Реферат з теми магістерської роботи

Вступ

В даний час для постійної крепі вертикальних шахтних стволів в основному використовується монолітна бетонна крепь (МБК), яка володіє достатньою для звичайних горно-геологічних і гірничотехнічних умов здатністю, що несе, і надійністю. Завдяки цьому МБК застосовується практично у всіх умовах, в т.ч. і не завжди обгрунтовано в складних горно-геологічних і гірничотехнічних умовах - в районах сполучень, в зонах впливу очисних робіт, при пересіченні слабких порід і виработонних просторів, за наявності агресивних вод і при високих залишкових водоприпливах.

При цьому негативні якості МБК, неістотні в звичайних умовах, у важчих умовах стають причинами порушення крепі. До таких недоліків слід віднести обмежену міцність бетону (як правило В15), крайню чутливість до нерівномірності навантаження, наявність "холодних" швів між заходкамі по бетонуванню, низьку водопроникність. З альтернативних МБК видів крепі найбільш переважною є збірна крепь із залізобетонних тюбінгів. Інші види крепі - чавунні тюбінги, монолітний залізобетон, збірні крепі з штучних елементів (цеглина, бетоніт) багато разів програють унаслідок значної вартості і трудомісткості зведення.

Залізобетонна тюбінг крепь (ЗТК) поєднує в собі високу здатність, що несе, з відносно невисокою вартістю і трудомісткістю зведення. Основні достоїнства ЗТК обумовлені виготовленням тюбінгів в заводських умовах, що дозволяють добитися високої міцності, водонепроникності і корозійної стійкості тюбінгів [1, с. 298].

Актуальність теми

Оскільки найбільш складним, дорогим і небезпечним процесом в загальному комплексі робіт по будівництву гірничо-добувних підприємств слід рахувати проходку вертикальних стволів в складних горно-геологічних умовах спеціальними способами, у тому числі заморожуванням порід, то вертикальні стволи вимагають постійного пошуку і розробки ефективних рішень по інтенсифікації їх будівництва і безремонтної експлуатації, що у свою чергу є актуальним науково-технічним завданням розвитку вугільній промисловості України.

Мета і завдання роботи

Метою магістерської роботи є –определеніє парметров взаїмодествія раствороной суміші і порідного масиву в умовах негативних температур і підвищення гідроізоляційних властивостей крепі.

В ході роботи необхідно вирішити наступні завдання:

1. Проаналізувати сили зчеплення бетонної крепі і порідного масиву при негативних температурах.

2. Лабораторні дослідження водонепроникності монолітної бетонної крепі вертикальних стволів.

3. Провести дослідження технічної документації по проходці стволів пройденних способом заморожування по данним   ГВАТ «Трест Донецькшахтопроходка».

4. Розробити комп'ютерну модель системи «-крепь-замороженій порідний масив» для обгрунтування роботи параметрів зведення крепі вертикальних стволів.

Основні результати

Найкращі техніко-економічні показники досягалися при кріпленні ствола монолітним бетоном услід за посуванням забою [2]. Проте, ця технологія не забезпечує безпеку ведення робіт і надійну герметизацію стиків між заходкамі крепі.

Багатьма дослідниками, які займаються питаннями спорудження вертикальних шахтних стволів, створена належна науково-технічна база, що забезпечила реальний прогрес в проектуванні, споруді і експлуатації шахтних стволів і дозволила частково вирішити відмічені завдання. Проте, в комплексі цих досліджень недостатньо вивченими залишаються питання взаємодії зволоженого порідного масиву з крепью і, зокрема, не вивчена така форма проявугірського тиску як вивалообразованіє з врахуванням водоприпливів; недостатньо досліджені питання управління якістю і властивостями бетону крепі з використанням сучасних високоефективних будівельних домішок; не повною мірою враховуються відмічені чинники, які обумовлюють специфіку розробки технологічних регламентів спорудження стволів; немає повної картини для цілісного уявлення про взаємодію елементів системи «технологія проходки – крепь ствола – зволожений порідний масив».

