Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Геомеханическое обоснование упрочняющей крепи в подготовительных выработках Яковлевского железорудного месторождения

ВАК РФ 25.00.20, Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации по теме "Геомеханическое обоснование упрочняющей крепи в подготовительных выработках Яковлевского железорудного месторождения"

На правах рукописи

МАКСИМОВ Антон Борисович

ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

УПРОЧНЯЮЩЕЙ КРЕПИ В ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТКАХ ЯКОВЛЕВСКОГО ЖЕЛЕЗОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Специальность 25.00.20 - Геомеханика, разрушение

горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2007

003070971

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете).

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор

Ведущее предприятие - ОАО «Гипроруда».

Защита диссертации состоится 23 мая 2007 г. в 17 ч на заседании диссертационного совета Д 212.224.06 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, ауд.2205.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан 23 апреля 2007 г.

Огородников Юрий Никифорович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ковалев Олег Владимирович,

кандидат технических наук

Удалое Андрей Евгеньевич

диссертационного совета д.т.н., профессор

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Яковлевское месторождение богатых железных руд по запасам и качеству руды, по особенностям гидрогеологических и горнотехнических условий является уникальным среди железорудных месторождений мира

Богатые руды залегают среди выветрелых железистых кварцитов на глубине 480-590 м в виде мощной, до 300 м, полосы клинообразной формы

Гидрогеологические условия месторождения сложные В разрезе прослеживается семь водоносных горизонтов Залежь богатых руд на участке первоочередной отработки относительно дренирована сетью транспортно-дренажных ортов и дренажных скважин, которые бурились с опережением проходческих забоев

Необходимость сохранения водозащитных свойств покрывающей рудной и породной толщи обуславливает высокие требования к качеству подготовительных, очистных и закладочных работ На всех этапах геотехнологической цепи должна быть обеспечена устойчивость обнажений в боках и кровле подготовительных и очистных выработок в рудном массиве

В этой связи прогнозирование устойчивости рудных обнажений и обоснованный выбор типов и параметров крепи выработок, соответствующей горно-геологическим и горно-техническим условиям месторождения, является важнейшей задачей, имеющей первостепенное значение для обеспечения в будущем устойчивой производственной деятельности рудника.

Значительный вклад в исследование процесса деформирования и разрушения пород вокруг горных выработок внесли Ардашев К А , Баклашов И В ,Борисов А А , Булычев Н С , Воскобоев Ф.Н , Долгий И Е , Зубов В П , Картозия Б А , Карташев Ю М , Каплун А С , Ковалев О В , Козырев А А , Мельников Н Н , Огородников Ю Н , Протодьяконов М М , Протосеня А Г , Руппенейт К В , Смир-няков В В , Тимофеев О В , Трушко В Л , Фотиева Н Н , Цимбаревич П М , Шик В М и многие другие

Цель диссертационной работы: обосновать область применения, типы и параметры упрочняющей крепи, обеспечивающие устойчивость выработок в рудах Яковлевского железорудного месторождения.

Идея работы: в слабых рудах Яковлевского месторождения, отличающихся высокой пористостью и малой разрыхляемостью, упрочняющая комбинированная крепь горных выработок обеспечивает устойчивые несущие конструкции

Основные задачи работы:

- установить величину предела прочности массива рыхлых руд в естественном состоянии;

- исследовать процесс деформирования руды в приконтур-ной зоне выработок;

- разработать математическую модель взаимодействия массива с упрочняющей крепью.

- выявить закономерности формирования упрочняющей крепью устойчивого состояния массива вокруг выработок в условиях Яковлевского железорудного месторождения

- обосновать типы и параметры упрочняющей крепи с учетом прочностных и деформационных свойств вмещающего массива.

Методы исследований: принята комплексная методика исследований, включающая

- исследования прочностных свойств вмещающего массива в шахтных условиях методом сверления и на образцах неправильной формы.

- экспериментальные исследования характера смещений горных пород в натурных условиях при поддерживающей и упрочняющей крепи

компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния в окрестности выработок

Научная новизна работы:

- установлены закономерности формирования и развития процесса дезинтеграции массива слабых руд с образованием вокруг выработок зоны разуплотнения мощностью до 0,8 м, с прочностью до 0,9 МПа и зоны предельного состояния мощностью 0,2-0,3 м, с прочностью до 9-11 МПа;

- установлена зависимость нагрузки на гибкие подхваты комбинированной крепи от коэффициента разрыхления руды, мощности зоны разуплотнения и провеса подхвата между анкерами

Защищаемые научные положения:

1. В мартитовых и железнослюдково-мартитовых слабых рудах Яковлевского месторождения вокруг выработок формируется три зоны, отличающиеся по состоянию массива: первая зона - разу-плотнененной руды с прочностью при сжатии до 1 МПа, мощностью 0,5-0,8 м, склонная к вывалам, вторая - зона предельного состояния мощностью 0,2-0,3 м с переменной, увеличивающейся с глубиной до 9-12 МПа прочностью, третья - устойчивая зона ненарушенного массива с повышенными напряжениями, с прочностью 912 МПа, соответствующей прочности массива в естественном состоянии

2. Модуль деформации массива слабых руд, определенный решением "обратной" задачи по измеренным в натуре смещениям контура выработок на порядок меньше модуля деформации, принятого по данным разведки в проектных материалах

3. В слабых рудах выработки рекомендуется крепить комбинированной упрочняющей крепью из анкеров "БшеНех" с гибкими подхватами при обязательном условии полной затяжки контура, предупреждающей вывалы руды из зоны разуплотнения и обеспечивающей подпор зоны предельного состояния разрыхленной рудой.

Практическая значимость работы: приняты геологической службой Яковлевского рудника разработанные автором "Устройство для определения прочности горных пород в массиве" и методика определения прочности руд в массиве; рекомендована корректировка методики оценки устойчивости выработок на основе определенной методом сверления прочности руд в массиве; приняты на руднике рекомендации по применению в рудных выработках, подлежащих закладке, комбинированной крепи из анкеров с гибкими подхватами

Достоверность и обоснованность научных положений и рекомендаций: подтверждается значительным объемом экспериментальных натурных наблюдений, моделированием НДС массива вокруг выработок методом конечных элементов и опытно-промышленными испытаниями упрочняющей крепи.

