Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Обеспечение устойчивости сопряжений горизонтальных выработок при разработке Яковлевского железорудного месторождения

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

Автореферат диссертации по теме "Обеспечение устойчивости сопряжений горизонтальных выработок при разработке Яковлевского железорудного месторождения"

На правах рукописи

ПЕТРОВ Дмитрий Николаевич

>

ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ СОПРЯЖЕНИЙ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК ПРИ РАЗРАБОТКЕ 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

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

Научный руководитель -заслуженный деятель науки РФ, ~ доктор технических наук, профессор

Протосеня Анатолий Григорьевич Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Ковалев Олег Владимирович, кандидат технических наук

Лебедев Михаил Олегович

Ведущее предприятие - ОАО «Гипроруда».

Защита диссертации состоится 26 октября 2007 г. в 13 я 15 мин 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.1160.

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

Автореферат разослан 26 сентября 2007 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета д.т.н., профессор ^ - ^ Э.И.БОГУСЛАВСКИЙ

Актуальность работы. Яковлевское железорудное месторождение является уникальным как по запасам богатой руды, так и по сложности геологических, горнотехнических и гидрогеологических условий.

В геологическом строении месторождения выделяются два различных генетических комплекса пород докембрийский кристаллический фундамент и перекрывающая его мощная толща осадочных пород горизонтального залегания Кристаллические породы представлены плагиогранитами и метаморфическими породами - сланцами, железистыми кварцитами, филлитовыми сланцами Богатые руды залегают среди выветренных железистых кварцитов на глубине 480-590 м в виде мощной, до 300 м, полосы клинообразной формы с углом падения 60-70°

Гидрогеологические условия месторождения сложные В разрезе прослеживается семь водоносных горизонтов Залежь богатых руд на участке первоочередной отработки дренирована сетью транспортно-дренажных ортов и дренажных скважин.

Необходимость сохранения водозащитных свойств покрывающей рудной и породной толщи обуславливает высокие требования к качеству подготовительных, очистных и закладочных работ На всех этапах добычи руды должно обеспечиваться эксплуатационное состояние сопряжений капитальных и подготовительных выработок в рудном массиве.

Особо сложная ситуация на сопряжениях горизонтальных выработок В этой связи прогнозирование устойчивости рудных обнажений и выбор типов и параметров крепи сопряжений выработок, соответствующих горно-геологическим и горнотехническим условиям месторождения, является важнейшей задачей, имеющей первостепенное значение для обеспечения безопасной и устойчивой производственной деятельности рудника

Значительный вклад в исследование процесса деформирования и разрушения пород вокруг горных выработок внесли Ардашев К А , Баклашов И В , Булычев Н С , Долгий И Е., Зубов В.П., Картозия Б.А., Ковалев О.В, Козырев А А., Огородников Ю Н, Протодьяконов М М, Протосеня А Г,

Руппенейт К В , Смирняков В В , Тимофеев О В , Трушко В Л, Фотиева Н Н , Цимбаревич П М, Шик В М и многие другие

Проблемой обеспечения устойчивости сопряжений горных выработок занимались Данилкин М С , Константинова С А, Минин В А , Мирзаев Г Г , Найдов М И , Першин В В , Павлова Л Д, Писляков Б Г , Сыркин П С , Трушко В Л , Широков А П и другие

Цель_диссертационной_работы: обеспечение

эксплуатационного состояния сопряжений горизонтальных выработок в рудном массиве

Идея работы: выбор рациональных типов и параметров крепи сопряжений производится на основе особенностей деформирования рудного массива с учетом последовательности рассечки сопряжений

Основные задачи исследования:

проведение натурных наблюдений за смещениями контуров выработок на сопряжениях,

- разработка геомеханической модели деформирования рудного массива, вмещающего сопряжения выработок,

- разработка методики оценки устойчивости рудного обнажения и нагрузок на крепь сопряжений выработок,

- разработка рекомендаций по креплению сопряжений выработок в рудах с низкой устойчивостью

Методы исследований. Принята комплексная методика исследований, включающая

- обследование вывалообразований, произошедших на сопряжениях,

- шахтные наблюдения за смещением рудного массива на сопряжениях,

- определение прочностных свойств вмещающего массива в шахтных условиях методом сверления,

математическое моделирование напряженно-деформированного состояния рудного массива в окрестности сопряжений выработок

Научная новизна работы:

- установлены закономерности распределения напряжений в рудном массиве, вмещающем сопряжения выработок, на базе

разработанной пространственной конечно-элементной нелинейной геомеханической модели, учитывающей прочностные и деформационные характеристики пород, напряженное состояние нетронутого массива, геометрические размеры, форму выработок и последовательность рассечки сопряжения,

- выявлены экспериментально-аналитические зависимости смещений рудного массива на сопряжениях горных выработок, в частности, наибольшие величины смещений имеют место в кровле и почве и увеличиваются по сравнению с их значениями на контуре одиночной выработки в 1,34 раза для одностороннего сопряжения и в 1,57 раза для двухстороннего

Защищаемые научные положения:

- разрушение массива на сопряжениях горизонтальных выработок в слабых рыхлых рудах происходит в форме вывала, максимальная высота свода разрушения находится в районе геометрического центра сопряжений и для односторонних сопряжений составляет 1,5-2 м, а для двухсторонних - 3-4 м. На односторонних сопряжениях разрушение боковых целиков со стороны сопрягающейся выработки составляет 0,5-1,5 м, с противоположной стороны разрушение незначительно,

- пространственная геомеханическая модель рудного массива, вмещающего сопряжения горных выработок, должна учитывать, кроме прочностных и деформационных характеристик рудного тела, напряженное состояние нетронутого массива, взаимовлияние сопрягающихся выработок и последовательность рассечки сопряжения,

