Расчет набрызгбетонной крепи горной выработки Concrete splashing shore mine calculation Текст научной статьи по специальности «Горное дело»

Научная статья на тему 'Расчет набрызгбетонной крепи горной выработки' по специальности 'Горное дело' Читать статью
Pdf скачать pdf Quote цитировать Review рецензии ВАК
Авторы
Коды
  • ГРНТИ: 52 — Горное дело
  • ВАК РФ: 25.00.13; 25.00.15; 25.00.22
  • УДK: 622

Статистика по статье
  • 863
    читатели
  • 101
    скачивания
  • 0
    в избранном
  • 1
    соц.сети

Ключевые слова
  • АНКЕРНАЯ КРЕПЬ
  • НАБРЫЗГБЕТОННАЯ КРЕПЬ
  • МЕТОД РАСЧЕТА
  • ГЛУБИНА АНКЕРА
  • ТОЛЩИНА КРЕПИ
  • ГОРНАЯ ВЫРАБОТКА
  • РУДНИК
  • КИМБЕРЛИТОВАЯ ТРУБКА
  • УСТОЙЧИВОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД
  • BOLTING
  • CONCRETE SPLASHING SHORE
  • CALCULATIONS METHODS
  • ANCHOR DEPTH
  • LINING THICKNESS
  • MINE OPENING
  • PIT
  • KIMBERLITE PIPE
  • OPENING STRENGTH

Аннотация
научной статьи
по горному делу, автор научной работы — Иудин М. М.

Выполнен анализ применения методов расчета набрызгбетонной крепи в горных выработках на кимберлитовых рудниках. На их основе рекомендованы технологические параметры набрызгбетонной крепи для условий кимберлитовой трубки «Ботуобинская» в процессе подземной отработки месторождения.

Abstract 2009 year, VAK speciality — 25.00.13;25.00.15;25.00.22, author — Iudin M. M.

The article deals with the analysis of application of methods of concrete splashing shore mine calculation in kimberlite pits. On its basis the author recommends technological parameters of concrete splashing shore in Botuobinskaya kimberlite pipe in process of underground opening.

Научная статья по специальности "Горное дело" из научного журнала "Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова", Иудин М. М.

 
Читайте также
Рецензии [0]

Текст
научной работы
на тему "Расчет набрызгбетонной крепи горной выработки". Научная статья по специальности "Горное дело"

технические науки
— Горное дело —
УДК 622.281.424 М.М. Иудин
расчет набрызгбетонной крепи горной выработки
Выполнен анализ применения методов расчета набрызгбетонной крепи в горных выработках на кимберлитовых рудниках. На их основе рекомендованы технологические параметры набрызгбетонной крепи для условий кимберлитовой трубки «Ботуобинская» в процессе подземной отработки месторождения.
Ключевые слова: анкерная крепь, набрызгбетонная крепь, метод расчета, глубина анкера, толщина крепи, горная выработка, рудник, кимберлитовая трубка, устойчивость горных пород.
К расчетному параметру набрызгбетонной крепи относится толщина возводимой крепи в горных выработках. В процессе проведения горной выработки набрызгбетонная крепь возводится непосредственно на породное обнажение, создавая прочное сцепление с горными породами. Неровный контур породного обнажения, образуемый при буровзрывном способе проведения выработки, приводит к неравномерности распределения толщины набрызгбетонной крепи по периметру выработки. Поэтому все существующие методы расчета набрызгбе-тонной крепи ориентированы на определение ее средней толщины.
При проведении горных выработок наибольшее применение получили конструкции из набрызгбетонной крепи и комбинированной анкер-набрызгбетонной крепи. Методы расчета таких конструкций основываются на положениях строительной механики и механики деформируемых тел.