Апробация диссертации: содержание и основные положения диссертационной работы докладывались на ежегодных конференциях молодых ученых и студентов СПГГИ(ТУ) им Г.В. Плеханова "Полезные ископаемые России и их освоение" (Санкт-

5

Петербург, 2005, 2006, 2007) и научно-техническом совете СПГГИ(ТУ)

Личный вклад автора заключается: в постановке задач исследований, разработке оснастки, методики и реализации экспериментов по определению прочности руд в массиве методом сверления, участии в установке реперных станций и замерах смещений реперов, зондировании закрепного пространства, определении прочности руд в зоне разуплотнения на образцах неправильной формы, анализе полученных данных и последующей обработке на ЭВМ

Публикации. Основные положения работы опубликованы в 5 статьях, подана заявка и получено положительное решение о выдаче патента от 04 12 2006, №2006109076/28(009872)

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы, включающей 85 наименований Работа изложена на 168 страницах машинописного текста, содержит 32 таблицу и 55 рисунков

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В главе 1 выполнен анализ горногеологических и гидрогеологических условий Яковлевского железорудного месторождения, методов оценки устойчивости обнажений Сформулированы цели и задачи исследований

В главе 2 определены прочностные характеристики пород и руд на контуре обнажения и в массиве Определены границы зон разуплотнения и предельного состояния в рудных выработках Установлен характер смещений во вмещающем массиве и на контуре выработок

В главе 3 выполнено моделирование методом конечных элементов НДС массива вокруг одиночной выработки, пройденной в рудном массиве с упрочняющей крепью Определены зоны концентрации напряжений в массиве и влияния выработки

В главе 4 разработана методика расчета комбинированной крепи из анкеров "Swellex", гибких подхватов, деревянной затяжки и забутовки применительно к условиям Яковлевского рудника Даны рекомендации по выбору типов и параметров упрочняющей крепи в подготовительных выработках Яковлевского рудника.

Основные результаты отражены в следующих защищаемых положениях

1. В мартитовых и железнослюдково-мартитовых слабых рудах вокруг выработок формируется три зоны, отличающиеся по состоянию массива: первая зона - разуплотнененной руды с прочностью при сжатии до 1 МПа, мощностью 0,5-0,8 м, склонная к вывалам; вторая - зона предельного состояния мощностью 0,2-0,3 м с переменной, увеличивающейся с глубиной до 912 МПа прочностью; третья - устойчивая зона ненарушенного массива с повышенными напряжениями, с прочностью 9-12 МПа, соответствующей прочности массива в естественном состоянии.

Подготовительные выработки Яковлевского месторождения в рудном массиве крепятся металлической арочной крепью из спецпрофиля (КМП-АЗ) Только в плотных гидрогематитовых рудах применяется крепь из железобетонных анкеров (ЖБА) или ЖБА с металлической сеткой

Наблюдения за оконтуриванием выработок при буровзрывном способе проходки, проведенные с помощью съемки поперечных сечений выработок в призабойной зоне и зондирования закрепного пространства, показали, что в кровле выработок переборы за проектный контур достигают в среднем не менее 0,4-0,6 м После забутовки в закрепном пространстве кровли систематически остаются пустоты В будущем с развитием горных работ на гор -365 м, ослабленная рудная потолочина может деформироваться, причем характер деформаций трудно прогнозировать Закладка выработок с арочной крепью твердеющими смесями не устраняет вероятность появления опасных осадок рудной толщи над верхним горизонтом, так как закладочный материал не проникает в закрепное пространство в кровле

Проблема может быть решена применением в выработках верхнего слоя с коротким сроком службы упрочняющей крепи, которая оптимально сочетается с процессом заполнения выработок бетоном машиной Paus

Для обоснования возможности применения, выбора типа и параметров упрочняющей крепи было необходимо установить закономерности деформирования вмещающего выработки рудного массива, уточнить модель его взаимодействия с поддерживающей и уп-

7

рочняющей крепями Использовался комплекс методов натурных экспериментов, включающий наблюдения за смещениями контурных и глубинных реперов, измерения деформаций стержней трубчатых гидрораспорных анкеров (Бу/еИех) при их раздуве в шпурах, зондирование пространства за крепью КМП-АЗ, определение прочности рудного массива с глубиной методом сверления

По всем 6 станциям, смещения контурных реперов относительно глубинных, установленных на расстоянии 0,8-1,3 м от контура, указывают на разуплотнение приконтурного слоя руды Разница в смещениях реперов в интервале от 0,3 до 0,8 м составляет 1215мм, в интервале 1,3-2,0 м в три раза меньше (рис 1)

и,

ми

20

10

О

Рис 1 Смещение контурного репера висячего бока выработки относительно глубинных реперов, расположенных на расстоянии

1 - 0,8 м, 2- 1,3 м, 3-2,0 м При рассечке сопряжения на участке экспериментальной выработки, закрепленного анкерами "8\уе11ех", были подработаны и извлечены несколько анкеров Характер раздува анкеров по длине анкера различен и объективно отражает изменение сил сопротивления стенок шпура раздуву трубы, и соответственно прочности рудного массива с глубиной На всех анкерах четко выделяются три участка На первом, длиной 0,55-0,6 м, участке анкер раздувался без сопротивления, что говорит о низкой прочности руды в этом слое Далее следует второй короткий, длиной всего 0,2-0,3 м участок, где диаметр трубы снижается с 53-56 мм до 42-43 мм, что свидетельствует о постепенном увеличении прочности массива в этом интервале На глубинном, третьем участке анкер определенно имел плотный контакт с ненарушенным массивом

я

„ -

......... ■ 1 -

г •• .....- Г I 1

1 „

20 40 60 80 100 120 140 160 130 200 Продолжительность, сут

По данным съемки поперечных сечений выработок в забое и зондирования пространства за крепью КМП-АЗ установлено, что разуплотненная взрывом шпуровых зарядов руда в приконтурном слое выработки за крепью постепенно обрушается под влиянием взрывов в забое на участке протяженностью до 8-10 м от забоя, затем с меньшей динамикой в течении 3-6 месяцев Первоначально, средний по участку объем переборов составлял всего 8,6-9,5 %, через 5 месяцев средние показатели достигли 17,2-23,9 % от проектного сечения (табл 1)

Таблица I

Средние значения площади поперечного сечения выработки в проходке -8пр и величины переборов руды - ДБ за проектным контуром

Проект- Дата замера

ная 18 01 05 02 03 05 21 06 05 29 07 05

площадь

сечения с М, с с

в свету ^пр)

в про- м2 м2 м2 м2 м! м2 м2

ходке, м2 %* % % %

11,2/ 15, 1,5 16, 22 17, 16 17, 2^9

И,3 8 9,5 5 13,3 9 20,1 2 16,9

14,9/ 20, Ш 20, 19 22, 18 22, М

18,3 0 8,6 2 9,4 ] 17,2 1 17,2

18,8/ 27, 62 27, 6,6

21,0 2 22,8 6 23,9

Примечание - фактическая площадь переборов в процентах к проектному сечению

Таким образом, можно сказать, что разуплотненный взрывом шпуровых зарядов слой постепенно обрушается, охватывая также со временем переходную зону.

