Эффективное воспроизводство ресурса работоспособности анкерной крепи при поддержании горных выработок угольных шахт

Кулешов, Евгений Семенович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Эффективное воспроизводство ресурса работоспособности анкерной крепи при поддержании горных выработок угольных шахт
ВАК РФ 25.00.22, Геотехнология(подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации по теме "Эффективное воспроизводство ресурса работоспособности анкерной крепи при поддержании горных выработок угольных шахт"

На правах рукописи

КУЛЕШОВ Евгений Семенович

УДК 622.281.74.017. «405»

ЭФФЕКТИВНОЕ ВОСПРОИЗВОДСТВО РЕСУРСА РАБОТОСПОСОБНОСТИ АНКЕРНОЙ КРЕПИ ПРИ ПОДДЕРЖАНИИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК УГОЛЬНЫХ ШАХТ

Специальности: 25.00.22 - "Геотехнологня (подземная,открытая

и строительная)" 25.00.20 - "Геомеханнка, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2006

Работа выполнена в Шахтинском научно-исследовательском и проектно-конструкторском угольном институте (ШахтНИУИ) и Московском государственном горном университете (МГГУ)

Научный руководитель

доктор технических наук луганцев борис борисович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук,

профессор некрасов виктор васильевич

кандидат технических наук Савич олег игоревич

Ведущая организация

ЗАО «Управляющая компания «Гуковуголь» (г. Гуково)

Защита диссертации состоится « 2006 г. часов на

заседании диссертационного совета Д-212.128.03 при Московском государственном горном университете по адресу: 119991, Москва, Ленинский проспект, д. 6

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного горного университета

Автореферат разослан «

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук /1 Мельник Владимир Васильевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Вопрос обеспечения работоспособности крепи горных выработок, поддерживаемых в различных условиях среды освоения недр, является одним из основных в угледобывающей отрасли.

Обследование 62,8 км длительно поддерживаемых выработок с анкерной крепью на шахтах Российского Донбасса показало» что около 26 % протяженности выработок не соответствует требованиям Правил безопасности. Причиной неудовлетворительного состояния выработок является недостаточная несущая способность анкеров.

Снижение во времени несущей способности анкерной крепи происходит в результате естественных процессов снижения прочностных свойств пород и коррозии элементов анкеров. При ослаблении несущей способности анкеров увеличиваются смещения породного контура, возрастает количество и ширина раскрытия трещин в породах кровли, появляются локальные вывалы и завалы выработок,в связи с чем участились случаи травматизма. Около 37 % травмированных на угольных шахтах пострадали от обрушения пород.

Несмотря на широкое использование анкерной крепи в отрасли, специальных исследований по установлению влияния фактора времени и условий эксплуатации на силовые параметры анкеров до настоящего времени не проводилось. Недостаточно изучен характер изменений во времени силового баланса системы «анкерная крепь - боковые породы» при поддержании горных выработок в различных условиях.

Таким образом, исследования, направленные на разработку прогрессивных технологических решений, обеспечивающих безопасную и эффективную эксплуатацию горных выработок при использовании анкерной крепи высокой работоспособности, являются весьма актуальными.

Целью работы является установление закономерностей изменения во времени ресурса работоспособности анкерной крепи для разработки прогрессивных

технологических решений по его воспроизводству, обеспечивающих эффективное и безопасное поддержание горных выработок угольных шахт.

Идея работы заключается в использовании фрактальной модели заанкеро-ванных приконтурных породных обнажений для оценки устойчивости функционирования системы «анкерная крепь - боковые породы» и обоснования технологических решений по воспроизводству ресурса работоспособности анкерной крепи длительно поддерживаемых подготовительных выработок.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

- фрактальные модели заанкерованных породных обнажений горных выработок являют собой теоретическую базу вероятности сохранения их устойчивости при длительном поддержании в условиях отработки запасов выемочных участков;

- вероятность сохранения режима устойчивого взаимодействия анкерной крепи с приконтурным массивом сухих пород непосредственной кровли изменяется во времени равномерно; а при наличии в непосредственной кровле увлажнённых пород резко возрастает вероятность потери их устойчивости в результате исчерпания работоспособности анкеров из-за коррозионного износа;

- вероятность снижения эксплуатационной надежности горных выработок по причине потери устойчивости пород кровли в функции времени минимизируется посредством восстановления работоспособности анкерной крепи нагнетанием твердеющих смесей в свободный объём шпуровой полости.

Научная новизна работы заключается в следующем:

-установлено, что фрактальная модель заанкерованного приконтурного породного обнажения является объективной основой прогнозирования вероятности сохранения требуемого уровня эксплуатационной надежности горных выработок, поддерживаемых в сухих и увлажненных породах;

- впервые установлены статистически значимые зависимости несущей способности анкерной крепи от времени эксплуатации выработок, пройденных в горных породах различного состава, крепости и водообильности;

-определены вид и показатели коррозии элементов анкерной крепи для однородных по составу коррозионных воздействий зон эксплуатации;

- разработана имитационная модель силового взаимодействия элементов геотехнологической системы «анкерная крепь - боковые породы» во времени;

- выявлено различие характера разрушения сухих и увлажнённых пород кровли в процессе поддержания выработок при снижении работоспособности анкерной крепи в функции времени.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

- представительным объёмом экспериментальных исследований, выпол-

ненных по апробированным методикам (обследовано 62,8 км 91 горной выработки 9 шахт Российского Донбасса);

- оценкой работоспособности 720 анкеров в 17 выработках, результаты которой подтверждают адекватность выявленным закономерностям (расхождения не более 20 %);

- корректным использованием современных методов исследований (фрактальной геометрии, теории вероятностей, математической статистики и имитационного моделирования);

- положительными результатами опытно-промышленных испытаний технологии заполнения твердеющей смесью свободного объёма шпуров с анкерами в людском ходке №1 шахты «Комсомольская правда».

Научное значение работы состоит в выявлении закономерностей изменений во времени работоспособности анкерной крепи для обоснования параметров технологии эффективного воспроизводства её ресурсного потенциала при поддержании горных выработок угольных шахт.

Практическое значение диссертации заключается в:

- разработке методики оценки состояния анкерной крепи, породных обнажений и приконтурного массива в поддерживаемых выработках;

- разработке инструкции ло расчету и применению анкерной крепи, типовых материалов для проектирования выработок с анкерной крепью, руководства по повышению несущей способности анкерной крепи;

- разработке технологии повышения несущей способности анкерной крепи

в длительно поддерживаемых выработках.

Диссертация является логическим завершением целенаправленных исследований, выполненных в 1990-2001 гг. в соответствии с тематическим планом НИОКР ШахтНИУИ, в том числе по работе 0692527000 «Исследование срока службы анкерной крепи на шахтах ПО «Ростовуголь» и Государственному контракту №2001-02-276 «Разработать способы и средства повышения несущей способности анкерной крепи распорно-замкового типа в выработках с длительным сроком эксплуатации».

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и получили одобрение на заседаниях ученого совета ШахтНИУИ (Шахты, 19902006), Всесоюзной научно-технической конференции «Системный подход в горном деле. Проблемы, теория, методы» (Москва, 1991), научной конференции Шахтинского института НГТУ (Новочеркасск-Шахты, 1995), Международных симпозиумах в рамках «Недели горняка» МГГУ (Москва, 2003-2005), научном семинаре кафедры «Подземная разработка пластовых месторождений» МГГУ (Москва, 2006).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 12 работ, в том числе 9 научных статей и 3 нормативных документа.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и содержит 159страниц, 35 рисунков, 46 таблиц, список литературы из 109 наименований.