- расчет нагрузок на крепь сопряжений выработок в слабых рудах следует производить по выявленной экспериментально-аналитической зависимости, базирующейся на теории свода; устойчивое состояние сопряжений можно обеспечить с помощью арочного перекрытия на камерных рамах

Практическая значимость работы:

- разработанное автором "Устройство для определения прочности горных пород в массиве" принято геологической службой Яковлевского рудника,

- разработана методика расчета нагрузок на крепь сопряжений выработок в рыхлых рудах,

- определены рациональные типы и параметры крепи для поддержания сопряжений выработок, пройденных в рыхлых рудах

Достоверность и обоснованность научных положений и рекомендаций: подтверждается значительным объемом экспериментальных натурных наблюдений за состоянием крепи сопряжений и деформациями вмещающих пород, моделированием напряженно-деформированного состояния (НДС) массива вокруг выработок методом конечных элементов

Апробация диссертации. Содержание и основные положения диссертационной работы докладывались на ежегодных конференциях молодых ученых и студентов СПГТИ(ТУ) им Г.В. Плеханова "Полезные ископаемые России и их освоение" (Санкт-Петербург, 2005, 2006, 2007), конференции молодых ученых в Краковской горно-металлургической академии (2006), научно-техническом совете СПГГИ (ТУ).

Личный вклад автора заключается: в постановке задач исследований, в проведении натурных исследований, обработке полученных данных на ЭВМ, анализе натурных данных, создании конечно-элементных моделей для исследования особенностей формирования напряженно-деформированного состояния вокруг сопряжений выработок, выполнении численных экспериментов и разработке практических рекомендаций

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ в вузовских и межвузовских сборниках научных трудов и в соавторстве с Максимовым А Б получен патент РФ на "Устройство для определения прочности горных пород в массиве" (№2303251 от 22 03 2006)

Объем и структура работы. Диссертационная работа

изложена на 139 страницах машинописного текста, содержит 4 главы, введение и заключение, список использованной литературы из 80 наименований, 61 рисунок, 8 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ В главе 1 выполнен анализ горно-геологических и гидрогеологических условий Яковлевского железорудного

месторождения, методов оценки устойчивости обнажений. Сформулированы цель и задачи исследований.

В главе 2 приведены результаты натурных наблюдений за состоянием крепи сопряжений Определены форма и геометрические размеры вывалообразований на сопряжениях выработок в рыхлых рудах. Выявлен характер смещений рудного массива в окрестности сопряжений горных выработок

В главе 3 выполнено моделирование НДС массива, вмещающего сопряжения выработок методом конечных элементов. Определены параметры НДС массива для прямоугольных одностороннего и двухстороннего сопряжений с учетом свойств массива, геометрических размеров и последовательности рассечки

В главе 4 разработана методика расчета нагрузок на плоское и арочное перекрытия крепи сопряжений в рыхлых рудах. Даны рекомендации по выбору рациональных типов и параметров крепи.

Основные результаты исследований отражены в следующих защищаемых положениях-

1. Разрушение массива на сопряжениях горизонтальных выработок в слабых рыхлых рудах происходит в форме вывала, максимальная высота свода разрушения находится в районе геометрического центра сопряжений и для односторонних сопряжений составляет 1,5-4-2 м, а для двухсторонних - 3+4 м. На односторонних сопряжениях разрушение боковых целиков со стороны сопрягающейся выработки составляет 0,5*1,5 м, с противоположной стороны разрушение незначительно.

Рудный массив Яковлевского месторождения отличается изменчивостью физико-механических свойств богатых железных руд. Для выявления характера деформирования массива в боках и кровли сопряжений и обоснования эффективности применяемых на руднике конструкций крепей был выполнен комплекс натурных наблюдений, включающий анкетирование состояния крепей сопряжений, измерение геометрических размеров и пространственной ориентации зон разрушения вмещающего сопряжения массива, наблюдения за смещениями контурных и глубинных реперов.

В ходе анкетирования состояния крепей сопряжений измерялись фактические геометрические размеры крепей сопряжений и закрепного пространства, определялась зона разрушения пород в боках выработки, оценивалось эксплуатационное состояние и величина деформирования элементов крепи сопряжений и примыкающих к ним выработок. Были обследованы сопряжения выработок с различными видами крепи в рыхлых рудах на горизонте -425 м и горизонте - 370 м Результаты анкетирования позволили сделать следующие выводы- в боковых целиках сопряжений происходит деформирование и разрушение руды, при наличии отпора крепи величина зоны разрушения составляла 0,5^1,5 м; при некачественной забутовке или ее отсутствии - 0,5-2 м, разрушение боковых целиков происходит в два этапа, на первом этапе - от динамического воздействия, вызванного взрывными работами при рассечке сопряжения, на втором - за счет увеличения вертикального давления в боковых целиках; зона интенсивных деформаций крепей выработок, примыкающих к сопряжению, находится в пределах 2т5 м; наибольшим деформациям подвержены подхватные балки и балки перекрытия крепи.

Смещения контурных реперов относительно глубинных (рис.1) указывают на то, что процесс деформирования рудного массива, как для одиночной выработки, так и после проходки сопряжения, можно разделить на два периода- на первом происходит интенсивный рост смещений (до 60-90%), второй период характеризуется линейной зависимостью смещений от времени; размер зоны разуплотнения в висячем и лежачем боку, независимо от типа сопряжения, находится в пределах 1-1,5 м, что на 60-70% больше, по сравнению с одиночной выработкой; размер зоны разуплотнения в кровле для одностороннего сопряжения составляет 1,5-2 м, для двухстороннего - более 2,5 м Результаты испытания массива методом сверления подтверждают наличие зоны разуплотнения в боковых целиках глубиной от 1 до 1,5 м.