Для оценки мощности разуплотненной зоны и изменения прочности массива с глубиной использован метод сверления, предложенный в 60х годах прошлого столетия А М Янчуром для пород

Донбаса За основу взят прибор А Н. Кульбачного Автор изменил конструкцию, курировал разработку чертежей прибора, приспособленного для испытаний слабых руд в шахтных условиях, и его изготовление в механическом цехе рудника, разработал способ и "Устройство " для крепления прибора на поверхности рудного обнажения На "Устройство.. " автором совместно с аспирантом Д Н Петровым подана заявка и получено положительное решение о выдаче патента

Для обоснования переходного коэффициента от осевого усилия при сверлении к прочности массива по зависимости а^К* р (К - переходной коэффициент, р - усилие подачи) выполнена серия испытаний по определению прочности рыхлых руд на образцах неправильной формы, отобранных в зоне разуплотнения Испытано 112 образцов, в том числе 92 в осушенном массиве и 20 в увлажненном Получены следующие средние значения осж

- для осушенной руды асж~(9±0,3) кг/см2,

- для увлажненной руды осж:=(7±0,24) кг/см2

Проведена серия испытаний рудного массива сверлением на 12 участках в транспортных ортах и экспериментальной выработке (рис 2)

160

О 0,5 1 1 5 2 2 5

Рассояние от контура выработки, м

¡-т~ ЭВ гор-425 уч1 —о— ЭВ гор-425м уч2 -й-ВСО гор-425м уч1 -О- ВСО гор-425м, уч2 ]

I

-ж- ТШ№1 гор-370м уч1 -*-ТШ№1 гор-370м уч2 -+-ТШ №1 гор-370м учЗ -е-Орт №3 гор-370м уч1 -Орт №3 гор-370м уч2 -*- Орт №3 гор-370м учЗ |

Рис 2 Зависимость прочности руд от расстояния до контура выработки

Результаты испытаний подтверждают наличие зон разуплотнения в приконтурном слое, переходной зоны и глубинного слоя с примерно одинаковой прочностью на глубине более 0,9-1,1 м

Все методы, реализованные в шахтных условиях, подтвердили эффект формирования вокруг выработок в слабых мартитовых и железнослюдково-мартитовых рудах трех зон, в которых руда существенно отличается по состоянию и свойствам зоны разуплотненной руды, мощностью 0,5-0,8 м с прочностью руды до 0,9 МПа, переходной зоны предельного состояния, в которой прочность массива постепенно растет от 0,9 до 9 МПа и ненарушенной зоны с повышенной плотностью, с прочностью руды 9-12 МПа, в которой массив находится в естественном состоянии

2. Модуль деформации массива слабых руд, определенный решением "обратной" задачи по измеренным в натуре смещениям контура выработок, на порядок меньше модуля деформации, принятого по данным разведки в проектных материалах.

Физико-механические свойства рудного массива Яковлев-ского месторождения в естественном состоянии изучены недостаточно Имеющаяся в проектных материалах информация получена на образцах, отобранных при бурении скважин Керны рыхлых и средней плотности руд разрушались, испытывались образцы, полученные уплотнением под нагрузкой, соответствующей природным напряжениям В этой связи значения таких характеристик, как предел прочности при сжатии, модуль деформации, сцепление, непосредственно влияющие на деформационные процессы вокруг выработок, ненадежны Выделяются низкие значения предела прочности мартитовых и железнослюдково-мартитовых рыхлых (1,02-2,7 МПа) и средней плотности (5,1-6,3 МПа) руд При такой прочности выработки и целики между выработками должны разрушаться, чего на практике не наблюдается Модули деформации рыхлых руд (1,52-1,86)х104 МПа явно завышены, они всего на порядок ниже, чем модули железистых кварцитов лежачего бока Обычной, приблизительной корреляции между асж и Е не прослеживается

Очевидна неадекватность значений базовых характеристик массива реальным условиям поддержания выработок в руде По этой причине не работает общепринятый критерий устойчивости по показателю напряженности вида

п

где аг - естественные напряжения в массиве, Кь К2 - коэффициенты концентрации напряжений от проходки выработки и влияния других выработок, Я - предел прочности пород (руд) при сжатии, Кс, - коэффициенты снижения прочности трещинами и при увлажнении руды Все выработки пройденные по БЖР, классифицируются по критерию Пв как весьма неустойчивые, при этом расчетные напряжения (числитель) превышают расчетную прочность массива в десятки раз Такие оценки не подтверждаются реальным состоянием обнажений в рудных выработках.

Непредставительность значений критериев П„ объясняется низкими значениями пределов прочности Я и коэффициента Кс Для повышения эффективности критериев Пв, методом сверления определена прочность рудного массива за пределами зоны предельного состояния, на глубинах до 2,0 м По результатам (рис 2) видно, что прочность рыхлых руд достигает 9-12 МПа, что намного выше принятых в проекте строительства рудника Коэффициент структурного ослабления рыхлых руд, по предварительным оценкам ВИОГЕМ и СПГГИ(ТУ), находится в интервале 0,15-0,4, что также не подтверждается наблюдениями за состояниями обнажений На сегодня очевидно, что в слабых и средней плотности рудах Кс отражает не ослабление массива трещинами, которые в этих рудах не прослеживаются, кроме крупных тектонических нарушений, а структурную неоднородность массива Для учета влияния неоднородности предлагается оценивать Кс по колебаниям экспериментальных значений осж, полученных на образцах неправильной формы среднее значение 0сж=(9±О,3) кг/см2, коэффициент вариации т)=39 %, минимальное значение асж=(2,7±0,3) кг/см2, Кс=0,3 и методом сверления среднее значение р=(9±0,24) кг, коэффициент вариации г|=10 %, минимальное значение р=(4,5±0,24) кг, Кс=0,5

Некорректность деформационных характеристик (Е, р.) слабых руд выявилась при моделировании НДС массива вокруг выработок с помощью МКЭ При проектных значениях Е, ц смещения контура выработки на модели составили единицы мм, в то время как смещения боков составляют 25-30 мм, кров-

ли до 56 мм. Для представлении в модели реальных свойств массива была решена "обратная" задача, по значениям измеренных в натуре смещений путем перебора вариантов определены величины Е=440 МПа, (1=0,35 МПа, при которых расхождения между натурными и модельными смещениями не превышали 13 % Полученные значения Е, р. использовались при моделировании НДС массива с выработкой, закрепленной упрочняющей крепью

3. В слабых рудах можно крепить выработки комбинированной упрочняющей крепью из анкеров "8\уе11ех" с гибкими подхватами при условии полной затяжки контура, предупреждающей вывалы руды из зоны разуплотнения и обеспечивающей подпор зоны предельного состояния разрыхленной рудой.

В экспериментальной выработке рудника в рыхлых рудах проведены испытания упрочняющей крепи из анкеров "5\уе11ех" с затяжкой контура металлической решеткой Несмотря на низкое качество установки анкеров (рис 3) и затяжки, участок в течении года находился в удовлетворительном состоянии до начала работ по рассечке сопряжения, которые вызвали "обыгрывание" анкеров, обрывы сетки и высыпание руды

а 6

пунктирная линия - проектный контур выработки Рис 3 Фактические контур экспериментальной выработки и положение

анкеров «БшеИех»

Эксперимент показал, что

1 - анкера оказали на вмещающий массив заметный упрочняющий эффект смещения массива на глубине более 1м были почти вдвое меньше, чем на участках с арочной крепью,

2 - решающее значение имеет конструкция затяжки и качество работ по установке анкеров и навеске сетки,

3 - несущая способность анкеров "8\уе11ех" в рыхлых рудах, определенная опытным вытягиванием, не менее 60 кН при глубине заделки анкера в устойчивой зоне не более 1 м

Предложена конструкция упрочняющей крепи из анкеров "8\уе11ех", гибких подхватов из двух стержней арматурной стали и деревянной затяжки, чем обеспечивается плотное подкрепление рудного обнажения С учетом результатов испытаний анкеров на вытягивание и выявленных закономерностей деформации вмещающего массива разработана методика расчета параметров анкерной крепи в слабых рудах, в которых методики известные по практике применения анкеров на рудниках не работают.

