CC BY
43
O. V. Konovalov, I.M. Kaverin, A.E. Harlamov
TYPICAL DESCRIBING OBJECTS OF ANALYSIS AND FORECASTING MINING SITUATIONS
General structure, content and succession of situation analysis basic phases for mineral resources and geotechnology were brought.
Key words: mining situations, situational analysis, mineral resources, geotechnolo-gy, forecasting.
Получено 10.05.12
УДК 622.838.5
С.А. Константинова, д-р техн. наук, зав. лаб., (0342) 210-08-48, konstantinova@gallurgy.ru (Россия, Пермь, ОАО «Галургия»), И.Б. Ваулина, мл. науч. сотр., (0342) 210-41-48, konstantinova@gallurgy.ru (Россия, Пермь, ОАО «Галургия»)
ВЛИЯНИЕ ЗАКЛАДКИ ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА НА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ КАРНАЛЛИТОВЫХ МЕЖДУКАМЕРНЫХ ЦЕЛИКОВ
Рассматривается напряженно-деформированное состояние междукамерных целиков при влиянии на них закладки камер первичной и вторичной отработки.
Ключевые слова: напряженно-деформированное состояние, междукамерные целики, закладка выработанного пространства.
Повторная отработка карналлитового пласта ВК на опытном участке шахтного поля Первого Соликамского рудника (СКРУ-1) заключается в отработке оставленных ранее между камерами целиков. Опытный участок занимает южную часть 2-й восточной панели (2ВП) и северную часть 201 блока.
Первичную отработку карналлита на южной части 2ВП проводили в 90-х годах, а на северной части 201 блока - в конце 70-х - начале 80-х годов с последующей закладкой камер. Очистные камеры были пройдены буровзрывным способом. Использовали сухую закладку. Время отставания закладочных работ от очистных составило в среднем 1,5 года.
По данным работы [1] предел прочности на сжатие закладки возраста 1 год осж = 0,903 МПа, а модуль деформации ЕД = 0,028 ГПа.
По результатам исследований [2, 3], проведенных при вскрытии выработанного пространства, ранее образованного на карналлитовом пласте ВК, установлено, что по своим механическим свойствам карналлит и закладка после 18-летнего взаимодействия практически не отличаются друг от друга, поэтому при проведении расчетов, связанных с прогнозиро-
ванием проявлений горного давления и сроков службы целиков, карналлит и закладка могут рассматриваться как один соленосный массив.
В работах [2, 3] установлено, что предел прочности на сжатие карналлита равен пределу прочности закладки 18-летнего возраста (8,5...9,0 МПа). Модуль деформации карналлита ЕД = 1,0 ГПа, модуль
деформации закладки 18- летнего возраста ЕД =0,6 ГПа.
С применением программы, разработанной в ОАО «Галургия» и прошедшей государственную регистрацию [4], на основе математического моделирования с применением метода конечных элементов (МКЭ) были выполнены расчеты напряженно-деформированного состояния междукамерных карналлитовых целиков.
Используемая в расчетах наследственная модель деформирования и разрушения соляных пород описана в [5, 6].
Расчетную схему задачи строили на основании геологических данных по скважинам № 128 и 1969 шахтного поля рудника СКРУ-1. Расчетная схема приведена на рис. 1.
Рис. 1. Расчетная схема задачи
Пласт ВК предполагается проходить комбайном Урал-10А в 6 ходов во всю мощность пласта. Ширина очистной камеры а = 7,0 м. Ширина междукамерного целика Ь = 20,0 м.
Граничные условия приняты следующими: на боковых границах расчетной области их = 0; на нижней границе Ыу = 0; на верхней - распределенная нагрузка уИ (у - удельный вес вышележащих пород; И -расстояние от дневной поверхности до кровли верхнего отрабатываемого пласта). В расчетах принято у = 0,021 МН/м ; И = 314,5 м.
Коэффициент заполнения камер вторичной отработки закладочным материалом принимали А = кз /к = 0,75.
На рис. 2 представлена динамика развития зон запредельного деформирования пород во вторичных междукамерных целиках. Линейный размер зоны запредельного деформирования пород обозначен 1з .
ТТЛ
I
г
X = 1 год
X = 1 год
Е 1
1~Ъ года
X - 5 лет
Г = 5 лет
Е
X = 3 года
Г
Рис. 2. Динамика развития зон запредельного деформирования
пород в междукамерных целиках во времени: а - без учета закладки очистныгх камер вторичной отработки; б - с учетом закладки очистных камер вторичной отработки
На рис. 3 приведены графики линейного размера зон запредельного деформирования пород 1з в междукамерных целиках в зависимости от времени.