Автор выражает благодарность сотрудникам ШахтНИУИ В.В. Беликову. И.И. Мартыненко и А.И. Чавкину за помощь в проведении шахтных исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Наглядным примером применения ресурсосберегающих технологий в горном производстве является использование анкеров для крепления горных выработок. Экономическая эффективность применения анкерной крепи по сравнению с другими видами крепи общеизвестна. Методы расчета параметров анкерной крепи базируются на общепризнанных теориях и расчетных схемах, прошедших широкую промышленную проверку.

Значительный вклад в теорию и практику анкерного крепления внесли российские ученые: А.А. Борисов, В.М. Волжский, В.Г, Лаврик, В.А, Лидер, И.А. Мартыненко, Н.И. Мельников, В.В. Некрасов, Л.А.Петров, А.А. Привалов, В.М. Рогинский, В.М. Семевский, Б.И. Стрыгин, Б.Д. Терентьев, В.А. Ткачев, АЛ. Широков, Г.Г. Штумпф, И.А. Юрченко и другие.

За более чем 40-летний период в Российском Донбассе закреплено анкерами 4,5 тыс.км горных выработок. В настоящее время на шахтах поддерживается 138 выработок общей протяженностью около 102 км, в которых анкерная крепь используется как постоянная.

Более чем в 90 % длительно поддерживаемых выработок с анкерной крепью установлены при проходке распорно-замковые анкера ЭС-1, ШР-1, ВНИИ-ОМШС, АД, изготавленные из стали СтЗ или Ст5 (ГОСТ 2590-88).

Анализ объемов ежегодного ремонта выработок с длительным сроком поддержания показал, что около 65 % протяженности ремонтируемых выработок было при проходке закреплено анкерами. Основной объём перекрепления таких выработок (94,5 %) осуществляется после 10 лет эксплуатации. Объёмы ремонта с ростом времени поддержания выработок нарастают.

Причиной неудовлетворительного состояния выработок являются отказы анкерной крепи. Наиболее интенсивно поток отказов анкерной крепи увеличивается после 8-9 лет эксплуатации.

В общей структуре отказов выделяются 2 группы отказов: постепенные и внезапные. В первом случае в породах кровли идет постепенное накопление по-

вреждений и деформаций, которые можно контролировать визуально. Внезапные отказы характеризуются обрушением без промежуточных явлений и представляют наибольшую опасность.

Перекрепление выработки осуществляется обычно металлической рамной крепью. Рост затрат на поддержание и ремонт выработок с анкерной крепью с течением времени свидетельствует об ограниченном сроке ее работоспособного состояния.

Дня решения вопроса обеспечения длительного безремонтного поддержания выработок с анкерной крепью необходимо выполнить следующее:

- определить факторы, активно влияющие на изменение силовых параметров распорно-замковых анкеров;

- установить зависимость несущей способности анкерной крепи от времени эксплуатации для типичных условий;

- разработать эффективные решения, обеспечивающие устойчивость длительно поддерживаемых выработок с анкерной крепью;

- обобщить результаты исследований в форме нормативного документа.

Основными параметрами анкерной крепи являются: длина анкеров, плотность анкерования (анк./м2), предварительный распор, сопротивление крепи (кН/м2).

В работах И.А. Юрченко и Е.В. Курганского несущая способность (И) распорно-замковых анкеров рассматривается как функция от крепости пород / и смещения анкера 6:

Р = (1)

где ¡1 - коэффициент, зависящий от конструкции анкера (д = 15-17).

Из формулы (1) следует, что снижение крепости пород в связи с выветриванием и увлажнением в период поддержания выработки должно приводить к снижению несущей способности крепи.

Установка анкеров приводит к образованию геотехнологической системы "анкерная крепь-порода", которая сохраняет устойчивое состояние при;

Дра >РВН , ' (2)

1=1

где X Ра - суммарная несущая способность анкеров на 1 погонный метр выработ-¡=1

ки;

Р„н - внешняя нагрузка на анкерную крепь на участке выработки длиной 1

м;

п - количество анкеров на 1 погонный метр выработки. Динамика развития силового взаимодействия элементов системы «анкерная крепь-порода» показана на рис.1.

Рис. 1 Динамика силового взаимодействия элементов системы «анкерная крепь-порода»

Из рис. 1 видно, что рост нагрузки на крепь (Рвн) со временем становится менее интенсивным при равномерном снижении несущей способности анкерной крепи (Ра).

В период ti внешняя нагрузка не превышает несущей способности анкерной крепи и состояние выработки характеризуется как устойчивое. В период времени (ticP) (точка А) сопротивление крепи Fft равно внешней нагрузке FBH..Ecjm время эксплуатации больше чем tKPi появляется опасность отказа анкерной крепи.

Вероятность отказа крепи и обрушения пород кровли при времени эксплуатации, превышающем tKP) можно определить, используя в качестве модели заанке-рованной крепи нагруженное фрактальное дерево С. Солла с двумя характеристиками прочности ребер Fon и "yFon и долей ребер прочностью тР0П, равной а В этом

случае вероятность разрушения ребер n-го уровня фрактального дерева определяется из выражения:

pn = pjFpa3P<Fn}=(1_a)

1-ехр

Fn Fon.

+ cr

l — exp

Y-К

(3)

При длительном поддержании выработок значения а и 7 будут постепенно снижаться: а - за счет роста интенсивности трещиноватости, у ~ вследствие коррозии элементов анкерной крепи. При закреплении анкеров в сухих породах 7> 1 всегда, в увлажненных породах 7 может принимать значения меньше единицы.

Численные решения зависимости (3) дают представление об изменении вероятности разрушения Рг породного блока с анкерами (табл. 1).

Таблица 1 — Вероятность разрушения

Характеристики массива Т„ лет

0 5 10 15 20

Сухие породы 10 8 6 4 2

tí* 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1

Рз 0,0040 0,0060 0,011 0,0245 0,093

Р„ 0,1642 ОД 970 0,2304 0,2644 0,3013

Увлажненные породы 10 6 2 0,5 0,2

oí* 0,5 0,3 0,3 0,3 0,3

Увлажнённые породы Ъ 0,004 0,011 0,093 0,7818 0,999

Рг 0,1642 0,2304 0,2551 0,4647 0.5271

Из табл.1 видно, что вероятность разрушения сухих пород непосредственной кровли, закрепленной анкерами, Рг возрастает с течением времени по линей-

ному закону. В увлажненных породах кровли резкий рост вероятности разрушения происходит при снижении силовых параметров анкеров ниже уровня прочности пород.

Дня сравнения результатов расчетов с фактическими данными на 9 шахтах в 61 выработке были проведены замеры несущей способности анкеров. По величине коэффициента крепости пород кровли все выработки были разделены на 4 группы. В первую группу включены выработки с крепостью пород f =3-4; во вторую группу -f = 5-6; третью - f = 7-8 и четвертую - f =9-12. В каждой группе выработки разделены на две подгруппы по влажности пород кровли.

За несущую способность анкеров принималась наибольшая стабильная, извлекающая нагрузка при смещении нагруженного конца анкера на 60 мм. Извлекающая нагрузка создавалась гидравлическим прибором ПКА-1 конструкции КузНИИ, развивающим тяговое усилие до 110 кН при ходе штока на 150 мм.

Обработка полученных в ходе шахтных исследований результатов методами математической статистики позволила установить зависимость несущей способности анкеров Fa (кН) от срока эксплуатации Т3, (лет) выработки с породами кровли к различной крепости и влажности (табл. 2).