<

Рис 4 Расчетная схема гибкого подхвата

Принципиальная схема расчета прочность закрепления анкеров достаточна для удержания вывала руды весом ц = у(т + тх) из зон разуплотнения и предельного состояния мощностью т и Ш) Конструкция устойчива, если прочность подхватов достаточна для удержания вывала [д] > ^

Допускаемая нагрузка на гибкий подхват по формуле Н Н Кайдалова и Ю Н Огородникова

г п АяРМ

[Ч] =-з—' (2>

а

где Р - площадь сечения двух стержней подхвата, II- расчетное сопротивление стали на разрыв, А - "провес" подхвата между анкерами, а - расстояние между анкерами

В зависимости от диаметра арматуры подхвата получена следующая зависимость [ч] о г расстояния между анкерами (рис 5)

250 " - - - ------------

200

150

100

-Расстояние между анкерами 0 8м -Расстояние между анкерами 12м

Диаметр арматуры мм

-♦-Расстояние ме>кцу анкерами 10м

Рис 5 Зависимость предельной нагрузки на подхват от диаметра арматуры подхватов и расстояния между анкерами

На модели методом конечных элементов исследовано НДС вмещающего массива, дезинтегрированного на зоны 1,2,3 Эффект анкерования кровли моделировался увеличением модуля деформации рудного слоя на глубине 0,8-1,8 м Степень упрочнения опреде-

лена по соответствию смещений контура выработки на модели со смещениями, измеренными на экспериментальном участке. Установлены области концентраций касательных напряжений в зоне повышенной напряженности, ориентированные по угловым секторам свода (рис. 6). Схема размещения анкеров по кровле должна обеспечивать перекрытие этих областей.

до

та«

1 ■Н .Оббв«» ■+3.71И*«»

■ 3

■ -Ъ-Т**,«а

■ -1 VUft.ni

н - -з.М1»«] < СМ г'С'

Рис. 6. Эпюра касательных напряжений вокруг одиночной выработки, пройденной по рудному массиву и упрочненной анкерной крепью.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

- Расчетная оценка устойчивости обнажений в мартитовых, железнослюдково-мартитовых рыхлых и средней плотности рудах,определенная по критерию напряженности, не соответствует фактическому состоянию выработок в рудном массиве. Причиной несоответствия является заниженная величина предела прочности руд в массиве.

- Смещения реперов, результаты зондирования за к ре иного пространства за арочной крепью, характерные деформации трубчатых штанг, изменения прочности руд с глубиной, установленные методом сверления, однозначно указывают на дезинтеграцию вмещающего рудного массива, с образованием по контуру выработки слоя разуплотненной руды мощностью до 0,8 м с прочностью при сжатии 0,8-1,1 МПа и переходной зоны предельного состояния мощностью 0,2-0,3 м.

- Предел прочности рыхлых мартитовых и железнослюдко-во-мартитовых руд в естественном состоянии, определенный методом сверления, составляет 9-12 МПа, что почти на порядок превышает прочность руд в исходной проектной документации

- По результатам натурных наблюдений за смещениями контура выработок в рудном массиве решением "обратной" задачи на конечно-элементных моделях определены средние значения модуля деформации и коэффициента Пуассона рудного массива Яковлев-ского месторождения (соответственно Е=440 МПа, ц=0,35).

- Область применения упрочняющих анкерной и комбинированной крепей на Яковлевском руднике можно существенно расширить, в том числе в выработках, пройденных по слабым рудам, при условии крепления кровли и боков анкерами "БхуеПех" с гибкими подхватами и затяжкой, обеспечивающей подбучивание контура отслаивающейся рудой.

- Длину анкеров следует принимать по условию их заглубления в зону повышенных напряжений на глубину не менее 0,8-1,0м. Расстояния между анкерами определять по разработанной методике, по условию прочности гибкого подхвата под нагрузкой от веса руды в зонах разуплотнения и предельного состояния, с учетом подбучи-вания обнажения разрыхленной рудой.

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:

1 Максимов А Б Опыт применения анкерной крепи в рыхлых рудах.// Освоение минеральных ресурсов севера: проблемы и их решения / Труды 4-й Международной научно-практической конференции 12-14 апреля 2006г/Филиал СПГГИ(ТУ) «Воркутинский горный институт». - Воркута, 2006 г. - Т. 1. С. 76-78

2 Максимов А Б Перспективы применения анкерной крепи в рудных выработках Яковлевского рудника / В Ф. Пахалуев, Ю Н. Огородников, А Б. Максимов // Записки горного института. СПГГИ(ТУ), СПб, 2006 г. Т 168, С 181-183.

3 Максимов А.Б Рациональные параметры поддерживающей крепи горизонтальных выработок / А В Матвеев, Ю Н Лугов-ской, В И. Очкуров, А Б. Максимов // Записки горного института СПГГИ(ТУ), СПб, 2006 г. Т 168,. С. 191-195

4 Максимов А Б Деформирование рудного массива вокруг горных выработок /ГА Мартемьянов, В И очкуров, Д Н Петров А Б Максимов // Записки горного института СПГГИ(ТУ), СПб, 2006 г Т 168, С 196-202

5 Максимов А Б Деформации рудного обнажения за крепью КМП-АЗ / В Ф. Пахалуев, Ю Н Огородников, Д Б Зыков, А Б Максимов // Записки горного института СПГГИ(ТУ), СПб, 2006 г Т 168,. С 175-180.

РИЦСПГГИ 19 о; 2007 3 158 ТЮОэкз ¡99106 Санкг-Петербург, 21-я линия, д 2

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Максимов, Антон Борисович

Введение.

Глава 1. Горно-геологические условия поддержания подготовительных выработок и задачи исследований.

1.1. Горно-геологические и гидрогеологические условия поддержания подготовительных выработок в условиях Яковлевского месторождения.

1.2. Физико-механические свойства пород и руд.

1.3. Анализ методов оценки устойчивости обнажений и нагрузок на крепь выработок.

1.4. Способы подержания подготовительных выработок в породах и рудах Яковлевского месторождения.

1.5. Выводы к главе 1.

Глава 2. Экспериментальные исследования устойчивости подготовительных выработок Яковлевского рудника.

2.1. Определение прочностных свойств пород и руд

Яковлевского месторождения в шахтных условиях.

2.1.1. Методы определения прочности пород и руд в шахтных условиях.

2.1.2. Определение прочности на одноосное сжатие рыхлой железнослюдково-мартитовой руды на образцах неправильной формы.

2.1.3. Определение прочности рыхлых железнослюдково-мартитовых руд методом сверления на контуре выработки и в массиве.

2.1.4. Определение прочности руд в массиве склерометром.