Обычно считаются заданными параметры анкерной крепи в комбинированной конструкции, а определению подлежит расчет толщины набрызгбетонного покрытия. Существующие методы расчета толщины покрытия основываются на различных предположениях:
- теория изгиба тонких плит, по концам которых установлены анкера, что позволяет найти в середине плиты толщину набрызгбетонного покрытия [1];
ИУДИН Михаил Михайлович - к.т.н., профессор ГРФ ЯГУ E-mail: mmi_52@mail.ru
- методика НИГРИ [2] основана на определении свода обрушения пород в пределах квадратной плитки, которая подкреплена в углах анкерами;
- определение толщины из условия равенства изгибающих и пролетных моментов в середине плиты [3];
- учет расстояний между анкерами при расположении их по прямоугольной сетке, что накладывает дополнительные нагрузки на набрызгбетонное покрытие [4];
- учет влияния гидростатического напора в гидротехнических сооружениях [5].
Методика расчета толщины покрытия, разработанная в Днепрогипрошахте, базируется на основных положениях метода НИГРИ, но кроме геомеханических условий учитывает стоимостные параметры анкерной и набрызг-бетонной крепи [6]. Существенным отличием данной формулы от других выражений является зависимость толщины набрызгбетонной крепи от стоимостных параметров, хотя надо отметить, что эмпирический характер зависимости накладывает ограничения по времени ее применения.
Сравнительный анализ расчета толщины набрызгбе-тонного покрытия в горизонтальной выработке выполним для следующих условий: у = 0,025 МН/м3; ф = 30°; Еп = 2,6*104 МПа. Анкера расположены по квадратной сетке с расстоянием 100 см. Параметры набрызгбетона принимаем по данным В.С. Воронина [7]: Е6 = 2,6*104 МПа; С = 2 МПа; а = 1,2 МПа; а = 15,5 МПа; а = 2,4
7 сц р 7 сж 7 7 и 7
МПа. Результаты расчета сведены в табл. 1.
Анализ расчетов показывает, что расчетная толщина покрытия по рассматриваемым методам для данных условий составляет 30-80 мм. Если учитывать техноло-
Таблица 1
Сравнительный анализ методов расчета комбинированной крепи
Авторы метода расчета Толщина покрытия, мм
Заславский Ю.З., Мостков В.М. [1] 79
Зицер И.С. и др. [2] 47
Чукан Б.К. и др. [3] 36
Ержанов Ж.С. и др. [8] 74
Руководство [5] 56
Мостков В.М., Воллер И.Л. [9] 34
гичность нанесения набрызгбетона на породное обнажение (средняя толщина одного слоя составляет 20-30 мм), то при нанесении набрызгбетона в три слоя толщина крепи составит 60-90 мм.
Следовательно, методы Ю.З. Заславского и В.М. Мост-кова [1], Ж.С. Ержанова и др. [8], Руководства [5] дают приемлемый прогноз по толщине крепи, и при этом особенности исходных предпосылок при решении задачи несущественным образом влияют на конечный результат. При детализации геомеханических условий месторождения это может быть необходимым условием для достоверности прогноза параметров крепи выработки в конкретных горно-геологических условиях.
Разработанный в институте ВНИИОМШС метод расчета набрызгбетонного покрытия выработки основывается на методах расчета Э.В. Казакевича и др. [10] и Е.В. Стрельцова и др. [6]. Анализируя состояние на-брызгбетонной крепи в различных горно-геологических условиях, Э.В. Казакевич и др. [10] пришли к выводу, что толщина покрытия зависит от многих факторов. Эти факторы нашли отражение в их методах расчета набрызгбе-тонного покрытия: вес вышележащих пород, прочность закрепленных пород, величины сцепления набрызгбето-на с породой, деформационные свойства породы и на-брызгбетона, а также размеры горной выработки.