Таблица 2- Зависимости несущей способности анкеров от времени эксплуатации

Цитологический состав и крепость пород по М.М.Протодьяконову Зависимости несущей способности анкеров Б, от срока эксплуатации Т,

Сухие породы Увлажнепные породы

Глинистые и песчано-глинистые сланцы Г = 3-4 F(=67,34-2,61 Тэ (4) +9,707 (5)

Крепкие глинистые сланцы, песчано-глиннстые сланцы и некрепкие песчаники f = 5-6 Fa = 76,65-1,76 Т? (6) Fa=68,94-5,12Т3+0,149Т,1 (7)

Песчаные сланцы и песчаники Г = 7-8 F, = 77,22-1,54Т, (8) Fa=7O,61-O,O99TVO,0STs2 (9)

Песчаники и известняки крепкие песчаники f = 9-12 Fa=71^8-1,39T3-0,108T,2(11)

В полученных зависимостях (4-11) индекс корреляции } изменяется от 0,645 до 0,933. Критерий Фишера больше табличного при доверительной вероятности 0,95, а критерий Стъюдента Т = 7,74. Следовательно, полученные зависимости выражают реальную связь и хорошо аппроксимируют результаты измерений.

Графическая интерпретация приведенных зависимостей показана на рис. 2 и рис. 3,

Рис. 2 Зависимость несущей способности анкерной крепи распорно-замкового типа (Ра) от срока эксплуатации (Тэ) в сухих породах крепостью (ф

Графики показывают, что при длительной эксплуатации анкерной крепи в условиях сухих пород анкеруемой толщи несущая способность крепи снижается по линейному закону, В условиях увлажненного массива снижение несущей способности анкерной крепи описывается многочленами второго порядка..

Результаты шахтных исследований подтверждают результаты аналитических исследований с использованием фрактальной модели заанкерованной кровли подготовительной выработки с учетом гидрогеологических особенностей массива.

Полученные зависимости могут быть использованы при прогнозировании периода работоспособного состояния анкерной крепи распорного типа в подер-живаемых горных выработках угольных шахт; при планировании сроков и объемов ремонтных работ в выработках с анкерной крепью, а также при расчете параметров анкерной крепи с учетом времени эксплуатации в широком диапазоне геологических и горнотехнических условий.

б в 10 12 14 16 18 20

Рис. 3 Зависимость несущей способности анкерной крепи распорного типа (Ра) от срока эксплуатации (Тэ) и крепости увлажненных пород ф.

Установленные закономерности изменения несущей способности анкеров во время эксплуатации позволили разработать методику оценки работоспособности анкерной крепи в выработках с длительным сроком поддержания. Методика регламентирует порядок оценки состояния крепи и пород кровли выработки и включает определение:

— фактической несущей способности замков анкеров Рф и коэффициента работоспособности анкерной крепи (Кр); Кр = Рф/Рр(Рр — расчётная несущая способность анкеров; при Кр>1 анкерная крепь считается работоспособной);

— фактических геометрических размеров остаточных сечений и прочностных параметров, подвергшихся коррозии элементов анкерной крепи;

— состояния породных обнажений и приконтурного массива выработки.

Для однородных по составу коррозионных воздействий зон эксплуатации

определены качественные особенности и количественные показатели коррозии элементов анкерной крепи (табл. 3). Оценка коррозионных потерь элементов анкерной крепи проводилась на основе метода полевых испытаний.

Таблица 3 - Показатели коррозии элементов анкера в однородных зонах эксплуа-

тации

№ п/п Характеристика однородной зоны эксплуатации по составу коррозионных воздействий Наименование конструктивного элемента Показатели коррозии

Вид коррозионных повреждений Скорость коррозии V, мм/год

1 Породы кровли не обводнены, свежие потоки воздуха, \У=70-85 %, г = 16-20°С Стержень Сплошная равномерная коррозия пятнами 0,05-0,11

Опорная плитка Сплошная равномерная 0,05-0,17

2 Породы кровли не обводнены, исходящие потоки воздуха, \"/=85-100% 1=20-30°С Стержень Сплошная, локальная нерав-номер-ная 0,49-0,82

Опорная плитка Сплошная равномерная 0,33-0,62

3 Увлажненные породы при любом температур-но-влажностном режиме Стержень Язвенная коррозия, сплошная неравномерная 0,27-0,35

Опорная плитка Сплошная, коррозия язвами 0,22-0,31

В выделенных зонах эксплуатации анкерной крепи наибольший коррозионный износ наблюдается в выработках, служащих для отвода исходящей струи воздуха при его относительной влажности = 85-100% и температуре 20-30°С.

Состояние породных обнажений определялось визуально, приконтурный массив в пределах глубины анкерования исследовался с использованием оптического прибора типа РВП конструкции ШахтНИУИ.

Обобщение и анализ результатов обследования выработок позволил установить протяженность выработок на шахтах Российского Донбасса, подлежащих ремонту (табл. 4).

Таблица 4 - Протяженность выработок, подлежащих ремонту, м

Виды работ

Перекрепление с установкой рамной крепи Повышение несущей способности анкерной крепи Защита от коррозии Другие работы Всего

14940 28370 17040 28370 94670

Из табл.4 видно, что в настоящее время около 43 км выработок необходимо перекрепить с установкой рамной крепи или повысить несущую способность анкерной крепи.

Требования к средствам и способам повышения несущей способности анкерной крепи следующие:

- обеспечить работоспособность анкерной крепи в период остаточного срока службы выработки;

- быть надежными в условиях воздействия различных факторов в процессе поддержания выработки;

- быть универсальными, применимыми при анкерной крепи любой конструкции;

- не содержать дорогостоящих и дефицитных материалов;

- использовать пневматическую, электрическую (127 В) энергию или иметь автономный источник энергии.

Сравнение способов повышения несущей способности анкерной крепи показало, что наиболее экономичным является инъекционный способ, суть которого состоит в том, что свободное пространство скважин с анкерами заполняется твердеющей смесью.

Были разработаны соответствующая технология и техническое задание на комплект оборудования ПНШ.

Опытный образец комплекта оборудования ПНШ с требуемыми параметрами (табл. 5) был изготовлен ООО «Компания «Ростовуголь».

Таблица 5 - Параметры и характеристики комплекта ПНШ и способа по вышения несущей способности анкеров

Наименование параметров Величина

Конструкция анкеров, характеристик Металлические распорно-замковые и клино-щелевые

Длина анкера, м 1,4-2,4

Диаметр стержней анкеров, мм 20-24

Диаметр шпуров с анкерами, мм 42-43

Водоцементное отношение твердеющей смеси по весу, В:Ц 0,40-0,43

Марка цемента Портландцемент М400-М500

Полный объем ёмкости, л 42,5

Наименование параметров Величина

Рабочий объем, л 35,0

Рабочее давление нагнетания, МПа:

Номинальное 0,35

максимальное 0,50

Раствороподающий рукав:

диаметр, мм 38

длина, м 6

Испытания комплекта ПНШ проведены на шахте «Комсомольская правда» в людском ходке уклона № 1.

На участке ходка длиной 73 м было проведено заполнение твердеющей смесью свободного объема скважин 219 распорно-замковых анкеров.

До начала испытаний была определена несущая способность анкеров. В среднем она составляла 23 кН при коэффициенте работоспособности крепи Кр= 0,58.

Через трое суток после заполнения свободного объема скважин твердеющей смесью средняя несущая способность анкеров составила 68 кН при коэффициенте работоспособности крепи Кр = 1,7, т.е. силовые параметры анкерной крепи стали соответствовать требованиям нормативных документов.

По результатам промышленных испытаний комплект оборудования ПНШ признан работоспособным, а способ усиления анкерной крепи - эффективным.

Применение инъекционного способа повышения несущей способности анкерной крепи на шахтах в длительно поддерживаемых выработках в сравнении с затратами на перекрепление рамной крепью дает около 2700 рублей реальной экономии на каждом метре выработки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, являющейся научно-квалификационной работой, на основании выполненных автором исследований изложены научно обоснованные технологические решения по эффективному воспроизводству ресурса работоспособности анкерной крепи при поддержании горных выработок, имеющие существенное

значение для угольной промышленности России.