2.2. Натурные наблюдения за состоянием выработок и смещением вмещающих выработки пород.

2.3. Оценка мощности зоны разуплотнения вокруг рудных выработок Яковлевского рудника по данным зондирования.

2.4. Выводы к главе 2.

Глава 3. Модели взаимодействия крепи с массивом, сложенным рудами различных геоморфологических типов.

Выводы к главе 3.

Глава 4. Методика расчета параметров анкерной крепи выработок в условиях Яковлевского железорудного месторождения.

4.1. Рациональные конструкции анкеров для полевых выработок Яковлевского рудника.

4.2. Методика расчета параметров штанговой крепи в полевых выработках.

4.3. Опыт и перспективы применения анкерной крепи в рудных выработках.

4.4. Методика определения параметров анкерной крепи в слабых рудах.

4.5. Выводы к главе 4.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геомеханическое обоснование упрочняющей крепи в подготовительных выработках Яковлевского железорудного месторождения"

Яковлевское месторождение богатых железных руд по запасам и качеству руды, по особенностям гидрогеологических и горнотехнических условий является уникальным среди железорудных месторождений мира.

Богатые руды залегают среди выветрелых железистых кварцитов на глубине 480-590 м в виде мощной, до 300 м, полосы клинообразной формы.

Гидрогеологические условия месторождения сложные. В разрезе прослеживается семь водоносных горизонтов. Залежь богатых руд на участке первоочередной отработки относительно дренирована сетью транспортно-дренажных ортов и дренажных скважин, которые бурились с опережением проходческих забоев.

Необходимость сохранения водозащитных свойств покрывающей рудной и породной толщи обуславливает высокие требования к качеству подготовительных, очистных и закладочных работ. На всех этапах геотехнологической цепи должна быть обеспечена устойчивость обнажений в боках и кровле подготовительных и очистных выработок в рудном массиве.

В этой связи прогнозирование устойчивости рудных обнажений и обоснованный выбор типов и параметров крепи выработок, соответствующей горно-геологическим и горно-техническим условиям месторождения, является важнейшей задачей, имеющей первостепенное значение для обеспечения в будущем устойчивой производственной деятельности рудника.

Цель диссертационной работы - обосновать область применения, типы и параметры упрочняющей крепи, обеспечивающие устойчивость выработок в рудах Яковлевского железорудного месторождения.

Идея работы - в слабых рудах Яковлевского месторождения, отличающихся высокой пористостью и малой разрыхляемостью, упрочняющая комбинированная крепь горных выработок обеспечивает устойчивые несущие конструкции.

Основные задачи работы:

- установить величину предела прочности массива рыхлых руд в естественном состоянии;

- исследовать процесс деформирования руды в приконтурной зоне выработок;

- разработать математическую модель взаимодействия массива с упрочняющей крепью.

- выявить закономерности формирования упрочняющей крепью устойчивого состояния массива вокруг выработок в условиях Яковлевского железорудного месторождения.

- обосновать типы и параметры упрочняющей крепи с учетом прочностных и деформационных свойств вмещающего массива.

Методы исследований: принята комплексная методика исследований, включающая:

- исследования прочностных свойств вмещающего массива в шахтных условиях методом сверления и на образцах неправильной формы.

- экспериментальные исследования характера смещений горных пород в натурных условиях при поддерживающей и упрочняющей крепи. компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния в окрестности выработок.

Научная новизна работы:

- установлены закономерности формирования и развития процесса дезинтеграции массива слабых руд с образованием вокруг выработок зоны разуплотнения мощностью до 0,8 м, с прочностью до 0,9 МПа и зоны предельного состояния мощностью 0,2-0,3 м, с прочностью до 9-11 МПа;

- установлена зависимость нагрузки на гибкие подхваты комбинированной крепи от коэффициента разрыхления руды, мощности зоны разуплотнения и провеса подхвата между анкерами.

Защищаемые научные положения:

1. В мартитовых и железнослюдково-мартитовых слабых рудах Яковлевского месторождения вокруг выработок формируется три зоны, отличающиеся по состоянию массива: первая зона - разуплотнененной руды с прочностью при сжатии до 1 МПа, мощностью 0,5-0,8 м, склонная к вывалам; вторая - зона предельного состояния мощностью 0,2-0,3 м с переменной, увеличивающейся с глубиной до 9-12 МПа прочностью; третья - устойчивая зона ненарушенного массива с повышенными напряжениями, с прочностью 912 МПа, соответствующей прочности массива в естественном состоянии.

2. Модуль деформации массива слабых руд, определенный решением "обратной" задачи по измеренным в натуре смещениям контура выработок на порядок меньше модуля деформации, принятого по данным разведки в проектных материалах.

3. В слабых рудах выработки рекомендуется крепить комбинированной упрочняющей крепью из анкеров "8\уе11ех" с гибкими подхватами при обязательном условии полной затяжки контура, предупреждающей вывалы руды из зоны разуплотнения и обеспечивающей подпор зоны предельного состояния разрыхленной рудой.

Практическая значимость работы: приняты геологической службой Яковлевского рудника разработанные автором "Устройство для определения прочности горных пород в массиве" и методика определения прочности руд в массиве; рекомендована корректировка методики оценки устойчивости выработок на основе определенной методом сверления прочности руд в массиве; приняты на руднике рекомендации по применению в рудных выработках, подлежащих закладке, комбинированной крепи из анкеров с гибкими подхватами.

Достоверность и обоснованность научных положений и рекомендаций: подтверждается значительным объемом экспериментальных натурных наблюдений, моделированием НДС массива вокруг выработок методом конечных элементов и опытно-промышленными испытаниями упрочняющей крепи.

Апробация диссертации: содержание и основные положения диссертационной работы докладывались на ежегодных конференциях молодых ученых и студентов СПГГИ(ТУ) им. Г.В. Плеханова "Полезные ископаемые России и их освоение" (Санкт-Петербург, 2005, 2006, 2007) и научно-техническом совете СПГГИ(ТУ).

Личный вклад автора заключается: в постановке задач исследований, разработке оснастки, методики и реализации экспериментов по определению прочности руд в массиве методом сверления, участии в установке реперных станций и замерах смещений реперов, зондировании закрепного пространс/ва, определении прочности руд в зоне разуплотнения на образцах неправильной формы, анализе полученных данных и последующей обработке на ЭВМ.

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Максимов, Антон Борисович

4.5. Выводы к главе 4.

1. Область применения упрочняющих анкерной и комбинированной крепей на Яковлевском руднике можно существенно расширить, в том числе в выработках, пройденных по слабым рудам, при условии крепления кровли и боков анкерами "8\¥е11ех" с гибкими подхватами и затяжкой, обеспечивающей подбучивание контура отслаивающейся рудой.

2. Длину анкеров следует принимать по условию их заглубления в зону повышенных напряжений на глубину не менее 0,8-1,0м. Расстояния между анкерами определять по разработанной методике, по условию прочности гибкого подхвата под нагрузкой от веса руды в зонах разуплотнения и предельного состояния, с учетом подбучивания обнажения разрыхленной рудой.