50

30

Одиночная Одностороннее Двухстороннее

выработка сопряжение .3 сопряжение

Г- 1 /

¿Г-_- 1, сутки

20250 300

350 400 450 500 Одностороннее

550

650

202503003504б04$05б0550 ' 570 ' 5906ЙС

Рис 1 Смещение контурного репера кровли (а), висячего бока (б) и лежащего бока (в) относительно глубинных реперов, расположенных на расстоянии 1 - 0,7 м; 2 -1,5 м, 3 - 2,5 м

Для выявления параметров зоны разрушения массива в кровле сопряжений и механизма ее возникновения было произведено обследование и анализ вывалообразований, произошедших в период сооружения и эксплуатации сопряжений горных выработок На рис. 2 показана схема типового вывала в районе одностороннего сопряжения в рыхлых рудах. Характеристики вывалообразований сведены в таблицу 1. Основной причиной вывалообразований служила малая прочность рыхлых руд, не соответствующие условиям параметры рассечки сопряжений (увеличенная величина заходок и заряда ВВ) и некачественная или

Таблица 1

Общая характеристика вывалообразований на сопряжениях*__

№ п/п Наименование сопрягающихся выработок Вид сопряжения Тип крепи сопряжения Объем вывала**, м3 Длинах ширина, м Высота, м (от крепи)

1 Экспериментальная выработка и дренажный орт №4 Двухстороннее Арочная КМП 50 8x7 3 (2,4)***

2 Экспериментальная выработка и орт №3 Двухстороннее Плоское перекрытие по камерным рамам 30 6,5x6 4 (3)

3 Дренажный орт №4 и буровая камера №3 Одностороннее Арочная КМП 25 8,4x5 1,4 (1)

4 Погрузочно-доставочный штрек №4 и орт по 30 линии ортов Одностороннее Плоское перекрытие по камерным рамам 40 6,5x5 2 (1,5)

5 Орт по 30 линии ортов и погрузочно-доставочный штрек №4 Одностороннее Плоское перекрытие по камерным рамам 25 6x5,5 1,5 (1)

6 Вентиляционно-закладочный штрек лежачего бока и панельный орт №2 Двухстороннее Плоское перекрытие по камерным рамам 110 17x13 5 (4)

7 Западный вентиляционно-закладочный орт и технологический штрек №2 Одностороннее Плоское перекрытие по камерным рамам 70 14x6 3 (2,5)

8 Западный вентиляционно-закладочный орт и технологический штрек №2 Одностороннее Плоское перекрытие по камерным рамам 14 6x5,5 2 (1,5)

9 Восточный вентиляционно-закладочный орт и технологический штрек №1 Одностороннее Плоское перекрытие по камерным рамам 18 6x5,5 2 (1,5)

* - все сопряжения были пройдены в мартитовой железнослюдковой руде,^1. ** - по данным маркшейдерской службы рудника

*** - в скобках указана высота вывала от контура выработки вчерне до рудного обнажения

практически отсутствие забутовки закрепного пространства Анализ натурных данных позволил установить, что по мере удаления от центра сопряжения высота свода разрушения уменьшается, максимальная высота находится в районе геометрического центра

Гех ш грек № 1

Б4-

-Т30

Рис 2 Схема вывала на сопряжении восточного вентиляционно-закладочного орта и технологического штрека №1 (гор - 370 м)

сопряжения и для односторонних сопряжений составляет 1,5-2 м, для двухсторонних - 3-4 м, для всех вывалов в плане характерна форма эллипса или его частного случая - круга, на односторонних сопряжениях максимальные разрушения боковых целиков происходят со стороны сопрягающейся выработки и составляют 0,5-1,5 м, с противоположной стороны разрушение незначительны На четырех сопряжениях с плоским перекрытием произошло полное разрушение крепи, на остальных наблюдалась потеря устойчивости или большие деформации отдельных элементов

2. Пространственная геомеханическая модель рудного массива, вмещающего сопряжения горных выработок должна учитывать, кроме прочностных и деформационных характеристик рудного тела, напряженное состояние нетронутого массива, взаимовлияние сопрягающихся выработок и последовательность рассечки сопряжения.

Для оценки влияния горно-геологических и горно-технических условий на распределение параметров напряженно-деформированного состояния вмещающего сопряжения выработок массива было создано и рассмотрено несколько пространственных моделей Анализ проводился методом конечных элементов Массив заменялся расчетной областью с размерами 12Вх6Вх12Н, где В и Н - ширина и высота выработки. По нижней грани запрещались перемещения по направлению Z По боковым граням запрещались перемещения, соответственно, по горизонтальным осям X и У. К верхней грани прикладывалось давление, равное напряжениям в нетронутом массиве (рис. 3) Массиву задавались физико-механические характеристики мартитовой железнослюдковой руды, модуль деформации Е= 1,3-104 МПа, коэффициент Пуассона у=0,25. Поперечные сечения выработок соответствовали сечению экспериментальной выработки (8ВЧ=14,5 м2) Моделировались различные величины заходок, в частности, две первые заходки по 1 м и дальнейшая проходка сопрягаемой выработки заходками по 2 м. Параметры НДС массива определялись для одностороннего и двухстороннего прямоугольных сопряжений.

