CC BY
42
УДК 622.25.(06)
О.В. Пашкова
АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРИСТВОЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК
Рассмотрены основные виды приствольных выработок. Проанализированы главные причины нарушений в зонах влияния приствольных выработок, сделаны выводы о необходимости дальнейшего исследования данных участков.
Ключевые слова: вертикальный ствол, крепь, напряжения, технология проходки, реконструкция.
"П ертикальные стволы горнодо-
X-# бывающих предприятий сооружают в комплексе с постоянными и временными выработками, непосредственно примыкающими к стволу и имеющими различное назначение, форму, размеры и месторасположение. Такие выработки получили название приствольных.
Назначение, число и конструкция приствольных выработок зависят от типа вертикального ствола, к которому они примыкают. Наибольшую сложность при строительстве представляют сопряжения клетевых стволов и камеры загрузочных устройств и бункеров скиповых стволов. Удельный вес затрат на сооружение этих подземных объектов достигает 10% от общей стоимости ствола, что не сопоставимо с их объемами. Не менее сложным является и последующая эксплуатация участков стволов в зоне влияния приствольных выработок.
Комплексные натурные исследования участков сопряжений 200 глубоких (свыше 600 м) вертикальных стволов в Донбассе, выполненные ВНИМИ, показали, что участки вер-тикальных стволов, находящиеся в зонах влияния приствольных выработок, являются наибо-
лее сложными с точки зрения работы крепи и армировки. Более 75 % нарушений крепи вертикальных стволов в Донбассе приходится на районы сопряжений. Характерными видами повреждений является скалывание и отслоение крепи, трещины и заколы в крепи, вывалы крепи и пород, деформации арматурных элементов, изгибы расстрелов и проводников. При этом четко прослеживается тенденция ухудшения состояния крепи и армировки на участках сопряжений с приствольными выработками по мере роста глубины стволов.
Рис. 1. Характерные зоны участков сопряжений вертикальных стволов
Сведения о состоянии крепи обследованных сопряжений стволов
Объединения Количество обследованных Количество нарушенных сопряжений по зонам
стволов Сопряжений I II III IV
Всего в т. ч. нарушенных
Донецкуголь 31 94 40 (42,6 %) 34 25 25 34
Макеевуголь 10 21 6 (28,6 %) 2 2 4 8
Советскуголь 8 11 2 (18,2 %) 1 1 1 2
Красноармейскуголь 14 30 6 (20,0%) 4 3 3 7
Итого 63 156 54 (34,6 %) 41 (26%) 31 (20%) 33 (21%) 51 (33%)
Рис. 2 Причины нарушений крепи в зоне влияния сопряжений: №1 - несоответствие крепи горно-геологическим условиям; №2 - влияние околоствольных выработок; №3 - влияние очистных работ
По степени нагруженности и напряженно-деформированного состояния крепи сопряжения с горизонтальными выработками околоствольного двора выделяют четыре зоны [3] (рис. 2):
I - зона примыкания ствола к горизонтальной выработке;
II - то же, к почве горизонтальной выработки;
III - зона наиболее ослабленного сечения сопряжения;
IV - зона наиболее ослабленного сечения горизонтальной выработки.
Обобщенные данные по состоянию различных зон сопряжений, приведенные в таблице, подтверждают, что в выделенных зонах имеется существенный процент нарушений.
Причины нарушения крепи и ар-мировки стволов в районе сопряжений приведены на рис. 2 [4]. Данные диаграммы подтверждают равную значимость для устойчивости сопряжения, как очистных близлежащих выработок, так и конструкций и технологии возведения крепи.
Еще более сложная геомеханическая ситуация возникает при реконструкции вертикальных стволов, сопровождаю-
1. Южанин И.А., Дрибан В.А. Охрана и поддержание сопряжений вертикальных стволов с горизонтальными выработками. // Уголь Украины. - 1988. - №6. - С. 43 - 44.
щейся рассечкой приствольных выработок в действующем стволе. Такие работы приводят к изменению сформировавшегося равновесного состояния системы «крепь - массив», перераспределению напряжений и возможному изменению режима работы крепи. Данные процессы могут быть осложнены наличием повреждений в работающей длительное время крепи, а также зон интенсивной трещиноватости и разрушения околоствольного массива, образовавшихся в процессе строительства и эксплуатации ствола. Исследование таких сложных геотехнических систем при комплексном учете влияющих горнотехнических факторов и технологии работ нуждается в дальнейшем развитии.
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
2. Бородуля А.А. Обоснование параметров анкерно-бетонной крепи при сооружении сопряжений вертикальных стволов угольных шахт: Дисс....канд. техн. наук - 05.15.04. - Донецк, 2002. - 170 с.
— Коротко об авторе
Пашкова Ольга Валерьевна - аспирант кафедры «Подземное, промышленное, гражданское строительство и строительные материалы» Шахтинского института (филиала) Г о-сударственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)», тел. 8-919-871-32-96.
А
------------------------------------------------ ОТ РЕДАКЦИИ
В Горном информационно-аналитическом бюллетене № 1, 2011 г., на с. 342 в статье автора С.А. Чеснокова «Экологические и геомеханические проблемы подземной энергетики первой трети XXI века» в первой колонке следует читать: Если станция сооружается в прибрежных районах, то на крупных баржах устанавливаются реакторы и турбины и заводятся по воде в каверны, расположенные на побережье. Затем производится изоляция каверн от биосферы и выполняется откачка воды, при этом баржи опускаются на подошву выработки, образуя надёжную конструкцию.