Расчет набрызгбетонной крепи горных выработок Ж.С. Ержанов и др. [8] рассматривают в двух аспектах. В первом случае крепь устанавливается в породах, склонных к проявлениям ползучести. Тогда крепь рассчитывается как взаимодействие двух упруговязких сред. На основе анализа напряженно-деформированного состояния крепи составлены номограммы для расчета напряжений в набрызгбетонной крепи в зависимости от толщины крепи и жесткости системы «крепь-порода», по которым можно оценить параметры крепления выработки. Во втором случае крепь устанавливается в породах, не склонных к заметным деформациям ползучести. Рассматривая набрызгбетонную крепь как тонкую упругую оболочку, находят тангенциальные напряжения на внутреннем контуре крепи. Затем из условия равенства прочности на-брызгбетона и тангенциального напряжения определяют толщину крепи.
При применении набрызгбетона в качестве постоянной крепи вертикальных выработок расчет параметров рекомендуется определять по методам, разработанным для монолитной бетонной крепи [11]. Так как набрызг-бетон в этих выработках используется в крепких, устойчивых породах, то крепь или будет ненагруженной, или нагрузки будут незначительными и толщина крепи будет определяться технологическими соображениями (предохранение пород от выветривания и т.д.). Крепь, устанавливаемая в породах, залегающих на глубинах, где начинают проявляться пластические деформации, рассчитывают на максимальные нагрузки, определяемые по рекомендациям нормативных документов.
Заканчивая обзор, выполним оценку методов расчета параметров набрызгбетонной крепи горных выработок по условиям предыдущего примера. Добавим следующие данные: Н = 500 м; г = 2 м; R = 50 МПа; Во = 2,5 м (табл. 2).
Таблица 2
Результаты расчета набрызгбетонной крепи
Авторы метода расчета Толщина набрызгбетонной крепи, мм
Казакевич Э.В. и др. [10] 21
Стрельцов Е.В. и др. [6] 39
Гипропроект [5] 27
Мостков В.М., Воллер И.Л. [9] 47
Все формулы дают толщину крепи примерно 20-50 мм, что находится в пределах технологической возможности нанесения набрызгбетона одним или двумя слоями, что можно считать приемлемым для практической реализации в выработке. В случае если горные породы могут проявлять пластические деформации на средних и больших глубинах, то расчет по этим методам приводит к резкому возрастанию толщины крепи, чтобы сохранить несущую способность набрызгбетонного покрытия по условию прочности. К тому же требуется дополнительная проверка крепи по предельным деформациям, т.к. крепь может потерять устойчивость, не исчерпав своей несущей способности.
Таким образом, можно считать, что существующие методы расчета параметров набрызгбетонной крепи позволяют прогнозировать условия их надежной эксплуатации в нормальных горно-геологических условиях месторождений. При этом отдельные методы расчета учитывают условия совместного деформирования крепи и массива пород в различных геомеханических состояниях, например: при пластическом деформировании пород, проявлении свойств ползучести горными породами и т.д.
Основное преимущество набрызгбетонного покрытия проявляется в виде упрочняющего действия при нанесении на породную поверхность выработки, которая, проникая в трещины обнажения, скрепляет нарушен-
ный приконтурный слой породы в монолитный массив. Рекомендации по условиям применения набрызгбетон-
Следует отметить, что влияние температурных факторов на состояние и выбор параметров крепи исследовано недостаточно. В основном изучалось проявление температурных напряжений под действием теплового режима выработки и ее влияние на напряженное состояние крепи [13]. Действие температурных напряжений оценивалось на появление растягивающих тангенциальных напряжений. Однако для мерзлых пород влияние теплового режима сказывается не только на появлении температурных напряжений в крепи, но и на изменении геомеханическо-го состояния приконтурного слоя пород.
Рассмотренные методы рекомендуется использовать в многолетнемерзлом массиве горных пород, если геокриологические условия несущественно влияют на механические процессы и в зоне протаивания вмещающего массива горные породы имеют физико-механические свойства, соответствующие геомеханическим условиям применяемых методов. В данном случае результаты расчета можно рассматривать как предварительные и требующие проверки. Характерной особенностью многолетнемерзлых пород является наличие в них ледяных включений. При этом естественные трещины заполнены льдом или дисперсными льдонасыщенными породами. При оценке несущей способности, устойчивости и деформационных свойств многолетнемерзлого массива пород, окружающих подземную выработку, их рассматривают как сложную механическую систему. Поэтому при проектировании горных выработок необходимо знать характер и интенсивность всех предстоящих изменений температурного режима в массиве, а также величину и конфигурацию зон оттаивания [14].