Результаты расчета, по упругой модели деформирования, выявили следующие закономерности. При рассечке сопряжения в боках выработок происходит увеличение вертикального давления, а в кровле появляются зоны разгрузки. При дальнейшей рассечке сопряжения растет концентрация вертикальных напряжений в боках и увеличиваются смещения и зона разгрузки в кровле, причем область их максимальных значений для двухстороннего сопряжения находится в геометрическом центре пересечения выработок, а для одностороннего - смещается в сторону сопрягающейся выработки.

Опускание кровли (подъем почвы) обнажения при одностороннем сопряжении превосходит аналогичные показатели

для одиночной выработки на 34% (30%), при двустороннем сопряжении на 57% (50%) (рис. 4); коэффициент концентрации вертикальных напряжений в боковых целиках возрастает,

(пунктиром обозначено двухстороннее сопряжение) ди/и проходка двухстороннего сопряжения

Рис. 4 Смещения в кровле (точка а) и почве (точка с) по мере проходки

выработок

противоположном от сопряжения боку увеличение напряжений находится в пределах 5+10%. Практически до 70% напряжений и смещений, вызванных взаимным влиянием выработок, реализуются при рассечке сопряжения и последующих двух заходок. Размеры зоны влияния выработок одной на другую и на вмещающий массив пород практически не зависят от типа сопряжения и составляют 2,5-3 ширины выработки.

Далее моделировалось НДС вокруг выработок с учетом нелинейных свойств вмещающего рудного массива. В качестве модели материала использовалась экспериментальная зависимость между наибольшими касательными напряжениями и деформациями сдвига, характеризующая процесс деформирования мартитовой железнослюдковой руды. Напряжения в массиве задавались в интервале от 3 до 12 МПа, с шагом 0,6 МПа. Выбор интервала напряжений обусловлен распределением вертикальных напряжений в нетронутом массиве Яковлевского месторождения. Полученные результаты показали, что при напряжениях нетронутого массива 3,6 МПа в боковом целике сопряжения появляются неупругие деформации. С возрастанием напряжений размер зоны линейно увеличивается. При напряжениях равных 5,4 МПа появляются нелинейные деформации в боку одиночной выработки Интенсивность изменения размеров зоны неупругих деформаций (ЗНД) в боковом целике сопряжения и одиночной выработки одинакова. На рис. 5 приведено распределение тангенциальных напряжений по различным характерным путям, при напряженном состоянии нетронутого массива 12 МПа Линии 1 и 7 отражают распределение тангенциальных напряжений для бокового целика сопряжения и одиночной выработки. Линии 2-6 показывают распределение напряжений на удалении от центра сопряжения 0,5; 1, 2; 4,5 и 9 м, соответственно Как видно, для всех путей, наименьшая концентрация напряжений наблюдается на контуре выработки, далее напряжения увеличиваются, достигают наибольших значений и далее плавно убывают до уровня начальных напряжений массива. Величина максимальных напряжений обуславливается удалением от центра сопряжения. На удалении 0,5 м (линия 2) от пересечения боков выработок напряжения

практически равны напряжениям нетронутого массива (около 12 МПа), что объясняется попаданием данного пути в зону неупругих деформаций Наибольшая концентрация напряжений наблюдается по линии 1, здесь на контуре выработки напряжения составляют около 10 МПа, на удалении 3,4 м - 22 МПа, т.е в 2,2 раза больше По сравнению с одиночной выработкой, напряжения в боковом целике возрастают на 25%. Размер зоны неупругих деформации в боковом целике двухстороннего сопряжения на 30% больше, чем в боку одиночной выработки

3. Расчет нагрузок на крепь сопряжений выработок в слабых рудах следует производить по выявленной экспериментально-аналитической зависимости, базирующейся на теории свода; устойчивое состояние сопряжений можно обеспечить с помощью арочного перекрытия на камерных рамах.

До настоящего времени элементы крепи на руднике подбирались без достаточного обоснования, как правило, на основании практики эксплуатации сопряжений выработок. Полученные результаты натурных наблюдений и выявленные в ходе моделирования закономерности изменения параметров НДС массива

показали, что над сопряжением выработок в рыхлых рудах образуется свод обрушения, в форме параболоида с эллиптическим основанием Высота параболоида для двухсторонних сопряжений составляет А = 0,685, для односторонних сопряжений И - 0,345 Полуоси а ив эллипса определяются через линейные размеры горных выработок (Вь В2) и величины разрушений угловой части рудного целика (АВь

Вг+АВг 2-1{Вх + Дй, )2 +{В2+АВ2)2 а = в--в =

Вх+ АВ2' | В2 +АВ

2

5, + Щ

Вертикальная равномерно-распределенная нагрузка на поддерживающую крепь сопряжений равна отношению веса руды в параболоиде обрушения, попадающего в геометрические размеры крепи в плане, к площади основания крепи, с учетом подъема стрелы арочного свода

' г

II

<7в =Рё к 1" 31

V V

где аиЬ- полуоси свода обрушения; И — высота свода обрушения; с и ¿/ -размеры крепи в плане; р - плотность руды; g - ускорение свободного падения;/тах - подъем стрелы арочного свода

В зависимости от ширины сопряжений, величины переборов и разрушения руды в угловых целиках и боках сопряжений прогнозируемые значения вертикальной равномерно распределенной нагрузки на плоское перекрытие изменяются в диапазоне 31-39 кН/м2 для одностороннего сопряжения и 62-77 кН/м2 для двухстороннего Сводчатое перекрытие поддерживающей крепи сопряжений обеспечивает существенное снижение нагрузки на несущие конструкции. В зависимости от стрелы подъема арочного свода / расчетные величины вертикальной нагрузки на перекрытие находятся в интервале 16,3-25,1 кН/м2 для одностороннего сопряжения и 32,6-61,2 кН/м2 для двухстороннего.