Заключение.

1. Горно-еологические условия проведения и поддержания выработок в рудном массиве сложные. Рудная залежь не одна по составу. Выделяются слабые железнослюдково-мартитовые и мартитовые руды ("синьки"). Имеются более плотные хлоритизированные и карбонатизированные разности этих руд, мартит-гидрогематитовые и гидрогематитовые руды ("краски"), среди которых встречаются глиноподобные слабые и плотные каменистые, более прочные разновидности. Наблюдаются включения хлоритизированных безрудных сланцев и железистых кварцитов. Распространение типов руд и включений по глубине, падению и простиранию рудного тела не подчиняется закономерностям. Свойства и состояние устойчивости массива по трассе выработок может неоднократно меняться, что затрудняет прогноз устойчивости выработок и выбор параметров крепи.

2. Полевые выработки рудника расположены в устойчивых, относительно прочных породах лежачего бока - железистых кварцитах, гранитах, филлитовых сланцах. Выбор типов и параметров упрочняющей крепи в породах не вызывает осложнений, за исключением зон крупных тектонических разломов и зоны контакта пород с рудным массивом. Контакт по лежачему боку геометрически не выдержан, при этом полевой штрек гор. -365м местами проходился без крепи, а местами подсекал рыхлую руду.

3. Результаты оценки устойчивости обнажений пород и руд по критерию напряженности, согласно "Временным указаниям по выбору типов и параметров крепи капитальных и подготовительных выработок Яковлевского рудника" не соответствует реальному состоянию выработок в слабых рудах. Обнажения в слабых рудах повсеместно классифицируются как весьма неустойчивые, в то время как на практике состояние многих выработок оценивается как удовлетворительное или средней устойчивости. Для адаптации методики к условиям Яковлевского месторождения необходимы дополнительные исследования прочности слабых руд в массиве с уточнением влияния структурной неоднородности на их устойчивость в обнажениях.

3. Разработаны чертежи, изготовлен и опробован в шахтных условиях прибор для определения прочности слабых руд в массиве методом сверления. Устройство для крепления прибора на поверхности обнажения запатентовано (положительное решение о выдаче патента по заявке №2006109076/28(009872) от 04.12.2006г). Для обоснования переходного коэффициента от усилия подачи сверла к прочности руды в массиве проведена представительная (112 образцов)серия испытаний на образцах неправильной формы по методике М. М. Протодьяконова и В. С. Вобликова.

4. Комплексом натурных экспериментов: по смещениям реперов на замерных станциях, по деформациям трубчатых гидрораспорных анкеров при их раздуве в шпурах, по изменению прочности массива с глубиной, установленного при испытаниях методом сверления, по динамике увеличения закрепного пространства за арочной крепью, определенный зондированием металлическим щупом - установлен эффект дезинтеграции вмещающего массива с образованием вокруг выработки зоны разуплотненной руды мощностью 0,5-0,8м, переходной зоны предельного состояния 0,2-0,Зм и устойчивой зоны ненарушенной структуры.

5. Методом сверления определена прочность массива железнослюдково-мартитовых руд в естественном состоянии. Среднее значение предела прочности при сжатии составило 9-12МПа, что почти на порядок больше, чем в исходной информации по проектированию рудника.

6. Выявленный характер деформирования рыхлой и плотной железно-слюдковой мартитовой руды и полученные данные о прочности руды в зоне разуплотнения и за ее пределами вокруг выработок позволят более достоверно оценивать геомеханическую ситуацию, прогнозировать поведение вмещающего рудного массива и обосновывать эффективные мероприятия по обеспечению устойчивости рудных обнажений и эксплуатационного состояния горизонтальных выработок Яковлевского рудника.

7. Крепь КМП-АЗ не обеспечивает подкрепление рудного обнажения в кровле. Таким образом, не выполняется главное условие долговременной устойчивости выработок в рудном массиве. При проходке систематически допускается излишняя выемка руды. По всему участку экспериментальной выработки, закрепленному КМП-АЗ, не отмечено сечения, где в своде величина линейных переборов была бы меньше 0,4м. В поперечных сечениях рудный контур за крепью КМП-АЗ имеет близкую к сводчатой форму с несистемными, случайными выступами и впадинами. Максимальная высота свода, достигающая 1,6 -г 2,0 м, может быть смещена от центра в сторону как лежачего, так и висячего бока. Закрепное пространство забучивалось, при этом в кровле деревянная забутовка укладывалась с оставлением пустот. Рудный контур за крепью продолжал разрушаться, при этом мелкая руда просыпалась между деревянными плахами забутовками. В кровле оставалась пустота, так как подбучивания контура разрушенной рудой не происходило.

8. Избежать ослабление рудной потолочины над участком первоочередной выемки пустотами в кровле выработок с арочной крепью можно двумя путями:

- улучшить качество забутовки пустот при возведении арочной крепи за счет изменения отношения специалистов и проходчиков к процессу крепления, с жестким системным контролем качества производства работ строго по технологическому регламенту;

- сократить объемы крепления выработок арочной крепью за счет расширения области применения упрочняющей комбинированной крепи с анкерами "8\уе11ех".

9. Моделированием НДС массива вокруг одиночной выработки методом конечных элементов установлено, что значения деформационных характеристик руд (модуля деформации Е, коэффициента Пуассона ц), используемые в проектных материалах, не соответствуют естественному состоянию рудного массива. По смещениям контура выработок, полученным в натурных наблюдениях на реперных станциях, решением "обратной" задачи определены средние значения деформационных характеристик рудного массива Яковлевского месторождения (Е=440 МПа, (1=0,35).

10. Эффект упрочнения рудного свода на модели представлен двойным увеличением модуля деформации в слое мощностью 1 м, в интервале глубин от 0,8 до 1,8 м от контура, за пределами зоны разуплотнения. Степень упрочнения получена решением "обратной" задачи по смещениям замеренным на экспериментальном участке выработки с анкерами "8\уе11ех".

11. Результаты моделирования МКЭ напряженно-деформированного состояния массива вокруг выработки с упрочняющей крепью установлено:

- анкерование увеличивает напряжения в рудном своде на глубине свыше 1 м, то есть за границей зоны разуплотнения;

- НДС разуплотненного слоя анкерование практически не изменило;

- зона влияния выработки, закрепленной анкерами, уменьшалась на треть;

- в упрочненном рудном своде, в его условных секторах, отмечены зоны концентрации касательных напряжений, которые должны быть учтены при выборе схемы расстановки анкеров.

12. Область применения упрочняющих анкерной и комбинированной крепей на Яковлевском руднике можно существенно расширить, в том числе в выработках, пройденных по слабым рудам, при условии крепления кровли и боков анкерами "8\¥е11ех" с гибкими подхватами и затяжкой, обеспечивающей подбучивание контура отслаивающейся рудой.

13. Длину анкеров следует принимать по условию их заглубления в зону повышенных напряжений на глубину не менее 0,8-1,0м. Расстояния между анкерами определять по разработанной методике, по условию прочности гибкого подхвата под нагрузкой от веса руды в зонах разуплотнения и предельного состояния, с учетом подбучивания обнажения разрыхленной

РУДОЙ.