Кимберлитовая трубка «Ботуобинская» представляет собой крутопадающее, овальной формы рудное
ных крепей даны для угольных шахт Приморья [12] (табл. 3).
тело. Массив вмещающих пород представлен карбонатными породами кембрийской системы: алевролиты, мергели, аргиллиты, известняки, доломиты и песчаники с редкими прослоями известняковых конгломератов. Эта трубка залегает в зоне сплошного распространения многолетнемерзлых пород, в которой по температурному фактору выделяются следующие. Активная зона температурных колебаний мощностью от 0,2 до 2,4 м находится около дневной поверхности земной коры. Далее располагается зона многолетнемерзлых пород до глубины 370-385 метров. Потом в массиве располагается зона распространения морозных пород до глубины 740 метров. Эта зона насыщена рассолами с отрицательной температурой. Ниже зон мерзлых пород залегает породный массив, имеющий положительную температуру, и распространяется с глубины 740-800 м.
Выделение в массиве горных пород разных температурных зон позволяет дифференцировать проявления геомеханических процессов вокруг выработок и определить тип и параметры крепления выработок.
Активная зона температурных колебаний и верхняя часть многолетнемерзлых пород входят в толщу перекрывающих отложений над кимберлитовыми трубками. Перекрывающие горные породы трубки «Ботуобинская» представлены песчано-глинистыми отложениями, которые в мерзлом состоянии сцементированы в монолитный массив. Вмещающие породы до глубины 100 м от нижней подошвы перекрывающей толщи представлены сильнотрещиноватыми доломитизированными известняками. Прочностные свойства налегающих и вмещающих пород с учетом льдистости мерзлого состояния представлены в табл. 4 [19].
Таблица 3
Условия применения набрызгбетонной крепи на угольных шахтах Приморья
Категория поддержания выработки Горные породы Коэффициент крепости Величина смещения кровли, мм Вид и параметры крепи
Весьма легкая Массивные известняки, метаморфические сланцы 8-10 20-50 Изолирующая, d=30-50 мм
Легкая Известняки, конгломераты, песчаники 6-8 50-200 Изолирующая, d=30 мм; Сплошная, d=100 мм; Комбинированная, анкеры через 1 м со слоем на-брызга d=30 мм
Средняя Конгломераты, алевролиты, аргиллиты 3-6 200-350 Комбинированная, анкеры через 1 м со слоем на-брызгбетона d=30 мм; Комбинированная, сетка и анкеры через 1 м со слоем набрызгбетона d=60 мм
Таблица 4
Прочностные характеристики пород трубки «Ботуобинская»
Вид горных пород Средняя прочность на сжатие, МПа Льдистость, % Прочность на сжатие с учетом льдистых прослоек, МПа Прочность с учетом коэффициента структурного ослабления, МПа
Налегающие 35 10,0 27,4 8,2
Вмещающие 25 3,5 20,5 6,2
Для налегающих и вмещающих горных пород модуль упругости принимается равным 8000 МПа, а коэффициент Пуассона - 0,25, которые можно считать средними величинами для вмещающих пород [15].
Недостаточная геокриологическая изученность месторождения и прочностных свойств горных пород (особенно в температурном диапазоне) предполагает при оценке параметров крепи выработок учитывать вероятностный разброс значений свойств пород при анализе геомеханических процессов вокруг выработки.
Оценка состояний устойчивости пород при проектировании подземных горных выработок [16] выполняется в зависимости от степени разрушенности породного массива вокруг выработки и имеет 4 категории: устойчивое, среднеустойчивое, неустойчивое и очень неустойчивое. Для каждой категории предлагаются рекомендации по типам и параметрам крепи выработки. Анализ рекомендаций показывает, что они носят общий характер и в каждом конкретном случае выбор крепи выработки определяется многими факторами (объективные и субъективные), не всегда обеспечивающие безопасность ее эксплуатации, что во многом объясняет многочисленные факты деформаций, разрушения крепи и аварий в горных выработках.