Расчеты на прочность и устойчивость элементов крепи показали, что крепь с плоским перекрытием по камерным рамам или по двум подхватным балкам обеспечивает эксплуатационное

состояние сопряжений выработок при допускаемой равномерно распределённой вертикальной нагрузке 15-20 кН/м2. Данная конструкция крепи не рекомендована к применению в рыхлых слабых рудах.

Повышение несущей способности поддерживающей крепи возможно только изменением конструкции перекрытия Было выполнено исследование работоспособности конструкции поддерживающей крепи с арочным перекрытием по камерным рамам. Для нейтрализации воздействия бокового распора арки на камерные рамы в конструкцию крепи введен дополнительный элемент - стяжка (рис. 6).

рам, 5- крепь КМП-АЗ сопрягающейся выработки

Результаты показали, что в зависимости от стрелы подъема арочного перекрытия допускаемая нагрузка на крепь изменяется в интервале от 12 до 62 кН/м2, что свидетельствуют об эффективности применения крепи с арочным перекрытием по камерным рамам. Таким образом, выбором рациональных профилей элементов крепи и при соблюдении технологической дисциплины производства работ можно обеспечить эксплуатационное состояние сопряжений выработок в мартитовом железнослюдковом рудном массиве в диапазоне прогнозируемых нагрузок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация представляет собой законченную научно-исследовательскую работу, в которой содержится решение актуальной для Яковлевского рудника задачи геомеханического обоснования устойчивости сопряжений выработок в рыхлых рудах.

Результаты выполненных исследований:

1 В слабых рудах Яковлевского месторождения вокруг сопряжений выработок образуется свод разрушения. Высота свода для односторонних сопряжений составляет 1,5+2 м, для двухсторонних -3-4 м, с удалением от центра высота свода уменьшается. Разрушение боковых целиков находится в пределах 0,5т1,5 м и зависит от качества забутовки закрепного пространства

2 Разработана геомеханическая модель, которая учитывает кроме прочностных и деформационных характеристик рудного тела, напряженное состояние нетронутого массива, взаимодействие выработок и последовательность рассечки сопряжения

3. Выявлены закономерности распределения напряжений в рудном массиве на сопряжениях горных выработок, установленные на базе разработанной пространственной конечно-элементной нелинейной геомеханической модели.

4. Установлены экспериментально-аналитические зависимости смещений рудного массива на сопряжениях горных выработок, в частности, наибольшие величины смещений формируются в кровле и почве и увеличиваются по сравнению с их значениями на контуре одиночной выработки в 1,34 раза для одностороннего сопряжения ив 1,57 раза для двухстороннего.

5 Расчет нагрузок на крепь сопряжений необходимо определять по разработанной методике, основанной на полученной экспериментально - аналитической зависимости, учитывающей геометрические размеры свода разрушения и параметры крепи

6 Крепь с арочным перекрытием способна обеспечить устойчивое состояние сопряжений в рыхлых рудах, при условии качественного выполнения работ по ее возведению и забутовке закрепного пространства

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:

1 Петров Д Н Исследование прочностных и деформационных свойств гидрогематитовых руд Яковлевского месторождения /Петров ДН., Зыков ДБ// Записки горного института СПГГИ (ТУ), СПб, - 2006 г - Т. 167, - С. 141-144

2 Петров ДН. Исследование характера деформирования рудного массива в районе сопряжения горных выработок // Освоение минеральных ресурсов севера проблемы и их решения/ Труды 4-й Международной научно-практической конференции 1214 апреля 2006г./Филиал СПГГИ (ТУ) «Воркутинский горный институт». - Воркута, - 2006 г -Т 1,-С 98-101.

3 Петров Д Н Исследование напряженно-деформированного состояния массива в районе сопряжения выработок// Записки горного института. СПГГИ (ТУ), СПб, - 2006 г -Т 168,-С 184-187.

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

5 Petrov D Mathematical modeling of stress and strain state around tunnels junction // Материалы научно-практической конференции в Краковской горно-металлургической Академии, Краков, - 2006 г - С 122.

РИЦСПГГИ 19 09 2007 3 406 ТЮОэкз 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д 2

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Петров, Дмитрий Николаевич

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследований.

1.1. Горногеологические и гидрогеологические условия Яковлевского месторождения.

1.2. Физико-механические свойства руд и вмещающих пород.

1.3. Анализ методов расчета напряженно-деформированного состояния и оценки устойчивости сопряжений выработок.

Глава 2. Экспериментальные исследования проявления горного давления на сопряжениях горизонтальных выработок.

2.1 Обследование сопряжений выработок, пройденных по рудному массиву.

2.2. Методика и результаты экспериментальных исследований зон разрушения вокруг сопряжений выработок 35 в слабых рудах.

2.3 Натурные наблюдения за смещением вмещающего сопряжения выработок рудного массива.

2.4 Определение размеров зоны разрушенных пород в приконтурном массиве методом сверления.

Глава 3. Моделирование напряженно-деформированного состояния массива в районе сопряжения горных выработок.

3.1 Постановка задачи и построение конечно-элементной модели.

3.2 Результаты численных экспериментов по взаимодействию выработок.

Глава 4. Расчет нагрузок на крепь сопряжений горных выработок и обоснование рациональных их конструкций.

4.1 Методика расчета нагрузок на плоское перекрытие крепи.

4.2 Методика расчета нагрузок на арочное перекрытие крепи.

4.3 Обоснование эффективных конструкций крепи сопряжений.

4.4 Рациональные конструкции крепей сопряжений выработок Яковлевского рудника.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обеспечение устойчивости сопряжений горизонтальных выработок при разработке Яковлевского железорудного месторождения"

Яковлевское железорудное месторождение является уникальным как по запасам богатой руды, так и по сложности геологических, горнотехнических и гидрогеологических условий.

