производимого сразу же после установки рам крепи. Благодаря этому конвергенция уменьшается на одну треть.
Обводненность выработок является еще одним фактором, увеличивающим конвергенцию, поскольку при увлажнении пород почвы их прочность снижается. Так, глинистые и песчанистые сланцы после полного насыщения влагой теряют до 50% начальной прочности. Это соответствует повышению условного показателя прочности пород почвы с 2,5 до 3,9. Поэтому можно считать, что устранение притока воды в выработку равноценно снижению ожидаемой конвергенции примерно на 10% начальной высоты выработки.
«Уменьшение» эффективной глубины горных пород за счет предварительной защитной надработки, упрочнение пород почвы, «уменьшение» эффективной мощности пласта в результате применения твердеющей закладки выработанного пространства, а также использование жестких околоштрековых полос и сплошного заполнения закрепного пространства — наиболее перспективные направления снижения конвергенции, которые, как показывает практика, должны обеспечить соответствующий эффект. Мы не упомянули еще старый испытанный способ проведения выемочных штреков с нижней раскоской, эффективность которого в современных условиях еще нужно проверить. Если верить результатам наблюдений в двух штреках, то его применение обеспечивает снижение конвергенции с 45 до 30% начальной высоты штрека. В уравнении регрессии не учтено также влияние типа крепи, поскольку различия в современных конструкциях крепей не оказывают существенного воздействия на развитие конвергенции. Однако этим мы отнюдь не хотим утверждать, что использование новых или усовершенствованных типов крепи не окажет эффективного влияния на конвергенцию в выемочных штреках.
Многочисленные эксперименты с различными способами крепления выемочных штреков не давали однозначных результатов. Причина заключалась нередко в том, что не было возможности установить, вызваны ли наблюдаемые изменения в поведении штреков проводимыми в порядке эксперимента дополнительными мерами или же являются всего лишь следствием изменившихся горно-геологических условий.
Сегодня для этого уже имеется удобный критерий оценки — вычисленная без учета проводимых мероприятий конвергенция. При экспериментах в шахтах ожидаемую конвергенцию рассчитывают на основе определенных ранее факторов. Вычитая приходящиеся на эти факторы доли конвергенции из величины фактической конвергенции, измеренной на экспериментальном участке, по оставшейся величине судят об эффективности применявшегося мероприятия. Для того чтобы получить данные для такого способа оценки, необходимо проводить производственные наблюдения за состоянием и тех выемочных штреков, которые не вызывают каких-либо проблем с их поддержанием.
Источник: fccland.ru
VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2015
Концепт «конвергентные технологии» появился в науке в начале XXI в. Феномен конвергенции с 80-х гг. XX в. витал в воздухе, а середине 90-х годов М. Кастельс отметил «растущую конвергенцию конкретных технологий в высокоинтегрированной системе, в которой старые изолированные технологические траектории становятся буквально неразличимыми» [2]. Более того, именно он обратил внимание на попарную конвергенцию технологий: биологической и информационной, которая проявилась в материальной – объектной и методологической взаимозависимости между этими технологиями. Далее новый концент включил в свою сферу синергетическое взаимодействие между такими сферами деятельности, как нанонаука и нанотехнология, биотехнология и науки о жизни, информационные и коммуникационные технологии, когнитивные науки.
Взаимовлияние информационных технологий, биотехнологий, нанотехнологий и когнитивной науки не так давно было замечено исследователями и получило название NBIC-конвергенции (по первым буквам областей: N-нано; B-био; I-инфо; C-когно). Так называемая NBIC – инициатива была выдвинута в 2001 г. под эгидой Национального научного фонда США. Сам термин «NBIC-конвергенция» был введен в 2002 г. Михаилом Роко и Уильямом Бейнбриджем, которые подготовили отчет «Converging Technologies for Improving Human Performance» во Всемирном центре оценки технологий (WTEC). Отчет посвящен раскрытию особенности NBIC-конвергенции, ее значению в общем ходе развития мировой цивилизации, а также ее эволюционному и культурообразующему значению. Данный этап возникновения NBIC-конвергенции стали называть «посткастельсовским» в честь М. Кастельса, который увидел предпосылки и генезис феномена конвергенции в информационно-технологическом обществе.