Основные научные и практические результаты исследований состоят в следующем:

1. На основании анализа опыта поддержания горных выработок установлено, что основной причиной их неудовлетворительного состояния являются отказы анкерной крепи, несущая способность которой снижается в функции времени.

2. Доказано» что фрактальная модель заанкерованной кровли горной выработки является научной базой объективного прогнозирования устойчивости породных обнажений горных выработок в системе «крепь-боковые породы» с учетом гидрогеологических особенностей массива.

3. Установлены зависимости несущей способности распорно-замковых анкеров от времени эксплуатации в различных горно-геологических условиях, характеризующие тенденцию линейного и нелинейного ее убывания в функции времени применительно к горным выработкам, поддерживаемым в массиве соответственно сухих и увлажненных пород.

4. Выявлена тенденция равномерного возрастания вероятности потери устойчивости заанкерованных сухих пород кровли при длительном поддержании выработки, а наличие увлажненных пород характеризуется резким ростом вероятности потери их устойчивости при снижении работоспособности анкеров , что объективно предопределяет эффективность разработки прогрессивных технологических решений по воспроизводству ресурса работоспособности анкерной крепи,

5. Определены качественные особенности и количественные показатели коррозии элементов металлических анкеров для однородных по составу коррозионных воздействий зон эксплуатации на угольных шахтах.

6. Предложена и внедрена методика оценки состояния металлической анкерной крепи и породных обнажений в выработках с длительным сроком поддержания для разработки действенных технологических решений по обеспечению работоспособности крепи и устойчивости выработки,

7. Разработана технология повышения работоспособности анкерной крепи в выработках в течение всего срока эксплуатации и определены основные её пара-

метры. Обоснована целесообразность использования в качестве заполнителя шпуровой полости с анкерами двухкомпонентной смеси на основе сульфатостой-кого цемента М400-500 с водоцементным отношением 0,40-0,43. Предложено твердеющую смесь подавать под давлением 0,35-0,5 МПа, при этом степень заполнения шпуровой полости составляет 95 % свободного объёма.

8. Реализация технологии повышения несущей способности анкерной крепи обеспечивает коэффициент работоспособности анкеров не менее 1,5-1,7, сопротивление крепи - 66-70 кН/м2, что 1,7 раза больше номинального.

9. Результаты исследований вошли в инструкцию по расчёту и применению анкерной крепи, типовые материалы для проектирования выработок с анкерной крепью и руководство по повышению несущей способности анкерной крепи.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах автора:

1. Кулешов Е.С. О взаимодействии анкерной крепи и пород во време-ни//Струговая выемка: Сб. науч. тр. - Шахты: ИГД им. A.A. Скочинского — ШахтНИУИ. - 1990. - С Л 5-18.

2. Кулешов Е.С., Бондаренко А.П., Мартыненко ИЛ. Влияние прочности и обводненности пород на несущую способность анкерной крепи при длительной э ксплуатации//Струговая выемка: Сб. науч. тр. - Шахты: ИГД им. A.A. Скочинского - ШахтНИУИ. - 1990. - С. 19-27.

3. Кулешов Е.С. Учет временного фактора при проектировании выработок с анкерной крепью//Системный подход в горном деле: Тез. докл. Всесоюзн. на-учн.-техн. конф. молодых ученых и специалистов угольн. промышленности. - М., 1991.-С. 31-32.

4. Инструкция по расчёту и применению анкерной крепи на шахтах Ростовской области/А.П. Бондаренко, С.А. Санин, Е.С. Кулешов и др. — Шахты: ШахтНИУИ, 1993. - 121 с.

5. Сечения горных выработок с анкерной крепью. Типовые материалы для проектирования 3950-95/В.Б. Глухов, А.П. Туров, Е.С. Кулешов и др. — М.: Центрогипрошахт, 1995. - 223 с.

6. Кулешов Е.С. К методике кратковременных испытаний распорно-замковых анкеров//Ресурсосберегающие методы и средства разработки угольных месторождений: Тез. докл. науч. конф. ШИ НГТУ. - Новочеркасск: НГТУ, 1995. -С. 21-23.

7. Кулешов Е.С. Прогнозирование ресурса анкерной крепи//Научно-технические проблемы строительства и охраны горных выработок: Сб. научи, тр.-Новочеркасск: НГТУ, 1996. - С. 58-62.

8. Руководство по повышению несущей способности длительно эксплуатируемой анкерной крепи распорно-замкового и клинощелевого типов на шахтах Ростовской области/В.В.Беликов, Е.В.Воробьев, Е.С. Кулешов и др. - Шахты: ШахтНИУИ, 2001. - 43 с.

9. Луганцев Б.Б., Лущик А.Г., Кулешов Е.С. Имитационные модели разрушения пород и угля в подземных горных выработках//Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2004. - Прил. №7. - С.23-25.

10. Беликов В.В., Кулешов Е.С. Испытание способа повышения несущей способности анкерной крепи в горных выработках с большим сроком службы// Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки.-2004.- Прил. №7. - С.63-66.

П. Луганцев Б.Б., Кулешов Е.С., Беликов В.В. Методика оценки состояния анкерной крепи распорно-замкового типа в длительно эксплуатируемых выработках угольных шахт//Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. — 2004. -Прил.№7. - С. 66-76,

12. Кулешов Е.С. Оценка состояния выработок с анкерной крепью на шахтах Российского Донбасса//Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. Специальный выпуск. - 2005. - С. 94-98.

Подписано в печать 08.06.2006 г. Формат 60x90/16 Объем 1.0 печ. л. Тираж 100 экз. Заказ № Типография МГГУ, Ленинский проспект, 6

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Кулешов, Евгений Семенович

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 Характеристика условий содержания выработок, закрепленных анкерной крепью на шахтах Российского Донбасса.

1.2 Типы и конструкции анкеров в поддерживаемых выработках.

1.3 Состояние выработок, виды и характер ремонта.

1.4 Анализ нормативных документов, регламентирующих срок службы анкерной крепи.

1.5 Цель работы и задачи исследований.

Выводы.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ АНКЕРНОЙ КРЕПИ И ПОРОД ВО ВРЕМЕНИ.

2.1 Выбор критерия оценки работоспособности анкерной крепи.

2.2 Выявление и анализ факторов, влияющих на несущую способность анкерной крепи.

2.3 Исследование работы анкерной крепи при поддержании горных выработок угольных шахт.

2.4 Фрактальная модель заанкерованной кровли выработки - объективная основа прогнозирования её устойчивости.

Выводы.

3 ШАХТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ФАКТОРА ВРЕМЕНИ НА НЕСУЩУЮ СПОСОБНОСТЬ РАСПОРНО-ЗАМКОВЫХ АНКЕРОВ

3.1 Выбор объектов испытаний в основные методические положения исследований.

3.2 Исследование изменения во времени несущей способности замковых анкеров в необводнённых породах.

3.3 Исследование влияния времени на несущую способность замковых анкеров в условиях увлажненных пород.

Выводы.

4. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ВЫРАБОТОК С АНКЕРНОЙ КРЕПЬЮ НА

ШАХТАХ РОССИЙСКОГО ДОНБАССА.

4.1 Методические основы оценки состояния анкерной крепи и породных обнажений в горных выработках.

4.2 Состояние крепи и выработок с анкерной крепью на шахтах Российского Донбасса.

Выводы.

5. РАЗРАБОТКА ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ АНКЕРНОЙ КРЕПИ ПРИ

ПОДДЕРЖАНИИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК.

5.1 Краткий обзор и анализ способов и средств усиления анкерной крепи на шахтах. Выбор способа усиления .'.