В геологическом строении месторождения выделяются два различных генетических комплекса пород: докембрийский кристаллический фундамент и перекрывающая его мощная толща осадочных пород горизонтального залегания. Кристаллические породы представлены плагиогранитами и метаморфическими породами - сланцами, железистыми кварцитами, филлитовыми сланцами. Богатые руды залегают среди выветренных железистых кварцитов на глубине 480-590 м в виде мощной, до 300 м, полосы клинообразной формы с углом падения 60-70°.

Гидрогеологические условия месторождения сложные. В разрезе прослеживается семь водоносных горизонтов. Залежь богатых руд на участке первоочередной отработки дренирована сетью транспортно-дренажных ортов и дренажных скважин.

Необходимость сохранения водозащитных свойств покрывающей рудной и породной толщи обуславливает высокие требования к качеству подготовительных, очистных и закладочных работ. На всех этапах добычи руды должно обеспечиваться эксплуатационное состояние сопряжений капитальных и подготовительных выработок в рудном массиве.

Особо сложная ситуация на сопряжениях горизонтальных выработок. В этой связи прогнозирование устойчивости рудных обнажений и выбор типов и параметров крепи сопряжений выработок, соответствующих горно-геологическим и горно-техническим условиям месторождения, является важнейшей задачей, имеющей первостепенное значение для обеспечения безопасной и устойчивой производственной деятельности рудника.

Значительный вклад в исследование процесса деформирования и разрушения пород вокруг горных выработок внесли: Ардашев К.А., Баклашов И.В., Булычев Н.С., Долгий И.Е., Зубов В.П., Картозия Б.А., Ковалев О.В., Козырев А.А., Огородников Ю.Н., Протодьяконов М.М., Протосеня А.Г., Руппенейт К.В., Смирняков В.В., Тимофеев О.В., Трушко B.JL, Фотиева Н.Н., Цимбаревич П.М., Шик В.М. и многие другие.

Проблемой обеспечения устойчивости сопряжений горных выработок занимались Данилкин М.С., Константинова С.А., Минин В.А., Мирзаев Г.Г., Найдов М.И., Першин В.В., Павлова Л.Д., Писляков Б.Г., Сыркин П.С., Трушко B.JL, Широков А.П., и другие.

Цель работы: обеспечение устойчивости сопряжений горизонтальных выработок при разработке Яковлевского месторождения.

Идея работы: выбор рациональных типов и параметров крепи сопряжений производится на основе особенностей деформирования рудного массива с учетом последовательности рассечки сопряжений.

Основные задачи работы:

- проведение натурных наблюдений за смещениями контуров выработок на участках сопряжения;

- разработка геомеханической модели деформирования рудного массива на участках сопряжения в условиях Яковлевского месторождения;

- разработка методики оценки устойчивости и нагрузок на крепь сопряжений горных выработок;

- разработка рекомендаций по креплению сопряжений выработок в рудах и породах с низкой устойчивостью.

Научная новизна работы.

- установлены закономерности распределения напряжений в рудном массиве, вмещающем сопряжения выработок, на базе разработанной пространственной конечно-элементной нелинейной геомеханической модели, учитывающей прочностные и деформационные характеристики пород, напряженное состояние нетронутого массива, геометрические размеры, форму выработок и последовательность рассечки сопряжения;

- выявлены экспериментально-аналитические зависимости смещений рудного массива на сопряжениях горных выработок, в частности, наибольшие величины смещений имеют место в кровле и почве и увеличиваются по сравнению с их значениями на контуре одиночной выработки в 1,34 раза для одностороннего сопряжения и в 1,57 раза для двухстороннего.

Защищаемые научные положения:

- разрушение массива на сопряжениях горизонтальных выработок в слабых рыхлых рудах происходит в форме вывала, максимальная высота свода разрушения находится в районе геометрического центра сопряжений и для односторонних сопряжений составляет 1,5ч-2 м, а для двухсторонних - 3+4 м. На односторонних сопряжениях разрушение боковых целиков со стороны сопрягающейся выработки составляет 0,5+1,5 м, с противоположной стороны разрушение незначительно;

- пространственная геомеханическая модель рудного массива, вмещающего сопряжение горных выработок должна учитывать, кроме прочностных и деформационных характеристик рудного тела, напряженное состояние нетронутого массива, взаимовлияние сопрягающихся выработок и последовательность рассечки сопряжения;

- расчет нагрузок на крепь сопряжений выработок в слабых рудах следует производить по выявленной экспериментально-аналитической зависимости, базирующейся на теории свода; устойчивое состояние сопряжений можно обеспечить с помощью арочного перекрытия на камерных рамах.

Практическая значимость работы:

- разработанное автором "Устройство для определения прочности горных пород в массиве" принято геологической службой Яковлевского рудника;

- разработана методика расчета нагрузок на крепь сопряжений выработок в рыхлых рудах;

- определены рациональные виды и параметры крепей для поддержания сопряжений выработок, пройденных в рыхлых рудах.

Достоверность и обоснованность научных положений и рекомендаций: подтверждается значительным объемом экспериментальных натурных наблюдений за состоянием крепи сопряжений и деформациями вмещающих пород, моделированием напряженно-деформированного состояния (НДС) массива вокруг выработок методом конечных элементов.

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); конференции молодых ученых в Краковской горно-металлургической академии (2006); научно-техническом совете СПГГИ (ТУ).