В результаті аналізу даних ГОАО «Трест Донецкшахтопроходка» виявлено, що водоприпливи понад 15 м3/час знижують швидкість проходки на 20-25%. Якщо розглядати вивалообразованіє, то воно не лише викликає погіршення умов праці, але значною мірою впливає на показники проходки: збільшуються об'єми видачі породи на поверхню і об'єми бетонних робіт. Для розробки інженерних заходів щодо зміцнення порушеною вибуховими роботами водонасиченої пріконтурной зони необхідно знати її характеристики. З цією метою було вибрано 6 ділянок в стволах на шахтах «Червоноармійсько-західна №1», «Трудовськая» і АП «Шахта ім. А.Ф. Засядько» і виконаний комплекс натурних досліджень із залученням методів шахтної геофізики [2,3]. Найбільш інформативним методом для виділення влагонасищенних зон в порідному масиві є електророзвідка [4-6]. Згідно з результатами виконаних досліджень при водонасиченні гірських порід їх прочностниє характеристики в значній мірі знижуються [2]. Пересічення стволом зон з підвищеною водоотдачей спричиняє за собою вивалообразованіє на незакріпленій прізабойном ділянці. Для проведення комп'ютерного моделювання [2] і виконання розрахунків при визначенні параметрів крепі стволів виконані лабораторні визначення показників фізіко-механічніх властивостей гірських порід, що вміщають обстежені стволи. Результати приведені в таблиці 1. Зокрема встановлені такі діапазони зміни показників міцності: для піщаників – 35.140 МПа; піщаних сланців – 40.100 МПа; глинистих сланців (аргилліто-альовролітов) – 25.60 МПа. Враховуючи вирішувану задачу, проведені випробування зразків в умовах зволоження. На мал. 1 показані графіки функції [сигма]_сж. Обробкою даних випробувань встановлені аналітичні вирази визначення міцності порід з врахуванням їх вологості.

Таблиця1. Результати визначення фізіко-механічніх властивостей порід, що вміщають обстежені стволи Донбасу

Залежність для піщаників має вигляд гіперболи:

       (1)

де 1,27<А₀<1,62; 0,9>b>0,003; w - вологість повітря

Для піщаних і глінічтих сланців вказана залежність має вигляд прямої

песчаные сланцы -        (2)

де а=96; b=-6; w - вологість порід.

глинисті сланці -        (3)

де а=49; b=-4.

Таким чином, вираження прийме вигляд:

       (4)

Отримані залежності (1-4) можуть бути прийняті як граничні умови при проведенні комп'ютерного обчислювального експірімента.

Висновок

В результаті аналізу літературних джерел визначені мета і завдання даної магістерської роботи. Отримані залежності як граничні умови при проведенні комп'ютерного обчислювального експерименту.

Анімований рисунок.  (13 кадрів, 103 кбайти, 8 повторень)

Бібліографічний список

1. Прогрессивные технологии строительства, реконструкции, реструктуризации и безопасности в капитальном строительстве предприятий угольной промышленности: материалы региональной научно-практической школы – семинара. – Донецк: Норд-Пресс, 2008. – 336 с.
2. Борщевский С. В., Плешко М. С., Лиманский Д. В. Лабораторные и компьютерные исследования водостойкости и прочности бетонной крепи. Науковий вісник Національного гірничого університету, 2007. – №5, С. 41-45.
3. Булат А. Ф., Усаченко Б. М., Яланский А. А., Паламарчук Т. А., Борщевский С. В. и др. Методическое пособие по комплексной геофизической диагностике породного массива и подземных геотехнических систем – Днепропетровск: ИГТМ им. Н. С. Полякова НАН Украины, 2004. – 75 с.
4. Тарасов Б.Г., Дырдин В.В., Иванов В.В.. Геоэлектрический контроль состояния массива.–М.: Недра, 1983. – 215 с.
5. Паламарчук Т.А., Земба В.А., Сергиенко В.Н., Слащева Е.А. Электрометрический контроль пространственно-временной изменчивости литосферы вблизи геомеханических объектов. Сб. научн. тр. – Днепропетровск: НГАУ. - Вып. 3. Т. 5. – 1998. – С. 168 – 171.
6. Глушко В.Т., Ямщиков В.С., Яланский А.А. Геофизический контроль в шахтах и тоннелях. - М.: Недра, 1987. - 278 с.
7. Конспект лекций по дисциплине "Технология сооружения горных выработок в сложных горно-геологическизх условиях (специальные способы строительстьва)", ООО Лебедь Донецк-2007. Пшеничный Ю.А., Левит В.В.
8. Федюкин В.А. Проходка стволов шахт способом замораживания. Изд-во "Недра", 1968. Стр. 1-350.