А.К. Логинов [17] при анализе проектирования анкерных крепей по нормативно-техническим и методическим документам приходит к выводу, что многие положения документов обладают универсальным характером, которые противоречат стохастичности массива горных пород в разных горно-геологических условиях, и рекомендует применять метод проб и ошибок. Поэтому поиск рациональной геомеханической модели взаимодействия крепи выработки и массива горных пород в конкретных горногеологических условиях является одной из основных задач геомеханики.
После открытой отработки верхних горизонтов трубки «Ботуобинская» планируется отработка нижних горизонтов подземных способом по аналогии с опытом разработки кимберлитовых трубок в компании АК «АЛРОСА».
Вскрытие кимберлитовой трубки «Ботуобинская» предполагается вертикальными стволами, которые будут пересекать через разные температурные зоны весь многолетнемерзлый массив горных пород. В соответствии с требованиями СНиП [18] выбор типа и расчет
параметров крепи для протяженной части вертикального ствола следует производить на основании определения категории устойчивости горных пород в окрестности выработки.
Для горно-геологических условий месторождения трубки «Ботуобинская» ввиду неоднозначности прогноза прочностных свойств вмещающих пород расчет устойчивости произведем для вероятного разброса значений прочности пород, по рекомендациям СНиП устанавливаем следующие категории устойчивости пород вокруг вертикальных стволов, проходимых для подземной отработки трубки «Ботуобинская» (табл. 5).
В СНиПе [18] I категория устойчивости классифицируется как устойчивое состояние пород, а II категория
- среднеустойчивое состояние пород. В породах I категории устойчивости толщина бетонной крепи назначается без расчета по нормативам СНиП [18]. В породах II категории толщина бетонной крепи устанавливается расчетом согласно требованиям СНиП [18] или по методике специализированной организации, рекомендации которой соответствуют сложным геомеханическим условиям месторождения, если требования СНиП не позволяют рассчитывать параметры крепи вертикального ствола в данных горно-геологических условиях.
Таблица 5
Устойчивость пород вокруг вертикального ствола
Глубина вертикального ствола, Н, м Категория устойчивости пород
прочность пород на сжатие (минимальное значение при оттаивании) прочность пород на сжатие (прогнозное значение)
100 II I
200 II I
300 II I
400 II I
500 II I
600 II II
Так как расчет устойчивости пород для трубки «Ботуобинская» не дает однозначного результата (табл. 5), то принимаем, что вмещающие породы вокруг вертикального ствола относятся ко II категории устойчивости. Поэтому по рекомендациям СНиП, учитывая многолет-
немерзлое состояние породного массива, расчет параметров крепи вертикального ствола целесообразно выполнять по методике автора, разработанной в ИГДС СО РАН, которая учитывает сложные геомеханические условия месторождения, обусловленные геокриологическими факторами [І9]. По результатам прогноза рекомендуемая толщина бетонной крепи по всей глубине вертикального ствола составит 400 мм при подземной отработке трубки «Ботуобинская».
Капитальные горизонтальные выработки, необходимые для вскрытия и подготовки добычных горизонтов, проектируются в разных температурных зонах породного массива. СНиП для категорий устойчивости пород, прогнозируемых для вмещающего массива трубки «Ботуобинская» (устойчивое и среднеустойчивое состояние), рекомендует применять анкерные и набрызг-бетонные конструкции крепей в выработках или их комбинации. Конкретные типы крепей выработок будут определяться горно-геологическими условиями добыч-
ных горизонтов, и их целесообразно выбирать на стадии проектирования.
1. Расчет параметров анкерной крепи.
Так как по устойчивости горные породы трубки Ботуобинская рекомендуем относить ко 2-й категории устойчивости, то по рекомендации [16] принимаем железобетонные анкера как долговечные и имеющие жесткую деформационно-силовую характеристику.