М. Роко и В. Бэйнбридж считаются авторами тетраэдрической концепции взаимосвязи конвергентных технологий. Эта концепция называется тетраэдрической в связи с тем, что в ней модель конвергенции четырех технологий представлена в виде тетраэдра, в вершинах которого расположены четыре базовых элементарных нанообъекта: атом, ген, нейрон и бит. «Процесс конвергенции, синергийность тетраэдра предполагает, что на уровне наномасштаба атомы, цепи, код ДНК, нейроны и биты становятся взаимозаменяемыми», за счет чего может происходить синергийная взаимосвязь четырех быстро развивающихся областей науки и технологии [1]. К ним относятся: нанотехнология и нанонаука; биотехнологии и биомедицина, в том числе и генная инженерия; информационные и коммукационные технологии; когнитивные науки, включая нейронауки.
Д. Медведев и В. Прайд отмечают отличительные особенностями NBIC -конвергенции:
– «интенсивное взаимодействие между указанными научными и технологическими областями;
– значительный синергетический эффект;
– широта охвата рассматриваемых и подверженных влиянию предметных областей — от атомарного уровня материи до разумных систем;
– выявление перспективы качественного роста технологических возможностей индивидуального и общественного развития человека – благодаря NBIC –конвергенции» [4].
Результат слияния четырех указанных технологий должен привести к объединению четырех глобальных направлений сегодняшней науки и технологий: «нано — новый подход к конструированию материалов «под заказ» путем атомно-молекулярного конструирования; био -, что позволит вводить в конструирование неорганических материалов биологическую часть и таким образом получать гибридные материалы, информационные технологии, которые дадут возможность в такой гибридный материал или систему «подсадить» интегральную схему и в итоге получить принципиально новую интеллектуальную систему; когнитивные технологии, основанные на изучении сознания, познания, мыслительного процесса, поведения живых существ, и человека в первую очередь, как с нейрофизиологической и молекулярно-биологической точек зрения, так и с помощью гуманитарных подходов» [3].
Перечисленные области человеческой деятельности представляют собой совокупность практик познания, изобретения и конструирования, которые находятся в такой точке своего инструментального развития, можно сказать точке роста, в которой они приходят в синергетическое взаимодействие. Результатом такого взаимодействия является становление качественно новой эволюционно-сопряженной «супер-нано-технонауки, открывающей перед человеком и человечеством новые горизонты собственной эволюции как осознанно направляемого трансформативного процесса»или появление единой научно-технологическую области знания [1].
По своей масштабности такая сфера науки и технологии будет включать в предмет своего изучения и действия почти все уровни организации материи: от молекулярной природы вещества (нано), до природы жизни (био), природы разума (когно) и процессов информационного обмена (инфо).
Таким образом, можно сделать вывод о том, что сетевой путь конвергенции науки, технологии и общества представляет собой стратегию радикально нового этапа научно-технологического и социального развития общества. По своим возможным последствиям сетевой путь конвергенции является важнейшей стратегией регулирования развития общества и эволюционно-определяющим фактором развития общества.
Конвергенция предполагает слияние и взаимопроникновение не только наук и технологий, но и человека. Такая постановка проблемы выделяет два центра, два аттрактора нашего исследования. Первый научно- технологический центр фокусирует внимание на конвергенции, синергетическом объединении наук и технологий на базе нанотехнологического масштаба и информационно-коммуникативных технологий. Синергетический и сетевой путь такой конвергенции предвещает целый сонм технологических инноваций, глобально трансформирующих механизм развития всей человеческой цивилизации. Футурологический потенциал таких трансформаций огромен и оптмистичен.
Второй центр концентрирует внимание на последствиях этого развития, которые становятся началом не только революционных технологических преобразований, но и революционных преобразований самого человека в так называемого трансчеловека – «человека после», знаменующий амбивалентные следствия для эволюции человека и самой природы человека.
Аршинов В. Сетевой путь» современной нано-техно-научной практики. URL: http://www.rusnor.org/pubs/articles/7591.htm
Кастельс М. Информационная эпоха. М.: 2000. – С. 78.
Ковальчук М.В.Конвергенция наук и технологий. Прорыв в будущее/Российский нанотехнологии № 1-2, 2011. С. 13-23.
Прайд В., Медведев Д. Феномен NBIC – конвергенции. Реальность и ожидания // Философские науки. 2008. № 1. С. 97-116.
Источник: scienceforum.ru