ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

Введение

В объеме горнопроходческих работ всего комплекса горных выработок особое место занимает строительство стволов. Вертикальные стволы шахт являются уникальными инженерными сооружениями по масштабу и сложности решаемых технических задач в период их строительства и эксплуатации [1]. Осуществляя связь подземных горных выработок с земной поверхностью, и будучи самыми долговременными инженерными сооружениями шахт, стволы подвергаются за десятки лет службы многочисленным изменчивым воздействиям, часто попадают в зоны геомеханического влияния разнопрочного породного массива и прилегающих горных, в том числе очистных выработок. Так как от надежности стволов зависит устойчивая работа горнодобывающего предприятия, мониторинг и обеспечение их безаварийного состояния является одной из важнейших горнотехнических проблем сегодняшнего дня [2].

Цель, объект и предмет исследований

Цель исследований: обоснование научно-практических подходов к повышению устойчивости стволов угольных шахт.

Объект исследований: вертикальные стволы угольных шахт пройденные в разнопрочном породном массиве.

Предмет исследований: напряженно-деформированное состояние геомеханической системы «ствол – крепь – приконтурный массив».

Исследовательская часть

В исследовательской части выполнен анализ:

Научная новизна и практическое значение работы

Разработана аналитическая модель «ствол – крепь – приконтурный массив» учитывающая особенности нагрузки на крепь в условиях разнопрочных слоев пересекаемых пород.

Доказано, что величина вывалообразований увязана с волновым характером распределения деформаций вокруг ствола. Установлены зависимости нагрузок на крепь от смещений окружающего массива.

Научное значение состоит в установлении закономерностей смещений приконтурного массива в зависимости от технологии проходки, прочности и времени подержания обнаженного массива.

Практическое значение работы заключается в разработке и внедрении новых способов повышения несущей способности крепи стволов.

Актуальность работы

Оценивая устойчивость стволов и возможность ее повышения, следует отметить необходимость управления режимом взаимодействия работ в забое по проходке и по креплению. Важным показателем здесь является величина отхода забоя от основного крепления и времени возведения крепи. На рис. 1 показана необходимость совокупной увязки показателей устойчивости пород в обнажениях.

Зависимость допустимой величины отхода забоя ствола от прочности пород

Рисунок 1 – Зависимость допустимой величины отхода забоя ствола от прочности пород

При проходке столов возникают явления, существенно влияющие на несущую способность крепи ствола:

  1. Воздействие постоянной бетонной или железобетонной крепи в непосредственной близости от забоя негативно сказываются на её работе с геомеханической точки зрения, поскольку крепь в период схватывания бетона испытывает повышенные нагрузки со стороны неустоявшегося забоя (на участке ствола до 3*Rств = 9–12 м от забоя).
  2. Бетон подвержен непосредственному сейсмическому воздействию в период взрывных работ [7].
Принципиальная взаимосвязь эпюры распределения горного давления

Рисунок 2 – Принципиальная взаимосвязь эпюры распределения горного давления на стены ствола в зависимости от технологической схемы проходки и величины обнажения забоя

Выводы

Технологические воздействия на углепородный массив при строительстве стволов вызывают возмущения в геосфере, приводящие к взаимообусловленным изменениям в литолого-геомеханической системе, которая, в свою очередь, оказывает влияние на инженерные конструкции, находящиеся в недрах Земли. Это свидетельствует о том, что геотехническая система всегда состоит из природной и технологической компонент, взаимодействие которых, во-первых, происходит в определенных границах формулирующейся системы взаимосвязей технологии с частью литосферы, а, во-вторых, – характер и интенсивность их взаимодействия определяется величиной и направленность технологических воздействий, а также видом и уровнем ответных реакций литосферы на эти воздействия.

Перечисленные характеристики взаимодействий являются сутью поведения системы «ствол – крепь – массив» и определяются технологией проходки и крепления стволов.

Список источников

  1. Сыркин П.С. Шахтное и подземное строительство. Введение в специальность. Ч.1. Оснащение вертикальных стволов: Учеб. пособие/ Шахтинский ин-т ЮРГТУ. Новочеркасск: ЮРГТУ, 2000. – 318 с.
  2. Козел А.М. Геомеханические вопросы проектирования и поддержания шахтных стволов, Москва: Недра, 2010г. – 288 с.
  3. Крупенников Г.А., Булычев Н.С., Козел А.М. Взаимодействие массивов горных пород с крепью вертикальных выработок, Москва, Недра, 1966 г. – 315 с.
  4. Репко А.А. Особенности деформаций бетонной крепи вертикальных стволов // Шахтное строительство. – 1987. – № 1. – С. 15–16.
  5. Новик Е.Б., Поляков А.С., Штейман О.Л. Технология сооружения вертикальных стволов. – Обзор / ЦНИЭИуголь, ЦБНТИ МУП УССР. – М., 1983. – С. 11–19.
  6. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механика подземных сооружений и конструкций крепей. Учебник для вузов. – М., Недра. – 1984. – 415 с.
  7. Левит В.В. Геомеханические основы разработки и выбора комбинированных способов крепления вертикальных стволов в структурно неоднородных породах, диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, Днепропетровск: 1998 г. – 463 с.
  8. Акимов А.Г. Влияние очистных работ на состояние вертикальных стволов угольных шахт в условиях Донбасса, автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Л:ЛГИ 1959 – 22 с.