5.2 Разработка техники и технологии повышения работоспособности анкерной крепи распорно-замкового типа.

5.3 Промышленные испытания способа повышения работоспособности анкерной с использованием комплекта оборудования ПНШ.

5.3.1 Характеристика условий содержания людского ходка уклона №

5.3.2 Оценки работоспособности анкерной крепи.

5.3.3 Технологическая схема, порядок выполнения и содержание работ

5.3.4 Затраты и баланс рабочего времени.

5.3.5 Технико-экономические показатели.

5.4 Оценка эффективности технических решений, обеспечивающих работоспособность анкерной крепи при поддержании выработок.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Эффективное воспроизводство ресурса работоспособности анкерной крепи при поддержании горных выработок угольных шахт"

В практике крепления выработок угольных шахт анкерная крепь получила довольно широкое распространение. Значительные объёмы горнопроходческих работ с использованием анкерной крепи выполняются на шахтах Донбасса, Кузбасса, Воркуты и других угледобывающих регионов страны. Экономическая эффективность и целесообразность такого вида крепления горных выработок общеизвестны.

В настоящее время на шахтах в Восточном Донбассе поддерживается 144 выработки с анкерной крепью общей протяженностью 138 км, из них около 102 км закреплено анкерами постоянно.

Обеспечение надежности крепи и горной выработки всегда было одной из важнейших научно-технических проблем в горном деле. В последние годы на угольных шахтах Донбасса обострилась проблема обеспечения надёжности выработок, закрепленных анкерной крепью распорно-замкового типа (ЭС, ШК-1, АД-1, ВНИИОМШС, КЛЩ) и имеющих длительные сроки поддержания.

Обследование 62,8 км выработок с анкерной крепью, имеющих длительные сроки поддержания, на 9 шахтах показало, что в настоящее время около 26 % не соответствует существующим требованиям Правил безопасности. Ремонт таких выработок означает их полное перекрепление, на что потребуются значительные материальные и трудовые ресурсы.

Причиной неудовлетворительного состояния выработок является низкая работоспособность анкерной крепи, обусловленная недостаточной несущей способностью замков анкеров и коррозионным износом элементов крепи.

Снижение во времени главного эксплуатационного показателя анкерной крепи - несущей способности происходит в результате естественных процессов снижения прочностных свойств анкеруемых пород и коррозии элементов крепи в условиях агрессивной шахтной атмосферы. При ослаблении несущей способности анкеров увеличиваются смещения породного контура, возрастает количество и ширина раскрытия трещин, появляются локальные вывалы и завалы выработок. Участились случаи травматизма от обрушения пород (около 37 % пострадавших в шахте).

Несмотря на широкое использование анкерной крепи в отрасли, специальных исследований по установлению влияния фактора времени и условий эксплуатации на силовые параметры анкеров до настоящего времени не проводилось. Нет четких представлений о характере изменений во времени силового баланса системы «анкерная крепь — порода». Не разработаны эффективные меры по повышению работоспособности анкерной крепи при длительной эксплуатации выработок.

Таким образом, исследование, направленное на установление закономерностей изменения во времени работоспособности анкерной крепи для разработки технических решений, обеспечивающих надёжность крепи и безопасность работ при длительной эксплуатации выработок с анкерной крепью представляются весьма актуальным.

Идея работы заключается в использовании фрактальной модели заанке-рованной кровли горной выработки для оценки устойчивости функционирования системы «анкерная крепь-порода» в течение времени.

Методы исследований. В работе использован комплексный метод исследований, включающий аналитические методы с привлечением фрактального моделирования, инструментальные наблюдения в натурных условиях с использованием апробированных и разработанных автором методик с последующей обработкой результатов методами математической статистики, лабораторные исследования коррозионных потерь элементов анкерной крепи на основе метода полевых испытаний с корректными допущениями и аргументацией, а также опытно-промышленная проверка принятых решений.

Основные научные положения:

- фрактальная модель заанкерованной кровли горной выработки являет собой теоретическую базу прогнозирования вероятности сохранения устойчивости сухих и увлажнённых пород при длительном поддержании выработок, даёт теоретическое объяснение наблюдаемым явлениям обрушения блоков пород с анкерами;

- при поддержании горных выработок вероятность разрушения сухих пород непосредственной кровли изменяется во времени равномерно; а вероятность разрушения увлажненных пород резко возрастает при снижении несущей способности в результате коррозионного износа анкеров при достижении уровня прочности пород;

- вероятность деформирования и последующего обрушения отдельных блоков увлажнённых заанкерованных пород при длительном поддержании горных выработок может достигать значений, близких единице;

- снижение вероятности разрушения пород кровли выработок в функции времени достигается путём восстановления работоспособности анкерной крепи нагнетанием твердеющих смесей в свободный объём шпуровой полости.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- установлено, что фрактальная модель заанкерованной кровли горной выработки является объективной основой прогнозирования её устойчивости в сухих и увлажнённых породах;

- впервые определены вид и показатели коррозии элементов анкерной крепи для однородных по составу коррозионных воздействий зон эксплуатации;

- разработана имитационная модель силового взаимодействия элементов геотехнологической системы «анкерная крепь-порода» во времени;

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

- представительным объёмом экспериментальных исследований, выполненных по апробированным методикам (обследовано 62,8 км 91 горной выработки 9 шахт Российского Донбасса);

Практическое значение работы состоит в:

- использовании её результатов при разработке: инструкции по расчету и применению анкерной крепи, типовых материалов для проектирования выработок с анкерной крепью, руководства по повышению несущей способности анкерной крепи;

- разработке технологии повышения несущей способности анкерной крепи в длительно поддерживаемых выработках.

Реализация результатов работы. Результаты исследований использованы при разработке: «Инструкции по расчёту и применению анкерной крепи на шахтах Ростовской области» (Шахты, 1993); «Сечения горных выработок с анкерной крепью (типовые материалы для проектирования)» (Москва, 1995), утверждённых департаментом угольной промышленности РФ; «Руководства по повышению несущей способности анкерной крепи распорно-замкового и кли-но-щелевого типов на шахтах Ростовской области», (Шахты, 2001), а также шахтами ООО «Компания «Ростовуголь» при оценке состояния выработок с анкерной крепью и разработке паспортов усиления анкерной крепи, что подтверждено соответствующими актами.

Диссертационная работа является логическим завершением целенаправленных исследований, выполненных в 1989-2005 гг. в соответствии с тематическим планом НИОКР ШахтНИУИ, в том числе по работам: «Исследование срока службы анкерной крепи на шахтах ПО «Ростовуголь» и «Разработать способы и средства повышения несущей способности анкерной крепи распорно-замкового типа в выработках с длительным сроком эксплуатации».

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Кулешов, Евгений Семенович

ВЫВОДЫ

1. Основным приемом традиционных технологий обеспечения работоспособного состояния выработок с анкерной крепью является их полное перекрепление. Способ с позиции геомеханики - пассивный, и по экономическим соображениям дорогостоящий и при нынешнем положении в отрасли практически не осуществим.

2. Из всей номенклатуры потенциальных способов, повышение работоспособности анкерной крепи в выработке путем заполнения свободного объема скважин с анкерами твердеющей смесью является наиболее приемлемым, универсальным и обоснован исследованиями фрактальной модели заанкерованной кровли.

3. Комплект технологического оборудования с пневмонагнетателем ПНШ в полной мере отвечает технико-экономическим требованиям к средствам и способам обеспечения работоспособности анкерной крепи. Испытания на полномасштабном стенде показали работоспособность оборудования и возможность реализации способа в производственных условиях.