143

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Максимов, Антон Борисович, Санкт-Петербург

1. Геологическая изученность СССР. Т. 9. Белгородская, Брянская, Воронежская, Курская, Липецкая, Орловская, Тамбовская области период 19661970. вып.1. Отв. ред. Ассовский А.Н.; АН СССР. Мин-во геологии РСФСР -Москва: Недра, 1976, 502 с.

2. Геология, гидрогеология и железные руды Курской магнитной аномалии. Изд. Недра, Том I — М., 1970; Том II — М., 1972; Том III — M., 1969.

3. Железисто—кремнистые формации докембрия Европейской части СССР. Минералогия. Наукова Думка, Киев, 1989.

4. Железорудные формации докембрия КМА и их перспективная оценка на железную руду. Изд. Недра, М., 1989.

5. Чайкин С.И. Микроэлементы и некоторые особенности их расположения в богатых железных рудах и железистых кварцитах Яковлевского месторождения КМА. В кн.: Кора выветривания, вып. 16, Изд. Наука, М., 1978.

6. Чайкин С.И. О связи морфологии рудной залежи богатых руд Яковлевского месторождения КМА с особенностями его структуры. Геология рудных месторождений, 1974 №3. с. 73-79.

7. Чайкин С.И. Типы текстур железистых кварцитов КМА, характер изменения в разрезе и по формационному профилю. Геология рудных месторождений, Т XXI, 5, сентябрь—октябрь, Изд. Наука, М., 1979.

8. Формозова J1.H. Формационные типы железных руд докембрия и их эволюция. Изд. Недра, М., 1973.

9. Чайкин С.И., Саар A.A. и др. Отчет о геолого-разведочных и поисковых работах на Яковлевском железорудном месторождении КМА по состоянию на 1 октября 1958, кн.1 и 2.

10. Информационный отчет на тему: «Богатые железные руды Яковлевского месторождения КМА: условия залегания, генезис, минеральный состав, текстуры, физико-механические свойства». СПГГИ (ТУ). Руководитель проф. Дашко Р.Э., С.-Пб. 1998 г.

11. ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация.

12. Цытович H.A. Механика грунтов М.: Высшая школа, 1968. -258с.

13. Инструкция по применению и проектированию комбинированной анкер-металлической крепи конструкции Кузниишахтстроя: Кемерово, ин-т "Кузниишахтстрой", 1980.

14. Руководство по проектированию гидротехнических тоннелей. Стройиздат, 1982.

15. Руководство по проектированию подземных горных выработок и расчету крепи / ВНИМИ, ВНИИОМШС Минуглепрома СССР. М.: Стройиздат, 1983.-272 с.

16. Потемкин Д.А., Плащинский В.Ф. Параметры поля напряжений в рудно-кристаллическом массиве до начала ведения горных работ.// Записки горного института. СГТГГИ(ТУ), СПб, 2006 г. Т 168,. С. 123-126.

17. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механические процессы в породных массивах. М.: "Недра", 1986. - 272 с.

18. Прочность и деформация горных пород в допредельной и запредельной областях. А.Н. Ставрогин, Б.Г. Тарасов и др. ФТПРПИ, 1981. -275 с.

19. Ставрогин А.Н., Протосеня А.Г. Пластичность горных пород. М.: "Недра", 1979.-301 с.

20. Ставрогин А.Н., Протосеня А.Г. Механика деформирования и разрушения горных пород. М.: "Недра", 1992. - 224 с.

21. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений: Учеб. Для вузов.-2-e изд., перераб. и доп. М.: "Недра", 1994. - 382 с.

22. Насонов И.Д., Федюкин В.А., Щуплик М.Н. Технология строительства подземных сооружений. М., "Недра", 1983.-256 с.

23. Гелескул М.Н. и др. Исследование и разработка параметров крепи для подготовительных выработок. М.: ИГД им. А.А.Скочинского, 1987. - 255 с.

24. Долгий И.Е., Протосеня А.Г., Силантьев A.A. Определение смещения контура горных выработок в условиях активного проявления горного давления // Устойчивость и крепление горных выработок// межвузовский сборник Санкт-Петербург 1999г. 240 с.

25. Баклашов И.В. Тимофеев И.В. Конструкции и расчет крепей и обделок. М., "Недра", 1979. 263 с.

26. Анкерная крепь в подготовительных выработках. Сборник статей. М., Типография №5 Госгортехиздата Ж-88, 1959. 67 с.

27. Н.И. Мельников Анкерная крепь. М., "Недра", 1980. 282 с.

28. Штанговая крепь. Под общей редакцией проф. В. Н. Семеневского. М., "Недра", 1965.-327 с.

29. Борисов A.A. Новые методы расчета штанговой крепи. М., Госгортехиздат, 1962.

30. Широков А.П., Лидер В.А., Тесляков Б.Г. Расчет анкерной крепи для различных условий применения. М., Недра, 1976.

31. Инструкция по применению сталеполимерной штанговой крепи. Тимофеев О.В., Власов Н.И., Трушко B.JL, Ленинград 1980. 61 с.

32. Инструкция по креплению полевых горизонтальных и наклонных выработок шахт Североуральского бокситогорского бассейна. СПб., 1996. -56с. / Гос. Комитет РФ по высшему образованию, С.- Петербургский Гос. Горный ин-т (тех. университет).

33. Крепь горных выработок глубоких рудников Г.Г. Мирзаев, А.Г. Протосеня, Ю.Н. Огородников, В.М. Вихарев. М., "Недра", 1984. 252 с.

34. Свойства горных пород и методы их определения. Ильнитская Е.И., Тедер Р.И., Ватолин Е.С., Кунтыш Е.Ф., М., "Недра", 1969. 392 с.

35. Рейтер Ф., Кленгаль К., Пашек Я. Инженерная геология: Пер. с нем -М, "Недра" 1983.-528 с.

36. Механические свойства горных пород. Сборник статей под редакцией д.т.н. проф. М.М. Протодьяконова. М., 1959. 83 с.

37. Федоренко А.И. Напряженно-деформированное состояние приконтурного массива, армированного анкерами // Известия вузов. Горный журнал (Уральское горное обозрение). 2006. - ЖЗ.-С.75-82.

38. Протосеня А.Г., Жихарев, С.Я., Долгий И.Е. Геомеханика массивов и устойчивость подготовительных выработок. СПб.: МАНЭБ, 2004. - 240 с. -Библиогр.: с.232-236.

39. Механика подземных сооружений: сб. науч. тр. / редкол.: Н.С.Булычев (отв. ред.) и др.; Тул. политехи, ин-т. Тула: ТПИ, 1991. - 146 с.

40. Инструкция по применению и проектированию комбинированной анкер-металлической крепи конструкции Кузниишахтстроя: Кемерово, ин-т "Кузниишахтстрой", 1980.

41. Устюгов М.Б. Расчет крепи, возводимой упрочнением горных пород / М. Б. Устюгов, В. А. Усков// Колыма. 2000.