Расчет параметров анкерной крепи ведется из условия образования в породе вокруг выработки нарушенной зоны, которая формируется вследствие перераспределения напряжений в породном массиве по разным причинам.
В нормативных рекомендациях Руководства [5] в скальных породах глубина нарушенной зоны предварительно определяется с учетом степени трещиноватости и ширины выработки. Расчет глубины нарушенной зоны в породном массиве по рекомендациям этого Руководства для условий трубки «Ботуобинская» представлен в табл. 6.
Таблица 6
Глубина нарушенной зоны в породном массиве
Группа пород с коэффициентом крепости по М.М. Протодьяконову [І8] Глубина нарушенной зоны hu, м
слаботрещиноватые трещиноватые сильнотрещиноватые
Пролет выработки 4 м
4 0,8 i,2 І,б
От 5 до 9 0,4 0,8 i,2
І0 и выше 0,2 0,4 0,б
Пролет выработки 5 м
4 І,0 i,5 2,0
От 5 до 9 0,5 i,0 i,5
І0 и выше 0,25 0,5 0,75
Пролет выработки б м
4 i,2 i,8 2,4
От 5 до 9 0,б i,2 i,8
І0 и выше 0,3 0,б 0,9
Таким образом, глубина нарушенной зоны в породном массиве существенно определяется степенью трещиноватости пород, прочностным состоянием породного массива. В многолетнемерзлом породном массиве, когда трещины заполнены льдом, зона протаивания будет определять глубину зоны нарушения. Если размер зоны протаивания вокруг выработки будет меньше параметров нарушенной зоны (табл. 6), то глубину нарушенной зоны следует принимать равной размеру зоны протаивания. В противном случае принимаем значения глубины нарушенной зоны согласно табл. 6.
Длина анкеров должна быть больше глубины нарушенной зоны на величину, способную закрепить замок анкера в породном массиве. Длина анкеров определяется по формуле расчета гидротехнических сооружений [5]:
1а — }1Н + I з ,
где h - глубина нарушенной зоны; I - заглубление анкеров за пределы нарушенной зоны принимается для железобетонных анкеров больше 0,5 м.
Число анкеров в ряду принимается по данным практики, при этом среднее расстояние между анкерами в ряду не должно превышать 1,5 м, которое необходимо уменьшать с увеличением размеров выработки и области разрушенной зоны [20]. А.К. Логинов [17] указывает на трудность расчета анкеров, где основными причинами, по которым очень сложно математически описать механизм взаимодействия анкера и массива, являются разнообразные горно-геологические и горнотехнические условия месторождения. В то же время необходимо каким-то образом определить расстояние между анкерами, поэтому воспользуемся рекомендациями [5] для расчета предварительного расстояния,
которое необходимо скорректировать в процессе эксплуатации выработки по результатам геомеханического мониторинга.
По условию образования породного свода нарушенной зоны в кровле выработки расстояние между анкерами в ряду должна приниматься по данным табл. 7.
Таким образом, можно рекомендовать для условий трубки «Ботуобинская» предварительное расстояние между анкерами в кровле горизонтальной выработки, равное одному метру. Этот параметр требует проверки или в ходе опытно-промышленных испытаний экспериментального блока, или в ходе проведения и крепления горизонтальных выработок.
Таблица 7
Расстояние между анкерами в кровле выработок для условий трубки «Ботуобинская»
Группа пород с коэффициентом крепости по М.М. Протодьяконову [i8] Расстояние между анкерами, м
слаботрещиноватые трещиноватые сильнотрещиноватые
Пролет выработки 4 м
4 1,0 1,2 1,4
От 5 до 9 0,8 1,1 1,4
10 и выше 0,7 0,8 1,0
Пролет выработки 5 м
4 1,0 1,2 1,4
От 5 до 9 0,9 1,2 1,4
10 и выше 0,8 0,9 1,2
Пролет выработки б м
4 1,0 1,2 1,4
От 5 до 9 0,9 1,3 2,0
10 и выше 0,8 1,0 1,3
2. Расчет параметров набрызгбетонного покрытия.