Личный вклад автора заключается:

В постанове задач исследований, в проведении натурных исследований, обработке полученных данных на ЭВМ, анализе натурных данных, создании конечно-элементных моделей для исследования особенностей формирования напряженно-деформированного состояния вокруг сопряжений выработок, выполнении численных экспериментов и разработке практических рекомендаций.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ в вузовских и межвузовских сборниках научных трудов и в соавторстве с Максимовым А.Б. получен патент РФ на "Устройство для определения прочности горных пород в массиве" (№2303251 от 22.03.2006).

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 139 страницах машинописного текста, содержит 4 главы, введение и заключение, список использованной литературы из 80 именований, 61 рисунок и 8 таблиц.

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Петров, Дмитрий Николаевич

Основные выводы по работе

1. В слабых рудах Яковлевского месторождения вокруг сопряжений выработок образуется свод разрушения. Высота свода для односторонних сопряжений составляет 1,5-^2 м, для двухсторонних -3+4 м, с удалением от центра высота свода уменьшается. Разрушение боковых целиков находится в пределах 0,5-^1,5 м и зависит от качества забутовки закрепного пространства.

2. Разработана геомеханическая модель, которая учитывает прочностные и деформационные характеристики рудного тела, напряженное состояние нетронутого массива, уравнения состояния среды, взаимодействие выработок и технологию их строительства сопряжений.

3. Выявлены закономерности распределения напряжений в рудном массиве на сопряжениях горных выработок, установленные с помощью пространственной конечно-элементной нелинейной геомеханической модели.

4. Установлены особенности деформирования и экспериментально-численные зависимости смещений рудного массива на сопряжениях горных выработок, наибольшие величины смещений формируются в кровле и почве и увеличиваются по сравнению с их значениями на контуре одиночной выработки в 1,28 раза для одностороннего сопряжения ив 1,55 раза для двухстороннего.

5. Расчет нагрузок на крепь сопряжений необходимо определять по разработанной методике, основанной на полученной экспериментально аналитической зависимости, учитывающей геометрические размеры свода разрушения и параметры крепи.

6. Крепь с арочным перекрытием способна обеспечить устойчивое состояние сопряжений в рыхлых рудах, при условии качественного выполнения работ по ее возведению и забутовке закрепного пространства.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Петров, Дмитрий Николаевич, Санкт-Петербург

1. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механика подземных сооружений и конструкций крепей. М.: Недра, 1992, - 543 с.

2. Баклашов И.В., Руппенейт К.В. Прочность незакрепленных горных выработок. М.: Недра, 1965,

3. Баклашов И.В., Тимофеев И.В. Конструкции и расчет крепей и обделок. М., "Недра", 1979.

4. Батаев А.В. Исследование крепи сопряжений капитальных выработок. Управление деформациями горного массива. Л., ВНИМИ, 1986, с. 63-66.

5. Бебенин М.Е. Выбор рациональной крепи сопряжений капитальных выработок глубоких шахт. Уголь Украины, 1966, №4, с. 14-16.

6. Березанцев В.Г. Осесимметричная задача теории предельного равновесия сыпучей среды. М., изд.ГИТТЛ, 1962, 116 с.

7. Бокий Б.В., Зимина Е.А., Смирняков В.В., Тимофеев О.В. Проведение и крепление горных выработок. М.: Госгортехиздат, 1963, - 558 с.

8. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений. М.: Недра, 1982, - 270 с.

9. Булычев Н.С., Амусин Б.З., Оловянный А.Г. Расчет крепи капитальных горных выработок. М. Недра, 1974.

10. Буйлов Ю.Г., Коптейн Г.А. Опыт применения и дальнейшее совершенствование крепей сопряжения для выработок арочной формы. Уголь. 1989. №12.-с. 30-33.

11. Вайнберг Д.В. Концентрация напряжений в пластинах около отверстий и выкружек. Киев: Техника, 1969,

12. Галлагер Р. Метод конечных элементов: Основы. М.: Мир, 1984, - 428 с.

13. 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.

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

15. ГОСТ 260020-83. Двутавр нормальный.

16. Глушко В.Т. Разрушение горных пород и прогнозирование проявлений горного давления. М.: Недра, 1982, - 192 с.

17. Гусак А.А. Ряды и кратные интегралы. Мн., Изд. БГУ, 1970, 384 с.

18. Данилкин М.С. Исследование напряженно-деформированного состояния массива пород, вмещающих сопряжения горных выработок. Сборник научных трудов. Новочеркасск, НГТУ, 1996, с. 30-34.

19. Дашко Р.Э Инженерно-геологическая характеристика и оценка богатых железных руд яковлевского рудника. Записки горного института, т. 168, С-Пб., 2006.

20. Динник А.Н., Моргаевский А.Б., Савин Г.Н. Распределение напряжений вокруг подземных горных выработок. Труды совещания по управлению горным давлением. -М. Л., АН СССР, 1938, - 306 с.

21. Долгий И.Е., Протосеня А.Г., Силантьев А.А. Определение смещения контура горных выработок в условиях активного проявления горного давления. Устойчивость и крепление горных выработок. Межвузовский сборник. С-Пб, 1999 г.

22. Ержанов Ж.С., Каримбаев Т.Д. Метод конечных элементов в задачах механики горных пород. Алма-Ата: Наука, 1975. - 239 с.

23. Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений полезных ископаемых подземным способом. М. 2003.

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

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

26. Заславский Ю.З., Мостков В.М. Крепление подземных сооружений.- М.: Недра, 1979.

27. Зенкевич О., Чанг И. Метод конечных элементов в теории сооружений и в механике сплошных сред М.:Недра, 1974, - 240 с.

28. Изучение напряжённого состояния и устойчивости руд на участке первоочередной отработки Яковлевского рудника. Отчёт по НИР. Белгород: ВИОГЕМ, 2002.