42. Говор А.Н. Практика упрочнения массива горных пород полиуретановыми смолами / А. Н. Говор// Глюкауф. 2000.

43. Ковалевская И.А. Оптимизация параметров упрочнения приконтурных пород горных выработок анкерами / И. А. Ковалевская// НГАУ. -2002. №5.-С.38-39.

44. Прогноз и обеспечение устойчивости горных выработок на рудниках ГМК "Норильский никель" / В. А. Смирнов, В. А. Звездкин, А. Н. Шабаров и др.// Горный журнал. 2004. - №12.-С.44-48.

45. Разработать и внедрить эффективные методы обеспечения устойчивости подготовительных и капитальных горизонтальных выработок в условиях глубоких горизонтов СУБРа/Отчет по хоз.дог. № 60/81, часть 2, рук. темы Тимофеев О.В., ЛГИ, 1982.

46. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений. М., Недра, 1982.

47. Самородов Б.Н., Марысюк В. П., Наговицын Ю. Н. Опыт крепления горных выработок сталеполимерными анкерами // Горный журнал. 2001. -№4.-С .29-31.

48. Руппель У. Расширение области применения анкерной крепи / У. Руппель, Д. Виттенберг, X. Виттхаус// Глюкауф. 2000. - №1(2).-С.54-59.

49. Исследования свойств новых типов анкеров для упрочнения приконтурного массива горных выработок / В. Е. Ануфриев, В. В. Барковский, Б. В. Власенко, В. Г. Харитонов //Горный информационно-аналитический бюллетень. 2003. - №1.-С.160-165.

50. Силантьев А.А. Способ охраны и поддержания капитальных участковых горных выработок на больших глубинах // Записки Горного института. 2002.

51. ABAQUS Online Manuals. Release 6.5. User Programmable Features.

52. H.H. Кайдалов, Ю.Н. Огородников. Расчет несущей способности сетки-затяжки, закрепленной на штангах, с учетом ее растяжения от нагрузки //Исследование проблем механики подземных сооружений. Тула 1987. с. 136142.

53. Обоснование нормативов проектирования упрочняющих крепей подготовительных и очистных выработок СУБРа с учетом динамических проявлений горного давления / Отчет по хоз. Дог. №64/86. Часть I. Научн. руков. темы Тимофеев О.В., ЛГИ, 1986. 93 с.

54. Борисов А.А. Новые методы расчета штанговой крепи. М., Госгортехиздат, 1962.

55. Широков А.П., Лидер В.А., Тесляков Б.Г. Расчет анкерной крепи для различных условий применения. М., Недра, 1976.

56. Огородников Ю.Н. Проектирование крепи из железобетонных штанг, сетки и набрызгбетона по аналогам: Сб. Устойчивость и крепление горных выработок. ЛГИ, 1988. С. 18-26.

57. Инструкция по применению и проектированию комбинированной анкер-металлической крепи конструкции Кузниишахтстроя: Кемерово, ин-т " Кузниишахтстрой ", 1980.

58. Руководство по проектированию гидротехнических тоннелей. Стройиздат, 1982.

59. Исследование и прогноз инженерно-геологических условий участка первоочередной отработки богатых руд Яковлевского месторождения на стадии доразведки. Отчет по НИР, ВИОГЕМ, Белгород, 1985, 145 с. Рук. В.А. Котов.

60. Информационный отчет на тему: «Богатые железные руды Яковлевского месторождения КМА: условия залегания, генезис, минеральныйсостав, текстуры, физико-механические свойства». СПГГИ (ТУ). Руководитель проф. Дашко Р.Э., С.-Пб. 1998 г.

61. Р.А. Roest, W. Кашр The self supporting rock ring. Mining Science & Technology, 1987. p. 650-659.

62. Турчанинов И.А., Иофис М.А., Каспарян Э.В. Основы механики горных пород. Л., Недра, 1989. 488 с.

63. Мостков В.М. Подземные сооружения большого сечения. М.: Недра, 1974, 320 с.

64. Протосеня А.Г., Тимофеев О.В., Огородников Ю.Н. Разработка, практическая проверка и корректировка новой методики определения устойчивости породных обнажений в протерозойских глинах. СПГГИ, С-Пб., 1996.

65. Тимофеев О.В. Методика расчета параметров штанговой крепи при упруго-пластической деформации массива пород// Устойчивость и крепление горных выработок. JL, 1974

66. Фотиева H.H., Булычев Н.С. Обработка результатов натурных исследований давления пород на крепь и расчет крепи по измеренным нагрузкам. // Межвузовский сборник Устойчивость и крепление горных выработок, вып.5, Л., изд.ЛГИ, 1978. С. 100-104.

67. Отчет по договору №7/2004 "Научное сопровождение строительства и ввода в эксплуатацию Яковлевского рудника". Санкт-Петербург, 2004.

68. Прочность и деформация горных пород в допредельной и запредельной областях. А.Н. Ставрогин, Б.Г. Тарасов и др. ФТГТРПИ, 1981, №6, с. 2-11.

69. Ставрогин А.Н., Тарасов Б.Г. Экспериментальная физика и механика горных пород. СПб., Недра, 2001г.

70. Проведение экспертизы о склонности рудного массива и вмещающих пород Яковлевского рудника к горным ударам в интервале отметок-395 м -500м. Договор Д-79, ВНИМИ, 57 с. СПб, 1995 г., рук. Филинков A.A.

71. Протодьяконов М.М. и др. Паспорта прочности горных пород и методы и их определения. Недра, 1964 - 75 с.

72. Протосеня А.Г. Прогнозирование перемещений массива вокруг горных выработок с учетом разрыхления пород в пластической зоне. Шахтное строительство, 1977, №7, с. 17-19.

73. Мусхелишвили H.H. Некоторые основные задачи математической теории упругости. М., "Наука", 1966.- 705с.

74. Розин J1.A. Задачи теории упругости и численные методы их исследований СПб.; Изд-во СПбГТУ, 1998. 532 с.

75. Фадеев А.Б. Метод конечных элементов в геомеханике. М.: Недра,1987.

76. Протосеня А.Г., Лебедев М.О. Постановка задач по расчету напряженного состояния около выработок // Межвузовский сборник научных трудов "Устойчивость и крепление горных выработок". С-Пб, СПГГИ, 1999. С. 115-118.

77. Отчет по договору №6/2003 "Научное сопровождение строительства и ввода в эксплуатацию Яковлевского рудника". Санкт-Петербург, 2003.

78. Руководство по проектированию подземных горных выработок и расчету крепи./ ВНИМИ, ВНИИОМШС Минуглепрома СССР. М., Стройиздат, 1983 г.

79. Крепление капитальных и подготовительных горных выработок. Справочник (В.Н. Каретников, В.Б. Клейменов, А.Г. Нуждихин). М., Недра,1989.

80. Технологический регламент на упрочнение неустойчивого массива и крепление горных выработок Яковлевского рудника. ВИОГЕМ, Белгород,1990, 150 с. Рук. работы Логачев Н.Т.

81. Предложения института «Центрогипроруда» по развитию Яковлевского рудника. Белгород, 2002.