Параметры набрызгбетонной крепи определяются в двух случаях: когда применяется только набрызгбетон-ное покрытие в выработке; когда применяется анкер-набрызгбенная крепь в выработке. В обоих случаев применим методику расчета [5], чтобы обеспечить методическое единство с предыдущими расчетами.
Если в выработке применяется только набрызгбетон-ное покрытие, то для условий трубки «Ботуобинская» толщина в сводчатой части горизонтальной выработки рассчитана исходя из теории изгиба прямоугольных пластин (табл. 8).
Таблица 8
Расчетная толщина набрызгбетонной крепи
Группа пород с коэффициентом крепости по М.М. Протодьяконову [18] Толщина набрызгбетонной крепи, мм
слаботрещиноватые трещиноватые сильнотрещиноватые
Пролет выработки 4 м
4 35 45 50
От 5 до 9 25 35 45
10 и выше 20 25 30
Пролет выработки 5 м
4 50 б0 70
От 5 до 9 35 50 б0
10 и выше 25 35 45
Пролет выработки б м
4 б5 80 95
От 5 до 9 45 б5 80
10 и выше 35 45 55
Если применяется комбинированная крепь из анкеров и набрызгбетонного покрытия, то расчетная толщина набрызгбетонного покрытия для условий трубки «Ботуобинская» приведена в табл. 9.
Анализ показывает, что большой разницы в толщине набрызгбетонной крепи в обоих вариантах не наблюдается, разброс значений колеблется в пределах инженерной точности расчета.
Таблица 9
Расчетная толщина набрызгбетонного слоя в комбинированной крепи
Группа пород с коэффициентом крепости по М.М. Протодьяконову [18] Толщина набрызгбетонной крепи, мм
слаботрещиноватые трещиноватые сильнотрещиноватые
Пролет вы работки 4 м
4 45 55 б5
От 5 до 9 30 45 55
10 и выше 25 30 40
Пролет вы работки 5 м
4 50 б0 70
От 5 до 9 35 50 б0
10 и выше 25 35 45
Пролет вы работки б м
4 55 б5 75
От 5 до 9 40 55 б5
10 и выше 30 40 50
Анализ результатов расчета показывает, что рекомендации нормативных документов [5, 18] позволяют определять параметры анкер-набрызгбетонной крепи для горизонтальных выработок в разных горно-геологических условиях. Применение этих рекомендаций для геокриологических условий трубки «Ботуобинская» обосновывается переходным температурным состоянием вмещающих пород на нижних горизонтах, где планируется подземная разработка месторождения.
Таким образом, параметры комбинированной крепи для капитальных горизонтальных выработок в условиях трубки «Ботуобинская» предварительно рекомендуется применять в следующих пределах:
- для анкерной крепи: длина железобетонного анкера колеблется от 1.8 м до 3 м, расстояние между анкерами рекомендуем принимать 1 м;
- для набрызгбетонного покрытия толщина колеблется от 25 мм до 75 мм в зависимости от горно-геологических условий. Для снижения толщины покрытия можно рекомендовать применять в качестве армирования полимерную или металлическую сетку.
Набрызгбетонную крепь целесообразно применять при толщине не более 50-70 мм для выработок, которые проходятся в благоприятных горно-геологических условиях. На стадии проектирования после дополнительных исследований следует уточнить рекомендуемые параметры анкерной и набрызгбетонной крепи горных выработок.
Л и т е р а т у р а
1. Заславский Ю.З., Мостков В.М. Крепление подземных сооружений. - М.: Недра, 1979. - 326 с.
2. Зицер И.С., Ривкин И.Д., Чистяков Е.П. Инструкция по выбору и расчету крепи капитальных выработок шахт Кривбасса. - Кривой Рог: НИГРИ, 1970. - 30 с.