I*. м 10
Е 6
4 2
0 1 2 3 4 5 6 Г°Д
Рис. 3. Графики величины зон запредельного деформирования пород в междукамерных целиках в зависимости от времени:
1 - без закладки очистных камер вторичной отработки
2 - с закладкой очистных камер вторичной отработки
Из рис. 2 видно, что междукамерные целики без закладки очистных камер будут устойчивы в течение 4 лет.
Без закладки очистных камер зоны запредельного деформирования пород в междукамерных целиках неограниченно возрастают с течением времени. При закладке камер вторичной отработки с момента времени ? = 5 лет рост зон запредельного деформирования в междукамерном целике прекращается (рис. 3).
На рис. 4 представлены графики вертикальных перемещений в средней части кровли камеры и междукамерного целика в зависимости от времени.
Из рис. 4 видно, что при использовании закладки камер вторичной отработки вертикальные перемещения кровли камер и междукамерных целиков существенно ниже, чем без использования закладки.
1 1 ► ^
1 ► >____ 2 »--- »
/ ^ / / / X /у г* / Л' ^ /
/ У ^ / / JS^ // ^^ / / /у - -Г / -----' " 4
О 2 4 trofl
- - 6es закладки очистных камер вторичной отработки
----- с закладкой очистным камер вторичной отработки
Рис. 4. Графики вертикальных перемещений кровли очистных камер (1, 2) и междукамерных целиков (3, 4) в зависимости от времени
По результатам проведенных исследований можно сделать вывод, что своевременная закладка очистных камер стабилизирует процессы разрушения в междукамерных целиках, способствует уменьшению роста скорости вертикальных перемещений в них и тем самым уменьшению скорости оседаний земной поверхности.
Список литературы
1. Константинова С.А., Асанов В.А. Физико-механические свойства закладочного материала различного «возраста» // Маркшейдерия и недропользование. 2010. № 5.
2. Выполнить анализ результатов исследований, проведенных при вскрытии выработанного пространства, ранее образованного на карналли-товом пласте В: отчет о НИР / АО «Галургия»; рук. Н.Ф. Аникин. Березники, 1995.
3. Разработать рекомендации на опытную повторную отработку пласта ВК (в условиях рудника СКРУ-1): отчет о НИР /АО «Галургия»; рук. Н.Ф. Аникин. Березники, 1996.
4. Программа для решения плоских задач упруговязкопластичности методом конечных элементов (Earth - 2D.1)/ Свидетельство № 2011610648 о государственной регистрации программы для ЭВМ. Правообладатель: ОАО «Галургия». Заявка № 2010616586 27.10.2010; зарегистрировано в
Реестре программ для ЭВМ 11.01.11. Разработчики: М.В. Гилев, С.А. Константинова, С.А. Чернопазов, ДС. Чернопазов.
5. Константинова С. А. Об одной феноменологической модели деформирования и разрушения соляных пород при длительном действии сжимающих нагрузок // ФТПРПИ. 1983. № 3.
6. Константинова С.А, Чернопазов С.А. Развитие наследственной модели деформирования и разрушения соляных пород // ФТПРПИ. 2004. № 1.
S.A. Konstantinova, I.B. Vaulina
INFLUENCE OF WORKED OUT SPACE BACKFILLING ON STRESS STRAIN STATE OF CARNALLITE RIB PILLAR
Stress strain state of rib pillars under the influence of chambers backfilling ofprima-ry and secondary excavations is considered.
Key words: stress strain state, rib pillars, backfilling of worked out space.
Получено 10.05.12
УДК 622.28.04
П.Б. Киреев, асп., (4872) 35-20-41 (Россия, Тула, ТулГУ), И.В. Сапронов, асп., (4872) 35-20-41 (Россия, Тула, ТулГУ), М.В. Гарипов, асп., (4872) 35-20-41, garipov@list.ru (Россия, Тула, ТулГУ),
К. А. Головин, д-р техн. наук, (4872) 35-20-41, kagolovin@inbox.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МЕТОДА НАБРЫЗГ-БЕТОНА ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ КРЕПЕЙ И ТОННЕЛЕЙ
Освещается область применения набрызг-бетона, рассматриваются перспектива и области использования данного метода наряду с другими, применяемыми в данной области, а также пути модернизации и автоматизации применительно к подземному строительству.
Ключевые слова: набрызг-бетон, крепь, тоннель, выработка, опалубочный способ, тюбинги, гидроструйная цементация.
Набрызг-бетон, или торкретирование, все чаще применяют при возведении тонкостенных железобетонных конструкций (резервуаров, сводов-оболочек) и для безопалубочного закрепления туннельных выработок, образования плотного поверхностного слоя в сооружениях с повышенными требованиями к водонепроницаемости, замоноличивания швов, устранения дефектов в бетоне при ремонтно-восстановительных работах.