4. Шахтные испытания проведены в людском ходке уклона №1 шахты «Комсомольская правда». После 26 лет эксплуатации средняя несущая способность распорно-замковых анкеров составляет 41 кН, сопротивление крепи 26 кН/м , коэффициент работоспособности 0,65. ? ^;

5. Проведенные шахтные испытания инъекционного способа усиления анкерной крепи убедительно доказали его техническую целесообразность и экономическую эффективность.

Несущая способность анкеров через 7 суток после усиления составила 64

L>S , 2

88 кН. Сопротивление анкерной крепи не менее 47кН/м , а коэффициент работоспособности - 1,-17.

Экономический эффект составляет 2740 рублей на 1 м выработки в сравнении с традиционным способом.

148

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты исследований состоят в следующем:

2. Доказано, что фрактальная модель заанкерованной кровли горной выработки является научной базой объективного прогнозирования устойчивости породных обнажений горных выр'аботок с учетом гидрогеологических особенностей массива.

3. Установлены зависимости несущей способности распорно-замковых анкеров от времени эксплуатации в различных горно-геологических условиях, характеризующие тенденцию линейного и нелинейного убывания несущей способности анкерной крепи горных выработок, поддерживаемых в массиве соответственно в сухих и увлажненных породах в функции времени.

4. Выявлена тенденция равномерного возрастания вероятности разрушения сухих пород кровли при длительном поддержании выработки, а в увлажненные породы характеризуются 'резким ростом вероятности разрушения при снижении несущей способности анкеров при достижении предельного уровня прочности пород.

5. Определены вид и показатели коррозии элементов металлических анкеров для однородных по составу коррозионных воздействий зон эксплуатации на угольных шахтах.

7. Разработана технология повышения работоспособности анкерной крепи в выработках в течение всего срока эксплуатации и определены основные её параметры. Обоснована целесообразность использования в качестве заполнителя шпуровой полости с анкерами двухкомпонентной смеси на основе сульфато-стойкого цемента М400-500 с водоцементным отношением 0,40-0,43. Предложено твердеющую смесь подавать под давлением 0,35-0,5 МПа, при этом заполнение шпуровой полости составляет 95 % свободного объёма.

8. Реализация технологии повышения несущей способности анкерной крепи обеспечивает коэффициент работоспособности анкеров не менее 1,5-1,7, сопротивление крепи - 66-70 кН/м , что 1,7 раза больше номинального.

150

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Кулешов, Евгений Семенович, Москва

1. Шахты Донецкого бассейна /Под ред. А.П. Судоплатова и A.M. Курно-сова. - М.: Недра, 1965. - 611 с. -

2. Исследование работы штанговой крепи и ее внедрение на шахтах комбинатов «Ростовуголь» и «Гуковуголь» (обобщение работ, выполненных в 1961-71 гг.): Отчёт о НИР/ШахтНИУИ. Шахты, 1971. - 211 с.

3. Отраслевая инструкция по применению металлических, сборных железобетонных и анкерных крепей в подготовительных выработках угольных и сланцевых шахт. М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1985. - 105 с.

4. Инструкция по расчету и применению анкерной крепи на шахтах Ростовской области/ А.П. Бондаренко, Е.С. Кулешов, И.И. Мартыненко. Шахты, 1993.-121 с.

5. Исследовать физико-механические и химические свойства материалов и горных пород на шахтах комбината «Ростовуголь»: Отчет о НИР/ШахтНИУИ; Руководитель Н.Ф. Ренжиглов. Шахты, 1971. -156 с.

6. Ренжиглов Н.Ф., Тосуниди Г.Н., Шип-Стафурин В.В. Классификация горных пород и углей Восточного Донбасса // Технология и техника струговой выемки антрацитов: Тр. ШахтНИУИ. Вып.11 Шахты. 1971. -С. 273-279.

7. Каретников В.Н., Клейменов В.Б., Нуждихин А.Г. Крепление капитальных и подготовительных горных выработок. Справочник. М.: Недра, 1989.-571 с.

8. Руководство по управлению горным давлением на выемочных участках шахт Восточного Донбасса.: ШахтНИУИ. Шахты, 1992. - 214 с.

9. Божко С.А., Кулешов Е.С. Применение трапециевидной податливой металлической крепи в выемочных штреках струговых лав // Комплексная механизация очистных работ с применением стругов: Сб. научн. тр. ШахтНИУИ, 1984.-С. 39-45.

10. Широков А.П. Теория и практика применения анкерной крепи. М.: Недра, 1981.-381 с.

11. Кулешов Е.С. Использование анкерной крепи для подвески горнотранспортного оборудования при подготовке и отработке струговых лав // Струговая техника и технология: Сб. науч. тр./ ИГД им. А.А. Скочинского. -М., 1988.-С. 99-103.

12. Кошелев К.В. Совершенствовать организацию исследований в области крепления и поддержания горных выработок // Шахтное строительство. -1985,- №6. -С. 5-6.

13. Кёльбль Д. Оптимизация эффективности применения податливой арочной крепи//Глюкауф.-1977.- №1. С. 21-26.

14. Мартыненко И.И., Кулешов Е.С. Об устойчивости выемочных штре-ков//Совершенствование технологии сооружения горных выработок: Сб. научн. тр. Кемерово, 1981. С. 114-116.

15. Луганцев М.Б., Быковский В.В. Поддержание выемочных выработок на шахте «Юбилейная»//Научно-техн. проблемы строительства и охраны горн.выработок: Сб. научн. тр. НГТУ, Новочеркасск, 1996. С. 52-58.

16. Соловьев А.С., Алимов В.В. О повышении эффективности использования анкеров распорного типа // Уголь. 1991. - №4. - С.35-37.

17. Адам Р., Рафиукс Ж. Штанговая и штангово-рамная крепь на французских каменноугольных шахтах // Глюкауф. 1972. - №23. - С. 31-38.

18. Об эффективности применения анкерной крепи на шахтах Западного Донбасса/ Казакевич Э.В., Мордань П.П., Петрушенко Б.И. и др. // Уголь Украины. 1980. - №7. - С.42-43.

19. Рудь A.M. Состояние аварийности, травматизма и профессиональной заболеваемости на предприятиях угольной промышленности // Уголь. 1990. -№6.-С. 3-4.

20. Методические указания по оценке риска травмирования от обрушения горных пород при проведении выработок буро-взрывным способом в условиях угольных шахт Восточного Донбасса. Новочеркасск: ЮРГТУ, 2003. - 32 с.

21. СНиП П-94-80. Подземные горные выработки / Госстрой СССР. М.: Стройиздат, 1982. -31 с.

22. Кошелев К.В., Петренко Ю.А., Новиков А.О. Охрана и ремонт горных выработок. М.: Недра, 1990. 217 с.

23. Прогрессивные паспорта крепления, охраны и поддержания подготовительных выработок при бесцеликовой технологии отработки угольных пластов.-Л.: ВНИМИ, 1985.-110 с.

24. Инструкция по составлению паспортов выемочного участка, проведения и крепления подземных выработок. М: 1995. 86 с.

25. Руководство по проектированию подземных горных выработок и расчету крепи. М.: Стройиздат, 1983. - 272 с.

26. Инструкция по выбору рамной металлической податливой крепи горных выработок. Л.: ВНИМИ, 1991. - 124 с.

27. Удовиченко В.М., Верхотуров B.C., Сенников Г.Г. Совершенствование нормативно-методической документации в угольной промышленности России//Уголь.-1997.-№11. С. 15-16.

28. Картозия Б.А., Ерофеев Л.М. Основные направления в области совершенствования крепей горных выработок угольных шахт // Шахтное строительство. 1987. - №6. - С.4-8.

29. Рогинский В.М. Принципы системного проектирования крепи горных выработок // Шахтное строительство. 1988. - №10. - С. 6-8.