3. Чукан Б.К., Кузин Б.Н., Алимов Ш.С. Механизация работ при бетонировании методом набрызга // Механизация строительства. - 1965. - № 3. - С. 25-28.
4. Атманских С.А., Вагин Н.А. Опыт применения набрызг-бетона на медных рудниках Урала. - М.: ЦНИИТЭИ цветной металлургии, 1967. - 85 с.
5. Руководство по проектированию гидротехнических сооружений. - М.: Стройиздат, 1982. - 288 с.
6. Стрельцов Е.В., Казакевич Э.В., Пономаренко Д.И. Крепление горных выработок угольных шахт набрызгбетоном.
- М.: Недра, 1986. - 198 с.
7. Воронин В.С. Набрызгбетонная крепь. - М.: Недра, 1980.
- 199 с.
8. Ержанов Ж.С., Айталиев Ш.М., Шилкин П.И. Конструирование и расчет набрызгбетонной крепи. - М.: Недра, 1971. - 176 с.
9. Мостков В.М., Воллер И.Л. Применение набрызгбето-на при проведении горных выработок. - М.: Наука, 1968. -126 с.
10. Казакевич Э.В., Жуков Л.Ф., Пономаренко Д.И. О расчете толщины набрызгбетонной крепи при совместной работе системы «порода-крепь» // Шахтное строительство. - 1976. -№ 7. - С. 8-10.
11. Кравченко ГИ. Облегченные крепи вертикальных стволов. - М.: Недра, 1974. 208 с.
12. Федянин А.А., Федянин И.А., Куксин Д.В. О возможности и рациональности применения анкерной и облегченных крепей в условиях шахт Приморья: материалы науч.-практ. конференции «Вологдинские чтения». - Владивосток, ДВТГУ, 2001. - С. 89-91.
13. Вяльцев М.М. Напряженное состояние приконтурного массива горных пород стволов, закрепленных набрызгбетоном
с учетом температуры // Добыча угля подземным способом. -М.: ЦНИЭИуголь, 1981. - № 4. - С. 19-21.
14. Конухин В.П. Крепление крупногабаритных подземных сооружений. - Апатиты: КНЦ РАН, 1991. - 146 с.
15. Барышников В.Д., Гахова Л.Н., Крамсков Н.П. Геомеханическое обоснование параметров камерно-целиковой системы разработки на стадии геолого-разведочных работ // Актуальные проблемы разработки кимберлитовых месторождений: материалы международ. научн.-практич. конф. «Мирный -2001». - М.: Руда и металлы, 2002. - С. 185-189.
16. Руководство по проектированию подземных горных выработок и расчету крепи. - М.: Стройиздат, 1982. - 272 с.
17. Логинов А.К. Современные технологические и технические решения отработки угольных пластов. - М.: МГГУ, 2006.
- 389 с.
18. СНиП 11-94-80. Часть 11. Нормы проектирования. Глава 94. Подземные горные выработки. М.: Стройиздат, 1982. - 30 с.
19. Курилко А.С., Иудин М.М., Крамсков Н.П., Залепилов В.Д. Прогноз параметров вертикальных стволов по геомехани-ческим условиям отработки трубки Ботуобинская // Горный информационно-аналитический бюллетень. Отдельный выпуск Якутия-1. - М.: Мир горной книги. - 2008. - №ОВ2. - С. 256-261.
20. Анкерная крепь: справочник / А.П. Широков,
В.А. Лидер, М.А. Дзауров и др. - М.: Недра, 1990. - 205 с.
M.M. Iudin
concrete splashing shore mine calculation
The article deals with the analysis of application of methods of concrete splashing shore mine calculation in kimberlite pits. On its basis the author recommends technological parameters of concrete splashing shore in “Botuobinskaya” kimberlite pipe in process of underground opening.
Key words: bolting, concrete splashing shore, calculations methods, anchor depth, lining thickness, mine opening, pit, kimberlite pipe, opening strength

читать описание
Star side в избранное
скачать
цитировать
наверх