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

30. Инструкция по выбору рамных податливых крепей горных выработок. Изд. 2-е, перераб. и доп. СПб, 1991.

31. Инструкция по креплению полевых горизонтальных и наклонных выработок шахт Североуральского бокситового бассейна. СПб., 1996.

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

33. 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.

34. Кузнецов Г.Н., Будько М.Н., Васильев Ю.И. и др. Моделирование проявлений горного давления. Д., "Недра", 1968, с.279.

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

36. Мерзаев Г.Г., Протосеня А.Г., Огородников Ю.Н., Вхарев В.И. Крепь горных выработок глубоких рудников. М.: Недра, 1984, - 252 с.

37. Минин В.А. О классификации сопряжений капитальных горных выработок и технологии их сооружения. Шахтное строительство. 1988. №10. -с. 23-26.

38. Мусхелишвили Н.И. Некоторые основные задачи математической теории упругости. М., "Наука", 1966.- 705с.

39. Насонов И.Д. Моделирование горных процессов. М., Недра, 1978. с. 256.

40. Найдов М.И., Петров А.И., Широков А.Н. Поддержание сопряжений горных выработок. М.: Прометей, 1990, - 140 с.

41. Норри Д., де Фриз Ж. Введение в метод конечных элементов. М.: Мир, 1981,-304 с.

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

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

44. Павлова Л.Д., Фрянов В.Н. Расчет пространственного напряженно-деформированного состояния углепородного массива методом конечных элементов в окрестности сопряжений горных выработок. Компьютерные учебные программы и инновации. 2002. - № 6(10) - С. 29.

45. Павлова Л. Д. Настройка пространственной расчетной модели геомеханических параметров в разрушаемом углепородном массиве. Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2004. - № 3. - С. 610.

46. Павлова Л.Д. Алгоритм прогноза напряженно-деформированного состояния и разрушения горных пород в окрестности подготовительной выработки. Известия вузов. Горный журнал. 2003. - № 1. - С. 59 - 63.

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

48. Потапенко В.А., Казанский Ю.В. и др. Проведение и поддержание выработок в неустойчивых породах. -М.: Недра, 1990, 336с.

49. Потемкин Д.А., Плащинский В.Ф. Параметры поля напряжений в рудно-кристаллическом массиве до начала ведения горных работ. Записки горного института, т.168, С-Пб., 2006.

50. Протодьяконов М. М. Давление горных пород и рудничное крепление. -М.: Гостехиздат, 1930.

51. 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. 115118.

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

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

54. Руппенейт К.В. Некоторые вопросы механики горных пород. -М. Углетехиздат, 1954, 384 с.

55. Слесарев В.Д. Механика горных пород и рудничное крепление. М., Углетехиздат, 1948, 303 с.

56. СНиП П-23-81* "Стальные конструкции. Нормы проектирования" М.: Стройиздат, 1982.

57. СНиП П-94-80. Подземные горные выработки. Нормы проектирования. -М.: Стройиздат, 1982.

58. Соколовский В.В. Статика сыпучей среды. Физматгиз, 1960.

59. Ставрогин А.Н., Бич Я.А. Методические указания по испытаниям горных пород в натурных условиях. -JL, ВНИМИ, 1969, с. 50.

60. Ставрогин А.Н., Протосеня А.Г. Пластичность горных пород М.:Недра, 1979.-212 с.

61. Ставрогин А.Н., Протосеня А.Г. Прочность горных пород и устойчивость выработок на больших глубинах М.; Недра, 1985,

62. Ставрогин А.Н., Тарасов Б.Г. Экспериментальная физика и механика горных пород. СПб., "Наука", 2001, - 343 с.

63. Сыркин П.С., Минин В.А., Данилкин М.С., Садохин А.Н. Строительство сопряжений горных выработок. М., Недра, 1997, с. 324.

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

65. Тимофеев О.В. Об устойчивости и классификации сопряжений горизонтальных выработок. Устойчивость и крепление горных выработок. Исследование взаимодействия массива с крепью выработок. Л., 1988, с.48-53.

66. Трушко В.Л. Протосеня А.Г. Плащинский В.Ф. Оценка устойчивости обнажений и расчет нагрузок на крепь Яковлевского рудника. Записки горного института, т. 168, С-Пб., 2006.

67. Устойчивость и крепление горных выработок. Крепление и поддержание горных выработок в сложных горно-геологических условиях: Межвуз. сб. науч. тр. СПб.: СПГГИ, 1994. - 145 с.

68. Фадеев А.Б. Метод конечных элементов в геомеханике. М.: Недра, 1987, - 224 с.

69. Фисенко Г.Л. Предельные состояния горных пород вокруг выработок. М., "Недра", 1976.- 272 с.

70. Формозова Л.Н. Формационные типы железных руд докембрия и их эволюция. Изд. Недра, М., 1973.

71. Цимбаревич П.М. Механика горных пород. М., Углетехиздат, 1948, -183 с.

72. 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.

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

74. Черданцев Н.В., Изаксон В.Ю. Устойчивость сопряжения двух горных выработок сводчатой формы. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых №2, ИГД СО РАН, 2004, с. 48-51.

75. Черданцев Н. В., Черданцев С. В. Зоны нарушения сплошности в области сопряжения двух горных выработок. Прикладная механика и техническая физика №4, ИГД СО РАН, 2004 с. 137-139.

76. Черняк И.Л., Бурчаков Ю.И. Управление горным давлением в подготовительных выработках глубоких шахт.

77. Широков А.П., Писляков Б.Г. Расчет и выбор крепи сопряжений горных выработок. М.: Недра, 1988, - 214 с.

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

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