30. Штумпф Г.Г., Шаламанов В.А. Геомеханическое обоснование горностроительных и эксплуатационных работ в Кузбассе // Уголь. -2000. №7. -С.27-31.

31. Усовершенствованные подхваты для анкерной крепи / Широков А.П., Малышев Ю.Н., Орищин А.Д. и др. // Шахтное строительство. 1989. - №4. -С.11-14.

32. Лаврик В.Г. Развитие технологии анкерного крепления горных выработок на шахтах АО УК «Кузнецкуголь»// Уголь. 2000. - №5. - С.53-55.

33. Методические рекомендации по выбору и расчету анкерной крепи для сложных горно-геологических условий шахт Прокопьевско-Кисилевского района Кузбасса / Широков А.П., Лидер В.А., Петров А.И. и др. Прокопьевск, 1988.- 112 с.

34. Ржевский В.В. Горные науки. М.: Недра, 1985. - 96 с.

35. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия, термины и определения. Введен с 01.07.90. М.: Издательство стандартов, 1990. - 37 с.

36. Лавров С.И. Исследование различных типов анкеров в условиях шахты «Капитальная» концерна «Кузнецкуголь»//Уголь. 1991. - №4. - С. 37-39.

37. Рогинский В.М., Лисин М.А. Методика количественной оценки качества крепи // Шахтное строительство. 1989. -№4. - С. 14-17.

38. Штанговая крепь/ Семевский В.Н., Волжский В.М., Тимофеев О.В. и др. Под ред. В.Н.Семевского. М.: Недра, 1965. - 327 с.

39. Константинова С.А. Методика расчета параметров анкерной крепи горных выработок // Горный журнал. -1991. №2. - С. 25-27 .

40. Юрченко И.А. Энергетический подход к расчету параметров штанговой крепи. В сб. Физико-техн. проблемы разработки полезн. ископаемых/ ЦНИЭИуголь. - 1970. -№1. - С. 1,8-21.

41. Юрченко И.А. Определение рациональных параметров штанговой крепи для подготовительных выработок // Уголь Украины. 1971. - № 8. - С. 16-17.

42. Coates D.F. Cochrane T.S. Rock bolting: research and design specifications// Can Mining J.-1971.-№3.-p.37-40.

43. Galczynski S., Dudek J., Wojtaszek A. Neue Gesichtspunkte die Dimen-sionierung des Ankerausbaus in Grubenraumen // Gluckauf-Forschungshefte.-1973 , 34.-№l.-s.l4-18.(HeM).

44. Заславский Ю.З., Дружко Е.Б. Новые виды крепи горных выработок. -М.: Недра, 1989.-256 с.

45. Штумпф А.Г. Работоспособность анкерной крепи АК-8// Шахтное строительство 1973. -№5. С. - 14-15.

46. Валынтейн Г.И., Дик Я.Г., Школяр А.П. Исследование работоспособности распорных замков штанг из капрона и стекловолокнита АГ-4.: Тр. Кара-гандинск. н.-и. угольн. ин-та. Вып.25. -1969. С. 278-281.

47. Широков А.П., Давыдов В.В., Дзауров М.А. Армополимерная анкерная крепь // Уголь Украины. -1977. №12. - С. 8-12.

48. Дзауров М.А. Исследование работоспособности армополимерной крепи горных выработок// Шахтное строительство. -1983. №6. - С. 15-16.

49. Талве JI.T. Оценка работоспособности и применяемости определенных конструкций штанговой крепи // Добыча и переработка горючих сланцев. Вып. 15-Л.-1966.-С. 26-36.

50. Рогинский В.М. Проектирование и расчет железобетонной штанговой крепи. -М.: Недра, 1971.-86 с.

51. Ерофеев Л.М., Мирошникова Л.А. Повышение надежности крепи горных выработок. М.: Недра, 1988. - 245 с.

52. Булычев Н.С., Фотиева Н.Н. Об оценке устойчивости пород вокруг горных выработок в поле тектонических напряжений // Устойчивость и крепление горных выработок. Мегавуз. Сб. научн. тр. Вып.7.: ЛГИ.- Л., 1981. - С. 10-15.

53. Анкерная крепь: Справочник / Широков А.П., Лидер В.А., Дзауров М.А. и др. М.: Недра, 1990. - 205 с.

54. Широков А.П., Гарбуз П.И. Внедрение анкерной крепи при бесцели-ковой технологии выемки угля // Уголь Украины. 1989 - №9. - С. 8-10.

55. Махно Е.Я. К вопросу о расчете штанговой крепи // Уголь. 1959. -№5.-С. 41-42.

56. Борисов А.А. Новые методы расчёта штанговой крепи.- М.: Госгор-техиздат. 1961. 62 с.

57. Баклашов И.В. Тимофеев О.В. Конструкции и расчет крепей и обделок. М.: Недра, 1979. -344 с.

58. Югон А., Кост А. Штанговое крепление горных пород. М.: Госгор-техиздат, 1962.-217 с.

59. Курганский Е.В., Юрченко И.А. Факторы, определяющие несущую способность клинощелевых штанг: Сб. Проектирование и стр-во угольн. Предприятий. М.: Недра, 1965. - №3. - С. 26-29.

60. Мельников Н.И. Анкерная крепь. М.: Недра, 1980. - 252 с.

61. Юрченко И.А. Опыт расчета параметров штанговой крепи на шахтах комбмната Ростовуголь. Тр. ШахтНИУИ. Вып.5. -Шахты, 1965. - С. 44-46.

62. Аллик A.M. Штанговая крепь на сланцевых шахтах. М.: Недра, 1964. -219с.

63. Курганский Е.В. Исследование работы металлической анкерной крепи при ее длительной эксплуатации (применительно к условиям шахт Ростовского угольного района): Дис. канд. техн. наук. Новочеркасск, 1972. - 144 с.

64. Журков С.Н., Петров В.А. О физических основах температурно-временной зависимости прочности твердых тел // ДАН СССР. 1978. Т239. -№6.-1316-1318 с.

65. Ржевский В.В., Новик Г.Я. Основы физики горных пород: Учебник для вузов. 4-е изд. переработ, и доп. - М.: Недра, 1984. 359 с.

66. Ягодкин Г.И., Мамонтов С.В., Норель Б.К. Определение времени разрушения массива на контуре выработки. В сб. Проектирование и строительство угольн. предприятий: ЦНИЭИуголь. - М. - 1971. - №8. - С. 25.

67. Фридлянд A.M., Аллилуев В.Н. Повышение эффективности крепления горных выработок // Шахтное строительство. -1989. №7. - С. 13-15.

68. Саврасов И.Ф. Исследование напряженно-деформированного состояния и прогноз устойчивости соляных пород вокруг подготовительных выработок.: Автореферат дис. канд. техн. наук. Л., ВНИМИ, 1982. - 16 с.

69. Свойства горных пород при различных видах и режимах нагружения / Берон А.И., Ватолин Е.С., Койфман М.И. и др. М.: Недра, 1984. - С.276.

70. Пиньковский Г.С. Увеличение устойчивости горных выработок в сложных горно-геологических условиях // Уголь. 1984. - №7. - С. 24-29.

71. Широков А.П. Анкерная крепь в горнодобывающей промышленности. -Кемерово, 1973.- 150 с.

72. Грабежов Г.М. Зависимость несущей способности распорных анкеров типа ШК от характера поверхностей замка и шпура. В сб. Технология добычи угля подземным способом.: ЦНИЭИуголь. - М., 1971. - №12 (80). - С. 34-35.

73. Горбачев Т.Ф., Штумпф Г.Г., Стрыгин Б.И. Применение анкерной крепи в подготовительных выработках Новосибирск: Наука, 1972. -124 с.

74. Стрыгин Б.И. Исследование прочности закрепления распорных замков анкерной крепи. Научн. сообщ. ИГД им. А.А. Скочинского. Вып. 38. - М.: Недра, 1967.-С. 73-80.

75. Holfrich Н.К. The durability of rock bolts // World Mining Eguip. 1990. -14,-№4,-p. 19-22 (Анг.)

76. Юрченко И.А., Курганский E.B. Расчёт анкерной крепи с учётом фактора времени. Сб. Проектирование и строительство угольных предприятий: ЦНИЭИуголь. - М.,1970. - № 3 (134). - С. 45-48.

77. Кулешов Е.С., Бондаренко А.П., Мартыненко И.И. Влияние прочности и обводнённости пород на несущую способность анкерной крепи при длительной эксплуатации// Струговая выемка. Сб. научн. тр. ШахтНИУИ. - Шахты, 1990. - С.19-27.

78. Кулешов Е.С. О взаимодействии анкерной крепи и пород во времени // Струговая выемка. Сб. научн. тр. ШахтНИУИ. - Шахты, 1990. - С. 15-18.

79. Кошелев К.В., Черняев В.И. Влияние фактора времени на величину смещения пород в горных выработках // Шахтное строительство. 1985. - №2. -С.13-14.

80. Те Коок Ю. Деформация полевых выработок в проходке и под действием очистных работ // Глюкауф. -1987. -№9. С.21-23.

81. Черняк И.А., Крылов И.В. О деформировании пород кровли подготовительных выработок // Уголь. -1985. №7. - С. 8-11.

82. Цай Б., Колоколов С.Б. О роли временного фактора при оценке устойчивости горных выработок // Изв. Вузов. Горный журнал. 1989. - № 3. - С. 14-17.

83. Pietronero L. and Tosatti Е. (ed: tors) Fractals in physics. -Elsevier science PublishersB.V.-1986.-p. 311.

84. Луганцев Б.Б. Исследование процесса образования трещин в породах, вмещающих выемочные выработки с использованием фрактальных моделей // Уголь. -1996. -№12. С.54-56.

85. Луганцев Б.Б., Лущик А.Г., Кулешов Е.С. Имитационные модели разрушения пород и угля в подземных горных выработках // Изв. вузов. Сев,-Кавк.регион. Техн. науки. Приложение 7. 2004. - С. 23-25

86. Типовая методика по испытанию опытных образцов и опытно-промышленных партий анкерной крепи. М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1972. -32 с.

87. Широков А.П., Лабутин В.К. Приборы для определения несущей способности анкерной крепи. в сб.: Проектирование и реконструкция угольных предприятий. - М.: ЦНИЭИуголь, 1973. - № 8. - С.36-37.

88. Кулешов Е.С. К методике кратковременных испытаний распорно-замковых анкеров//Ресурсосберегающие методы разработки угольных месторождений: Тез. докл. научн. конф. ШИ НГТУ. Новочеркасск: НГТУ, 1995. -С. 21-23.

89. Конокотов Н.С., Тимофеев О.В., Башлыков И.В. Шахтные испытания металлических, сталеполимерных и железобетонных штанг // Уголь Украины. -1975. №6. - С.8.

90. Широков А.П., Давыдов В.В., Харитонов В.Ф. Крепление монтажных камер // Шахтное строительство. 1980. - №7. - С. 17-20.

91. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. М.: Наука, 1971.-576 с.

92. Рыжов П.А. Математическая статистика в горном деле.: Учебн. пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1973. - 286 с.

93. Кулешов Е.С. Учет временного фактора при проектировании выработок с анкерной крепью // Системный подход в горном деле: Тез. докл. Всесоюзной научн.-техн. конференции молодых ученых и специалистов угольн. промышленности. М., 1991. - С. 31-32.

94. Кулешов Е.С. Прогнозирование ресурса анкерной крепи // Научн.-техн. проблемы строительства и охраны горн, выработок: Сб. научн. тр. НГТУ. -Новочеркасск, 1996. С. 58-62.

95. Луганцев Б.Б., Кулешов Е.С., Беликов В.В. Методика оценки состояния анкерной крепи распорно-замкового типа в длительно эксплуатируемых выработках угольных шахт // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион, техн. науки. -Приложение 7. -2004. С. 66-76.

96. Фокин М.Н., Жигалова А.К. Методы коррозионных испытаний металлов. -М.: Металлургия, 1986. -80 с.

97. Романов В.В. Методы исследования коррозии металлов. М.: Металлургия, 1965.-279 с.

98. Шубович А.Я., Шкитов К.С., Макаров К.Ф. Динамика поражения коррозией металлических расстрелов шахтных стволов на рудниках Горной Шории. Колыма. -1968. - №10. - С. 33-34.

99. Терентьев Б.Д., Кушнаренко Г.Л., Хамин И.А. Опыт сохранения выемочных штреков для повторного использования // Уголь. 1991. - №9. - С. 36.

100. Шевченко В.В., Тупиков Б.Т., Клещенков В.М. Поддержание подготовительных выработок на больших глубинах // Уголь Украины. 1989. - № 8. -С. 6-8.

101. Плоцкий Н.С., Фотеев В.Ф. Крепление и поддержание подготовительных выработок / Уголь. -1984. № 1. - С. 4-6.

102. Звягильский Е.Л., Родионов Ю.М. Пути повышения устойчивости подготовительных выработок / Уголь Украины. 1991. - № 5. - С. 8-11.

103. Кошелев К.В., Томасов А.Г. Поддержание, ремонт и восстановление горных выработок. -М., Недра. 1985. - 215 с.

104. Кулешов Е.С. Оценка состояния выработок с анкерной крепью на шахтах Российского Донбасса//Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. Специальный выпуск. 2005. - С. 94-98.

105. Кулешов Е.С. Использование фрактальной модели заанкерованной кровли при выборе способа усиления анкерной крепи. М.: МГГУ Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2006. - № 4. - С. 122-126.

106. Беликов В.В., Кулешов Е.С. Испытания способа повышения несущей способности анкерной крепи в горных выработках с большим сроком службы // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн.науки. -Приложение 7. 2004. - С. 63-66.

107. Руководство по повышению несущей способности длительно эксплуатируемой анкерной крепи распорно-замкового и клино-щелевого типов на шахтах Ростовской области/ В.В. Беликов, Е.В. Воробьев, Е.С. Кулешов и др. -Шахты, 2001.-43 с.

108. В диссертационный совет Д-212.128.03 Московского государственного горного университета119991 ГСП, Москва, В-49, Ленинский проспект, 61. СПРАВКА

109. Практическое применение результатов исследований позволило повысить надёжность крепления выработок, безопасность работ и сократить затраты на ремонт и восстановление выработок с анкерной крепью.

110. Министерство топлива и энергетики

111. Российской Федерации ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ1. РОСТОВГИПРОШАХТ344700, г. РОСТОВ НА - ДОНУ, пер. БРАТСКИЙ, 47. Телетайп 123354 - ДУБ.

112. Телефоны: 66-83-90 приемная, 66-23-01 -коммутатор. Расчетный счет № 00020590! в ОПЕРО АИК ПСБ г.Ростова-на-Дону МФО 246897.19 г. №1. На Na,'1. На № кода ;

113. Об использовании результатов исследовании1. СПРАВКА

114. МИНИСТЕРСТВО ТОПЛИВА И ЭНЕРТЕ1ИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

115. ГОСУДАРСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ "РОСУГОЛЬ"ч

Информация о работе

Кулешов, Евгений Семенович
кандидата технических наук
Москва, 2006
ВАК 25.00.22

Диссертация

Эффективное воспроизводство ресурса работоспособности анкерной крепи при поддержании горных выработок угольных шахт - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы