Обоснование эффективной технологии крепления глубоких вертикальных стволов в сложных горно-геологических условиях

Плешко, Михаил Степанович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Обоснование эффективной технологии крепления глубоких вертикальных стволов в сложных горно-геологических условиях
ВАК РФ 25.00.22, Геотехнология(подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации по теме "Обоснование эффективной технологии крепления глубоких вертикальных стволов в сложных горно-геологических условиях"

004ЫЭЭОГ

Плешко Михаил Степанович

ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ КРЕПЛЕНИЯ ГЛУБОКИХ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ В СЛОЖНЫХ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

Специальность

25.00.22 - «Геотехнология (подземная, открытая и строительная)»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

- 2 при 70Ю

Новочеркасск - 2010

004615587

Работа выполнена в Шахтинском институте (филиале) Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)» на кафедре «Подземное, промышленное, гражданское строительство и строительные материалы».

доктор технических наук, профессор Ягодкин Феликс Игнатьевич

доктор технических наук, профессор Савин Игорь Ильич

доктор технических наук, профессор Сергеев Сергей Валентинович

доктор технических наук, доцент Привалов Александр Алексеевич

Ведущая организация - ГОУ ВПО «Московский государственный горный университет», г. Москва.

Защита состоится 14 декабря 2010 г. в Ю00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.304.07 при Южно-Российском государственном техническом университете (Новочеркасском политехническом институте) по адресу: 346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132, ЮРГТУ (НПИ), аудитория 107, тел./факс: (863-52) 2-84-63, email: ngtu@novoch.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЮРГТУ (НПИ) (г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132).

Автореферат разослан « -2> » ноября 2010 г.

Научный консультант: Официальные оппоненты:

Ученый секретарь диссертационного совета

Колесниченко Евгений Александрович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В условиях глобальной мировой экономики одной из важнейших задач народного хозяйства Российской Федерации является сохранение ведущих позиций и дальнейшее эффективное развитие горнодобывающей отрасли, вносящей значительный вклад в валовой внутренний продукт страны.

Достаточно остро в настоящее время стоит проблема энергобезопасности, решить которую невозможно без увеличения доли угля в выработке электроэнергии до показателей ведущих стан мира.

Все это вызывает необходимость разработки новых месторождений полезных ископаемых, а также реконструкции действующих горнодобывающих предприятий. Их вскрытие в большинстве случаев осуществляется вертикальными стволами различного назначения.

Средняя глубина сооружаемых вертикальных стволов в нашей стране составляет около 1000 м при максимальных значениях более 2 км. На их долю приходится около 30% стоимости и 50% общей продолжительности строительства шахты или рудника, при этом до 60% данных затрат связаны с креплением выработок. Анализ динамики развитая технико-экономических показателей проходки и крепления вертикальных стволов в нашей стране показывает, что в течение последних 40 лет их существенного улучшения не наблюдается, несмотря на отдельные бесспорные практические и научно-технические достижения. Обусловлено это тем, что с переходом горных работ на большие глубины и ухудшением горно-геологических условий, проектная несущая способность крепи увеличена в среднем в 2 раза, затраты на материалы крепи выросли в 1,5 - 2,0 раза, трудоемкость — в 2 - 2,5 раза, а производительность труда уменьшилась в 1,3 - 1,8 раза. Несмотря на это более 50% эксплуатируемых глубоких вертикальных стволов имеют те или иные нарушения крепи, а безремонтный срок службы приствольных выработок нередко составляет 3-4 года, что является неприемлемым для капитальных горных выработок.

Помимо объективных горно-геологических предпосылок одной из причин низкой технико-экономической эффективности проходки, крепления и эксплуатации глубоких стволов является использование устоявшихся подходов при их проектировании и строительстве, не всегда адекватных меняющимся условиям. Они базируются на неполных исходных данных и устаревшей нормативной базе и характеризуются повсеместным применением совмещенной схемы проходки с последующим армированием, ограниченным набором решений по повышению несущей способности крепи, основанных на экстенсивных принципах, недостаточным учетом влияющих горнотехнических и технологических факторов.

сматривающим выполнение системного анализа взаимодействия отдельных элементов геотехнических систем и активное внедрение передовых конструктивных и технологических решений на основе современных средств упрочнения массива, высокоэффективных материалов крепи, прогрессивных схем проходки и др.

Исходя из этого теоретическое обобщение и научное обоснование инновационных методов проектирования, конструктивных и технологических решений в области крепления глубоких вертикальных стволов, направленных на повышение технико-экономической эффективности строительства и эксплуатации выработок, является актуальной научно-технической проблемой. Решению этой проблемы, имеющей также важное практическое значение, посвящена настоящая диссертационная работа.

Диссертация выполнена в рамках темы НИР 17.05 «Исследование геомеханических процессов подземного пространства, влияние этих процессов на сопутствующие среды и земную поверхность», выполняемой в Шахтинском институте ЮРГТУ (НПИ) по заданию Федерального агентства по образованию, госбюджетной темы кафедры подземного, промышленного, гражданского строительства и строительных материалов П53-801 «Разработать средства и способы крепления и охраны горных выработок и обеспечения безопасности труда на горных и строящихся предприятиях», а также в рамках реализации программно-целевых мероприятий Научно-образовательного центра по проблемам рационального природопользования при комплексном освоении минерально-сырьевых ресурсов, поддержанного Аналитической ведомственной целевой программой «Развитие научного потенциала высшей школы» (2009 - 2010 гг.) и Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (государственный контракт 14.740.11.0427).

Цель работы: обоснование параметров эффективной технологии крепления глубоких вертикальных стволов на основе комплексного учета горнотехнических и технологических факторов, обеспечивающей снижение затрат при их строительстве и эксплуатации в сложных горно-геологических условиях.

Идея работы заключается в комплексном учете особенностей взаимодействия элементов системы «породный массив - технология - вертикальный ствол» на стадии строительства при обосновании управляющих воздействий по улучшению режима работы, повышению несущей способности и эксплуатационной надежности крепи глубоких вертикальных стволов в сложных горно-геологических условиях.

Методы исследования. В работе использован комплексный метод исследований: анализ и обобщение научно-технических достижений по проблеме; вероятностно-статистический анализ; проведение лабораторных и шахтных экспериментов; аналитические исследования с использованием апробированных программных средств и с применением положений механики сплошной среды и механики подземных сооружений; технико-экономический анализ, опытно-промышленная проверка результатов исследований.

Защищаемые научные положения:

1. С увеличением скорости проходки ствола и интенсивности набора прочности бетона происходит снижение запаса несущей способности монолитной бетонной крели, возведенной по совмещенной технологической схеме, по обратно пропорциональной зависимости, обусловленной уменьшением суммарной величины податливости крепи в раннем возрасте. Повысить несущую способность крепи на 20 - 25% можно путем увеличения отношения прочности бетона крепи к его модулю деформации в раннем и проектном возрасте за счет применения обоснованных составов бетона.

2. Обоснование параметров анкерно-бетонной крепи с учетом взаимного влияния и изменения в призабойной зоне ствола усилий в анкерах, жесткости бетонной крепи и напряжений в ней обеспечивает равномерность за-гружения ее конструктивных элементов и повышает технико-экономическую эффективность применения крепи.

3. При проходке глубоких стволов в неустойчивых породах по параллельной схеме с отставанием возведения монолитной бетонной 1фепи от забоя на 15 - 25 м необходимые параметры анкерного упрочнения определяются размером зон разрушения и сниженной прочности обнаженных пород при-забойного участка в сечении на высоте 2,0 - 2,5 радиусов ствола вчерне.

4. Влияние породного слоя ограниченной мощности с низкими физико-механическими характеристиками на крепь ствола заключается в многократном увеличении нормальных тангенциальных напряжений, возникновении асимметрии напряжений по высоте и сечению оболочки крепи, нелинейно возрастающей при увеличении угла залегания слоя с 0 до 25° с достижением максимума при а=25 - 30°. Для компенсирования этого влияния целесообразно комбинированное опережающее и последующее упрочнение «слабого» слоя, а также примыкающих более прочных пород на высоту И ~1,5т(1+зта), где т - мощность «слабого» слоя.

5. При строительстве приствольных выработок в крепи на определенных участках ствола формируется отличное от периода эксплуатации напряженно-деформированное состояние, характеризуемое скачкообразным и нелинейным ростом напряжений и деформаций по мере проходки, возникновением асимметрии нагрузок на крепь со смещающимся пиком интенсивности. Закономерности его изменения являются исходной базой для обоснования управляющих воздействий по повышению эффективности крепления стволов в данной зоне.

6. Реализация системы управляющих воздействий, предусматривающей применение; обоснованной последовательности ввода элементов крепи в работу; материалов крепи, адекватных технологии работ и влияющим горнотехническим факторам; опережающего и последующего анкерного упрочнения; комбинированной крепи жесткой и ограниченно податливой конструкции, позволяет обеспечить необходимую эксплуатационную надежность крепи глубоких стволов при снижении затрат в 1,3 -1,7 раз.

Научное значение и новизна работы заключается в следующем:

1. Доказано, что изменение суммарной податливости монолитной бетонной крепи в раннем возрасте на основе учета прочностных и деформационных свойств бетона, а также параметров технологии работ позволяет увеличить запас несущей способности крепи, возведенной по совмещенной технологической схеме.

2. Установлены закономерности формирования напряженно-деформированного состояния анкерно-бетонной крепи в призабойной зоне ствола при совмещенной схеме проходки и получены новые зависимости, учитывающие изменение и взаимное влияние усилий в анкерах, жесткости бетонной крепи и интенсивности напряжений в ней.

3. Обоснованы параметры упрочняющей анкерной крепи при параллельной схеме проходки глубоких стволов в неустойчивых породах, учитывающие изменение напряжений в породах призабойного участка в случае образования в околоствольном массиве зон разрушения и сниженной прочности.

4. Выявлены закономерности влияния породного слоя ограниченной мощности с низкими физико-механическими характеристиками на напряженно-деформированное состояние крепи и вмещающих «слабый» слой пород по мере его поэтапного обнажения в призабойной зоне ствола, учитывающие мощность, угол залегания слоя, а также соотношение модулей деформации контактирующих пород.

5. Определены закономерности динамики изменения напряженно-деформированного состояния крепи ствола в характерных зонах влияния приствольных выработок в период их строительства, отличающиеся комплексным учетом технологии работ и пространственных геометрических параметров подземных сооружений.

6. Дано аналитическое решение задачи по анализу взаимодействия анкерно-бетонной крепи с породным массивом на протяженном участке ствола, позволяющее определить величину напряжений и деформаций в произвольной точке сечения монолитной бетонной крепи при различных схемах установки и параметрах анкеров.

7. Разработан алгоритм выбора управляющих воздействий по повышению эффективности крепления глубоких стволов в сложных горногеологических условиях, учитывающий параметры технологии работ и негативные горнотехнические факторы по каждому характерному участку ствола.

Обоснованность и достоверность научных положений, основных выводов я рекомендаций подтверждается статистически значимым объемом лабораторных и шахтных исследований, сочетанием теоретических и экспериментальных исследований с использованием апробированных методик и фундаментальных положений механики сплошной среды, механики подземных сооружений, теории вероятности, математической статистики с применением апробированных программных средств, удовлетворительной сходимостью результатов математического моделирования и экспериментальных исследований (расхождения не превышают 20%), высокими значениями коэффициентов корреляции полученных автором корреляционных за-

висимостей (0,87 - 0,93), положительными результатами проверки и внедрения в производство конструктивных и технологических решений в условиях строительства новых и реконструкции действующих горнодобывающих предприятий.

Практическая значимость работы заключается в разработке технических и технологических управляющих воздействий по повышению эффективности крепления глубоких вертикальных стволов при совмещенной и параллельной схемах проходки на обычных участках ствола, а также в характерных зонах влияния неоднородных пород и приствольных выработок, позволяющих обеспечить необходимую эксплуатационную надежность крепи при снижении затрат в 1,3 -1,7 раз.

Их внедрение стало возможным за счет разработки эффективных составов бетона крепи стволов, адекватных конкретной технологии работ и влияющим горнотехническим факторам, обосновании параметров анкерной и комбинированной крепи жесткой и ограниченно податливой конструкции для различных условий применения, а также разработки шести технологических карт строительства глубоких вертикальных стволов, реализующих данные управляющие воздействия.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Основные результаты работы использованы ОАО «Наука и практика» при разработке следующей проектной документации: проекта крепления скипового ствола «Дарасунско-го» рудника; проекта реконструкции камер загрузочных устройств главного ствола «Узельгинского» рудника; проекта крепления вентиляционного ствола «Донского ГОКа». Результаты работы использованы ОАО «Шахта «Красноармейская Западная №1»» при разработке проектов крепления вертикальных стволов шахты.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены на международных научных симпозиумах и конференциях: «Неделя горняка» (Москва, 2004 - 2010 гг.); «Совершенствование технологии строительства шахт и подземных сооружений» (ДонНТУ, 2006 - 2008 г.); «Проблемы подземного строительства и направления развития тампонажа и закрепления горных пород» (Восточно-Украинский национальный университет им. Даля, 2006 г.); «Проблемы горного дела и экологии горного производства» (г. Антрацит, 2007 - 2009 гг.), «Форум горняков» (Днепропетровск, 2007 г.); «Перспективные технологии добычи и использования углей Донбасса» (ЮРГТУ (НПИ), 2009 г.); 53-58 научные конференции Шахтинского института (филиала) ЮРГТУ (НПИ) (г. Шахты, 2003 - 2010 гг.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 70 научных работ, в том числе 2 монографии, 1 патент, 22 статьи в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, входящих в перечень ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка использованных источников из 258 наименований и 2 приложений. Содержит 307 страниц машинописного текста, 176 рисунков и 52 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Развитие науки о креплении вертикальных стволов характеризуется несколькими основными периодами.

Основной особенностью первого этапа является рассмотрение горного давления пород в виде заданной статической нагрузки, для восприятия которой необходима установка той или иной конструкции крепи. Нагрузка при этом не зависит от величины деформаций массива, параметров крепи, способа проходки и технологии крепления. В рамках такого подхода разработан ряд гипотез, развитых в работах В.И. Белова, М.П. Бродского, А.Н. Динника, А.П. Максимова, Ю.А. Онищенко, Н.М. Покровского, М.М. Протодьяконова, П.М. Цимбаревича, Л.Д. Шевякова и др. Расчет крепи основывался на методах строительной механики.

Второй период характеризуется переходом к схеме «контактного взаимодействия крепи и массива», механизм которого существенно зависит от допускаемых этой крепью перемещений поверхности выработки и деформаций пород, при этом нагрузка на крепь может широко изменяться в одних и тех же условиях в зависимости от вида крепи и технологии крепления. Основы этой гипотезы заложены в работах Ф.А. Белаенко, Г.А. Крупенникова, К.В. Руппенейта, Г.Н. Савина и др. В дальнейшем на ее основе разработаны методические основы расчета крепи стволов (И.В. Баклашов, Н.С. Булычев, A.A. Борисов, Б.А. Картозия, A.M. Козел, Г.И. Кравченко, О.В. Тимофеев, H.H. Фотиева и др.), а также методы оценки устойчивости породных массивов, вмещающих подземные сооружения (Б.З. Амусин, К.А. Ардашев, И.В. Баклашов, Н.С. Булычев, В.В. Виноградов, В.Т. Глушко, Ж.С. Ержанов, Б.А. Картозия, Ю.З. Заславский, A.A. Козел, Ю.М. Либерман, Г.Г. Литвин-ский, А.П. Максимов, А.Г. Протосеня, H.H. Фотиева, Г.С. Франкевич, И.Л. Черняк, А.Н. Шашенко и др.).

Получили распространение методы расчета анкерной крепи стволов, рассматривающие влияние анкеров на напряженно-деформированное состояние породного массива вблизи выработок (Р.Ю. Завьялов, Д.И. Колин, Г.И. Кравченко, М.Н. Степанян и др.). Однако, применительно к комбинированным анкерно-бетонным схемам крепления вертикальных стволов, эти методы нуждаются в дальнейшем совершенствовании.

На основании выполненных исследований ключевым видом расчета стало аналитическое решение плоской контактной задачи по взаимодействию системы «крепь - массив», на основе которого определялись необходимые параметры крепи. При строительстве стволов малой и средней глубины такой подход был вполне оправданным, однако с переходом горных работ на большие глубины произошло значительное усложнение условий строительства, увеличилось влияние неоднородности и реологических свойств пород, приствольных выработок, очистных работ и др. Каждый характерный участок глубокого ствола, по сути, стал представлять собой уникальную геотехническую систему, подверженную влиянию комплекса факторов.

Рассмотрение таких систем стало возможным с развитием компьютерной техники и появлением программных средств, реализующих те или иные математические методы. Их использование позволило перейти к новому, постоянно совершенствуемому, способу исследования геомеханических процессов - вычислительному эксперименту, основанному на расчете серии вариантов при изменении влияющих параметров.

Постепенно стало меняться представление о назначении крепи выработок, от ее рассмотрения только в качестве грузонесущей конструкции, сопротивляющейся деформированию пород, к пониманию механизма взаимодействия системы «крепь - массив» и попыткам управления им.

Примерами реализации этой концепции являются: идея о поэтапном формировании многослойной конструкции крепи (Н.С. Булычев), создание крепи ствола переменного сопротивления (Ф.И. Ягодкин), комплексный метод тампонажа (Э.Я. Кипко и Ю.А. Полозов), крепь с локальным скользящим слоем и осадочными швами для зон влияния очистных работ (A.M. Козел), крепь с внутренней конструктивной податливостью (Ю.З. Заславский), НовоАвстрийский метод строительства (А. Бруннер, Л. фон Рабцевич, JI. Мюллер) и др.

Логичным продолжением этих идей стал предложенный в работах В.В. Левита переход к рассмотрению системы «крепь - регулятивный элемент - породный массив», где под понятием «регулятивный элемент» подразумевается комплекс мер по управлению деформированием массива и крепи, например, изменение конструкции крепи, тампонаж, включение дополнительных податливых элементов и др. В то же время влияние технологических факторов на эффективность взаимодействия предложенной системы осталось не рассмотренным.

Отметим, что реализация таких решений требовала качественно более полных исходных данных, а также знаний о процессах взаимодействия крепи и массива на различных стадиях строительства и эксплуатации ствола. В этой связи значительный интерес представляет концепция двухстадийного проектирования, выдвинутая К.А. Ардашевым, а также разработанная И.И. Савиным информационная система мониторинга состояния крепи в вертикальных шахтных стволах, но по ряду причин данные идеи не получили широкого распространения на практике.

В целом внедрение рассмотренных научных достижений позволило решить ряд задач, стоящих перед строительной геотехнологией, однако единый механизм управляющих воздействий по повышению эффективности крепления глубоких вертикальных стволов, основанный на тесной взаимосвязи конструкции, параметров крепи и технологии ее возведения, учете влияния комплекса горнотехнических и технологических факторов, создан не был.

В диссертации развивается подход к проектированию и строительству глубоких вертикальных стволов на основе рассмотрения системы «породный массив - технология - вертикальный ствол» (рис. 1), впервые предложенной, применительно к комплексу подземных сооружений, Б.А. Картозия.

Рис. 1. Концепция проектирования и строительства глубоких вертикальных стволов

Областью применения концепции и разрабатываемых далее решений, выделенной на основе статистической обработки данных по проходкам современных стволов и анализа перспективных проектов, являются стволы глубиной 700 - 2000 м и более, сооружаемые в породах III - IV категории устойчивости по СНиП П-94-80 обычным способом или с применением тампонажа и цементации, за исключением наиболее сложных участков, где безальтернативными являются многослойные конструкции крепи на основе чугунных тюбингов.

Предлагаемая концепция проектирования совокупно объединяет взаимодействующие элементы, влияющие факторы и создает алгоритм по их наиболее полному учету при обосновании параметров эффективной технологии крепления вертикальных стволов. Она является методической предпо-

сылкой в постановке цели, идеи, а также следующих основных задач исследования:

1. Выполнить комплексный анализ взаимодействия системы «породный массив - технология — вертикальный ствол» в условиях большого горного давления, однородных, неоднородных и склонных к ползучести пород, влияния приствольных выработок.

2. Обосновать управляющие воздействия по улучшению режима работы, повышению несущей способности и эксплуатационной надежности крепи глубоких вертикальных стволов в сложных горно-геологических условиях на основе комбинированных и поэтапно реализуемых конструктивных и технологических решений.

3. Получить аналитическое решение задачи по определению напряженно-деформированного состояния комбинированной крепи глубоких вертикальных стволов с учетом технологии ее возведения.

4. Произвести экспериментальное обоснование параметров конструктивных решений крепи глубоких вертикальных стволов для различных технологических схем строительства и условий эксплуатации и исследовать их работоспособность.

5. Разработать проектные и технологические основы для реализации управляющих воздействий по повышению эффективности крепления глубоких вертикальных стволов в сложных горно-геологических условиях.

6. Выполнить оценку технико-экономической эффективности разработок по результатам шахтной апробации и внедрения в практику.

Наиболее адекватное исследование системы «породный массив -технология - вертикальный ствол» возможно в рамках математической модели призабойной зоны ствола, в которой протекают интенсивные геомеханические процессы деформирования крепи и массива, а также максимально полно проявляются технологические отличия схем проходки стволов. Учитывая сложность задачи, для проведения исследований использован программный комплекс «Лира-\¥н1с1о\УЗ-9.4», реализующий метод конечных элементов. С его помощью разработана объемная, нелинейно деформируемая модель призабойной зоны ствола и выделен ряд расчетных случаев, отличающихся исходными горнотехническими и технологическими предпосылками.

На первом этапе рассмотрена совмещенная схема проходки с монолитной бетонной крепью, получившая наибольшее распространение в России в настоящее время. Математическая модель позволяет учесть стадию твердения крепи в призабойной зоне ствола, характеризующуюся изменением прочностных и деформационных свойств бетона во времени и по высоте ствола.

Исследования показывают, что изменение отношения между средним модулем деформации бетона крепи в раннем (1-7 сут.) и проектном возрасте оказывает существенное влияние на окончательную величину напряжений в ней после удаления забоя ствола и стабилизации процесса деформирования крепи и массива. Установлена близкая к обратно пропорциональной зависимость запаса несущей способности монолитной бетонной крепи, определяе-

мого как отношение расчетной прочности бетона к максимальным нормальным тангенциальным напряжениям в крепи, от величины Ьср<1-7/£28, характеризующей жесткость крепи в раннем возрасте.

Параметр Е^.т/Ец в свою очередь возрастает при увеличении скорости проходки ствола. Это обусловлено необходимостью применения быстрот-вердеющих бетонов, позволяющих выполнить распалубку заходки в короткие сроки. При четкой цикличной организации работ зависимость отношения •Есро-7/^28 от скорости проходки и скорости твердения бетона имеет линейный характер. Этот технологический фактор негативно сказывается на области применения крепи в условиях интенсификации строительства.

Учитывая сложность определения на практике величины Еч, на

основании обработки данных для учета жесткости крепи в раннем возрасте

Д.

предложен коэффициент вида:

V "^28

■ - диаметр ствола в свету, м; Еу - модуль де

А. Н 1,131

- + 0,624

•ехр

¡0,4

где / - толщина крепи, м; Д., формации бетона в возрасте 7 сут.; Ец - модуль деформации бетона в проектном возрасте.

Величина коэффициента корреляции составляет 0,93.

Коэффициент кв можно использовать в качестве дополнительного множителя к коэффициенту а, учитывающему отставание возведения постоянной крепи от забоя, при определении нагрузок на крепь по методу контактного взаимодействия с массивом в рамках плоской задачи при следующих исходных параметрах: / = 0,25 - 0,5 м; Див=6,0 - 8,0 м, ^/£28=0,4 - 0,8.

На рис. 2 представлены графики, характеризующие расчетную область применения крепи ствола в виде максимальной глубины при определенном модуле сдвига вмещающих пород с учетом значений коэффициента кв.

Я, м 1600 1500

6,5 7 7,5

1,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12

С, МПа'Ю

Рис. 2. Максимальная область применения монолиткой бетонной крепи толщиной 250 мм, класс бетона BIS, в стволе диаметром 6 м при различной величине коэффициента кв

С учетом установленных закономерностей эффективным управляющим воздействием по увеличению несущей способности монолитной бетонной крепи, не требующим существенного изменения базовой технологии крепления, является увеличение отношения прочности бетона к его модулю деформации в раннем и проектном возрасте. Это позволит обеспечить большую податливость крепи при необходимом запасе прочности и компенсировать выявленное негативное влияние технологических факторов. Исследования показывают, что путем оптимизации отношения Я/Е запас несущей способности крепи можно увеличить в 1,18 - 1,26 раз при неизменном классе бетона и толщине крепи.

При недостаточности этих значений в сложных горно-геологических условиях необходимо применение дополнительных конструктивных решений. На основе анализа отечественного и зарубежного опыта строительства стволов в рамках разработанной концепции предлагается широкое применение анкерной крепи, которая рассматривается с нескольких позиций:

- как средство упрочнения массива, а в ряде случаев и самой крепи;

- как регулятивный элемент, позволяющий улучшить взаимодействие крепи и породного массива на стадии строительства и эксплуатации ствола;

- как часть комбинированной крепи, направленной на повышение эффективности технологической схемы крепления.

Таким образом, анкерная крепь способна оказывать влияние на все элементы рассматриваемой системы, особенности их взаимодействия и полностью отвечает понятию «управляющее воздействие».

При совмещенной схеме проходки в призабойной зоне ствола формируется комбинированная анкерно-бетонная конструкция, характеризующаяся постепенным увеличением растягивающих усилий в анкерах и напряжений в бетонной крепи. Величина усилий в анкерах зависит от следующих основных факторов: глубины и диаметра ствола, модуля сдвига окружающих пород, плотности их установки. Также установлены обратно пропорциональные зависимости величины усилий в анкерах от параметров, определяющих жесткость монолитной бетонной крепи: толщины и среднего модуля деформации бетона в раннем возрасте. С учетом влияния этих факторов получены выражения, позволяющие прогнозировать максимальную величину усилий в анкерах, приобретаемую в процессе совместного деформирования с бетонной крепью и породным массивом в призабойной зоне. Так, для анкеров, изготовленных из арматурной стали А-300, с полной заделкой стержня в скважине зависимость имеет вид

^ 0,137 ■ а уН • (1,1068 - 0,071 ■ Е1 )• (- 0,071 ■ Ргте + 0,1316 • Рсш + 0,4058) (0,0332-г + 0,9315)-С0Ю56-Р0т где Ку - коэффициент натяжения анкера (в долях от расчетной несущей способности); С - модуль сдвига пород, МПа-103; у - объемный вес вышележащей толщи пород, МН; Н — расчетная глубина ствола с учетом коэффициента отличия напряженного состояния массива горных пород по сравнению с обычным, м; Р - плотность установки анкеров, анк./м2. Выражение справед-

ливо при плотности установки анкеров 0,5 - 2 анк./м2 и их длине 1,5 - 3 м. Коэффициент корреляции составляет 0,87.

За счет приобретаемого анкерами натяжения происходит компенсирование нормальных тангенциальных напряжений в бетоне крепи. Установлены нелинейные зависимости напряжений от длины анкеров, плотности их установки, а также величины усилий в анкерах. Выявленная взаимосвязь между величиной усилий в анкерах, жесткостью бетонной крепи и интенсивностью напряжений в ней свидетельствует о необходимости оптимизации параметров анкерно-бетонной крепи, направленной на обеспечение равномерного режима загружения ее элементов. Тем самым достигается максимальный запас несущей способности крепи при минимальных затратах.

Исследования показывают, что более эффективное включение в работу анкеров и некоторая разгрузка бетонной крепи обеспечиваются при отставании возведения монолитной бетонной крепи от установки анкеров на одну заходку. При реализации такой последовательности рекомендуемые параметры комбинированной крепи могут быть приняты по табл. 1.

Таблица 1

Рекомендуемые параметры анкерно-бетонной крепи_

Класс бетона Толщина Диаметр Класс арма- Расчетная несущая способность, кН

крепи крепи, мм анкеров, мм турной стали

В15 250 16 -18 мм АЗОО 56-71

В15 300 18-20 мм А300 71-88

В20 250 16 -18 мм А400 73-93

В20 300 20 - 22 мм АЗОО 88- 106

В25 250 18-20 мм А400 93-115

В25 300 22 - 25 мм АЗОО 106-137

ВЗО 250 20 - 22 мм А400 115- 139

ВЗО 300 22 - 25 мм А400 139-179

Окончательные характеристики анкерно-бетонной крепи, в частности длина анкеров и плотность их установки определяются с учетом длительного взаимодействия комбинированной конструкции с породным массивом на протяженном участке ствола.

Более широкие возможности по реализации предложенной концепции проектирования и строительства глубоких вертикальных стволов в части проведения инженерно-геологического мониторинга и оперативного управления технологией крепления создаются при переходе на параллельную схему работ, которая характеризуется отставанием постоянной крепи от забоя ствола на величину Иотс~ 15 -25 м. При этом обеспечение данных значений котс может рассматриваться в качестве технологического управляющего воздействия по улучшению режима работы крепи, нуждающегося в сложных горно-геологических условиях в комплексном обосновании.

На основе поэтапного исследования процесса нелинейного деформирования модели призабойной зоны получен массив значений эквивалентных напряжений в обнаженных породах, окружающих ствол, определенных в со-

ответствии с критерием прочности Кулона-Мора, найдены размеры зон вероятного разрушения и сниженной прочности пород, выполнена оценка их влияния на окончательную картину напряженно-деформированного состояния массива.

Установлено, что при параллельной схеме по мере ухудшения горногеологических условий, прежде всего, возникает опасность разрушения окружающего приконтурного массива с последующим вывапообразованием или развитие интенсивных неупругих деформаций, нарушающих технологию крепления ствола. Участок обнаженных пород можно разделить на три основные зоны: активного влияния забоя высотой порядка одного радиуса ствола, основного протяженного участка и зоны влияния выше возведенной крепи ствола, высотой порядка 1 м. На протяженном участке наступает стабилизация эквивалентных напряжений, при этом образование зоны разрушения приводит к увеличению их интенсивности в породах, контактирующих с разрушенной зоной, по всей длине участка.

В качестве критического можно выделить сечение на высоте 2 - 2,5 радиусов ствола вчерне от забоя, в котором при проходке в первую очередь возникают максимальные эквивалентные напряжения и зоны разрушения пород. Их величины определяет область применения параллельной схемы и параметры упрочнения пород, при этом изменение отставания монолитной бетонной крепи от забоя ствола в диапазоне 15 - 25 м не оказывает существенного влияния на процесс формирования напряженно-деформированного состояния пород в выявленном критическом сечении.

По результатам обработки данных обоснованы необходимые параметры анкерной крепи для упрочнения неустойчивых пород призабойной зоны в виде размера зоны и коэффициента упрочнения для стволов разного диаметра. В графическом виде для стволов диаметром 7,0 м они приведены на рис. 3 и 4.

12.5 15 17.5 20 22.5 25 27.5 30 32.5 35 37.5 40

уН, МПа

Рис. 3. Необходимые размеры зон упрочнения пород призабойной зоны вокруг ствола диаметром 7,0 м в различных условиях

У"Р 2.5

2.4

2.3 2.2 2.1

2 1.9 1.8 1.7 1.6

1.5

1.4 1.3 1.2 1.1

Лг„=30МПз

к „.=40

и „.=50

Ас

Ж-70

МПа

12.5 15 17.5 20 22.5 25. 27.5 30 32.5

35 37.5 40 уН, МПа

Рис. 4. Значения коэффициента упрочнения пород при Д™«=7,0 м

При параллельной схеме проходки стволов конструктивные параметры упрочняющей анкерной крепи также зависят от склонности пород к ползучести. На основании аналитического исследования с использованием теории линейной наследственной ползучести установлено, что область применения анкеров жесткой конструкции, характеризуемая максимальной глубиной ствола, в аргиллитах соответственно в 1,1 ив 1,6 раз меньше чем в алевролитах и песчаниках. Для ее увеличения целесообразно применение анкеров с ограниченной податливостью, позволяющей снизить усилия в анкерах пропорционально ее величине.

Существенное влияние на установленные выше закономерности оказывает неоднородность пород, окружающих ствол. В качестве наиболее распространенного в условиях Донбасса выделен расчетный случай по взаимодействию крепи с достаточно прочным массивом, содержащим породный слой ограниченной мощности с низкими физико-механическими характеристиками.

При проходке ствола по совмещенной схеме поэтапно формируются три характерных положения «слабого» слоя в призабойной зоне: 1 - забой ствола примыкает к верхней грани «слабого» слоя; 2 - «слабый» слой или его часть располагается между плоскостью забоя и нижней гранью крепи; 3 - «слабый» слой непосредственно контактирует с крепью ствола.

Результаты исследований показывают, что в положении 1 «слабый» слой не оказывает значительного влияния на напряженно-деформированное состояние монолитной бетонной крепи независимо от его мощности, угла залегания и других параметров.

В положении 2 возможно увеличение интенсивности напряжений в крепи в 1,5 - 2 раза и более, нелинейно возрастающее с ростом мощности слоя и уменьшением расстояния от него до нижней грани бетонной крепи.

В случае непосредственного контакта крепи со «слабым» слоем увеличение интенсивности напряжений может достигать 7-10 - кратных значений и определяется мощностью «слабого» слоя и отношением модулей сдвига ос-

новных пород и «слабого» слоя. Изменение угла залегания слоя не приводит к росту максимальных напряжений в крепи, однако в ней возникает значительная асимметрия главных тангенциальных напряжений с образованием локальных зон концентраций, а также увеличиваются размеры участков крепи, в которых развиваются радиальные растягивающие напряжения. В диапазоне а=0 - 25° коэффициент асимметрии напряжений в сечении крепи возрастает по гиперболической зависимости, с достижением максимума при величине «=25° - 30°, с последующим выравниванием значений (рис. 5).

Ь 5,5 т

5 -■

4,5 -4

3,5 -

3 -

2,5 -

1,5 -1 1 0

а, град

Рис. 5. Зависимость коэффициента асимметрии нормальных тангенциальных напряжений в крепи от угла залегания «слабого» слоя различной мощности

Полученные результаты свидетельствуют о необходимости опережающего упрочнения «слабого» слоя до его обнажения, а также контактирующих с ним участков более прочных пород и крепи ствола. Для реализации этого решения разработана схема комбинированного опережающего и последующего анкерного упрочнения. Рекомендуемое число рядов опережающей анкерной крепи при мощности «слабого» слоя т=1 - 3 м составляет 2-3 при длине 3 - 5 м, при мощности т=3 -5м соответственно 4-5 рядов при длине 5 - 7 м. Необходимый размер зон упрочнения примыкающих к «слабому» слою выше и ниже залегающих пород составляет /г = {,5т(1 + гтаЛ На данном участке также необходимо применение основной бетонной крепи с повышенными физико-механическими свойствами. Для наиболее сложных условий разработана комбинированная металлобетонная крепь с узлами податливости и поэтапным возведением.

Применительно к параллельной схеме проходки выполнена оценка влияния «слабого» слоя на напряженно-деформированное состояние основных пород призабойной зоны. Получено выражение, позволяющее определить относительное увеличение эквивалентных напряжений в породах в зоне влияния «слабого» слоя: аот„ =(о,013*£-0,104^ +0,295АС + \,ш)-т°-т,

где ка - коэффициент, определяемый из выражения К; -0,1——,

1 г.-

здесь Со - модуль сдвига основного массива пород, От — модуль сдвига пород «слабого» слоя. Величина коэффициента корреляции составляет 0,87.

Одними из наиболее сложных при строительстве и эксплуатации являются участки стволов в зоне влияния приствольных выработок. В рамках разработанной модели выполнено комплексное исследование участков сопряжений вспомогательных стволов и камер загрузочных комплексов главных стволов с учетом их пространственной геометрии и технологии строительства.

При строительстве сопряжений в контактирующей крепи ствола возникают несколько характерных зон их влияния: участки выше и ниже выработок, стенки ствола межу проемами сопряжений.

Процесс послойной рассечки сопряжений приводит к значительному росту интенсивности напряжений в крепи ствола выше кровли приствольных выработок. Уже после реализации первой заходки интенсивность эквивалентных напряжений возрастает в два и более раз с последующим увеличением по параболической зависимости. Стабилизация напряжений происходит при удалении забоя сопряжения от стенки ствола на 7,5 -8 м.

Рассечка второго слоя сопряжения вызывает возобновление роста напряжений в крепи ствола. Количественная оценка этого процесса выполнена

V _

с помощью коэффициента -<4., --> где Аа,=а,' - о■„ здесь сг,' - величина максимальных эквивалентных напряжений в бетоне крепи выше приствольной выработки после рассечки второго слоя; а, - аналогичная величина после рассечки первого слоя.

Установлено, что при одинаковой высоте слоев рассечки сопряжения величина К„ з нелинейно зависит от отношения АС/В, где Ис, - высота слоя, В -ширина приствольной выработки (рис. 6).

0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

А «/В

Рис. 6. Зависимость коэффициента увеличения напряжений в крепи ствола над кровлей сопряжения от отношения /1а/В

Из рис. 6 следует, что технологически оправданное уменьшение высоты слоев рассечки приствольных выработок позволяет обеспечить менее резкий процесс загрузки выше расположенной крепи ствола при проходке верхнего слоя сопряжения.

Напряженно-деформированное состояние крепи ствола ниже почвы сопряжений зависит от последовательности ведения работ. Значения коэффициента увеличения напряжений в крепи при рассечке приствольных выработок на закрепленном участке ствола в 1,3 - 1,5 раза выше, чем в случае возведения крепи после сооружения сопряжений и реализации основных вертикальных деформаций.

В крепи ствола между проемами двухстороннего сопряжения зависимость относительного увеличения напряжений от длины пройденной части приствольных выработок имеет гиперболический характер. Их суммарный рост по сравнению с обычным участком ствола достигает 100% и более.

На основе установленных закономерностей получен ряд расчетных выражений, позволяющих прогнозировать интенсивность напряжений в крепи ствола в зоне влияния сопряжений.

Еще более сложная геомеханическая ситуация возникает при строительстве загрузочного комплекса главного ствола. В соответствии с пространственной схемой участка и технологией работ выделены три основных расчетных случая: послойное прохождение камеры, примыкающей к стволу, сверху вниз (камера загрузочных устройств); проходка восстающей вертикальной или наклонной выработки (камера бункеров); сооружение горизонтальной выработки (камера опрокидывателя), непосредственно не примыкающей к стволу, но находящейся от него на небольшом расстоянии.

Влияние послойно сооружаемой камеры загрузочных устройств на крепь противоположной стенки ствола проявляется в увеличении нормальных тангенциальных напряжений в крепи по сравнению с обычным участком ствола на 14 - 24%, при этом интенсивность напряжений нелинейно возрастает при увеличении отношения ВкЮсте, где Вк - ширина камеры, 0<т„ - диаметр ствола в свету.

При проходке камеры бункеров в крепи ствола, расположенной в зоне ее влияния, возникают горизонтальные и вертикальные деформации изгиба со смещающимся вслед за подвиганием забоя восстающей выработки пиком интенсивности. В результате происходит увеличение коэффициента асимметрии нагрузок на крепь в горизонтальной плоскости до значений 2,2 - 2,3, а вертикальной плоскости до значений 1,8 - 1,9. В каждый конкретный момент проходки определенное сечение ствола будет испытывать максимум негативного воздействия, характеризующегося увеличением асимметрии нагрузок на крепь, более значительного, чем при рассмотрении взаимодействия крепи ствола с готовым объектом.

При проведении горизонтальной приствольной выработки, непосредственно не примыкающей к стволу, в его крепи происходит увеличение нормальных вертикальных и тангенциальных напряжений с пиком интенсивности на высотной отметке кровли выработки. Влияние на относительное уве-

личение напряжений оказывает площадь выработки, расстояние между соседними гранями ствола и выработки, а также модуль сдвига пород. В результате обработки данных получена корреляционная зависимость для определения коэффициента увеличения эквивалентных напряжений вида _ (0,0007-5Д -0,02- + 1,522)-С0 017

- ^¡45 > где $вч - площадь поперечного

сечения выработки, м2; ? - расстояние между ближайшими контурами ствола и горизонтальной выработки, м; й - модуль сдвига пород, МПаТО3. Коэффициент корреляции составляет 0,91; зависимость справедлива при значениях ^=12 - 24 м2, г = 3 - 10 м, в = (2 - 20)-103 МПа.

На основании полученных результатов выполнено обоснование управляющих воздействий по повышению эффективности крепления стволов в зонах влияния приствольных выработок, направленных на увеличение сопротивляемости крепи деформациям растяжения и изгиба, компенсирование нагрузок на крепь. Разработана схема поэтапного крепления рассматриваемых участков, предусматривающая предварительное анкерное упрочнение пород, установку металлической кольцевой крепи и возведение постоянной крепи с уточненными параметрами после сооружения приствольных выработок или окончания проходки ствола.

После реализации предлагаемых управляющих воздействий на стадии эксплуатации ствола во многих случаях с породным массивом будет взаимодействовать комбинированная, в частности анкерно-бетонная, конструкция крепи. Задача по анализу ее напряженно-деформированного состояния в соответствии с современными представлениями механики сплошных сред и механики подземных сооружений, решается в следующей постановке:

- массив пород рассматривается как весомая деформируемая среда, ослабленная выработкой;

- монолитная бетонная крепь рассматривается как часть среды с другими физико-механическими характеристиками;

- анкер испытывает продольные деформации, вызываемые смещением пород вследствие образования выработки, а воздействие анкера на массив заменяется эквивалентной системой сосредоточенных сил;

- выполняется условие равенства смещений точек закрепления анкера и соответствующих точек массива пород.

В соответствии с этими предпосылками рассмотрим алгоритм определения смещений в системе от действия сосредоточенной силы, являющийся частью общего решения задачи.

В произвольной точке г0 области \г\ > г,, имеющей координаты (г0,90), под углом 0, к действительной оси приложим сосредоточенную силу <2 (рис. 7). Она обусловлена возникновением натяжения анкера и определяется с учетом технологии работ. В случае радиальной установки анкерного стержня направление силы 0 нормально к контуру отверстия, следовательно в, =вй.

Рис. 7. Расчетная схема для определения влияния анкера контактного типа на напряженно-деформированное состояние бетонной крепи и породного массива

к —

Для переменной ь ~ ~~, характеризующей произвольную точку опреде-Г1

ления смещений, контур отверстия представляется единичной окружностью

= 1, а граница раздела двух сред окружностью = г, = -.

г\

Введем новую переменную С — ~, тем самым определив конформное

отображение области на область причем точки внешнего кон-

тура кольца \<\£\<г (точки границы раздела сред) отображаются на точки единичной окружности = 1.

Для новой переменной комплексные потенциалы, характеризующие напряженно-деформированное состояние бесконечной плоскости от действия сосредоточенной силы, примут вид:

-Ах)

1п 1 —

1-Г2Р1

где X, У - проекции силы <2 на действительную и мнимую оси соответственно;

Ж = 3-4у; ^=г0.ехр(-/б,);

г г, Г

д = (Х+;У)ехр(- /0,) = (X - /У)ехр(;0,);

р0 - относительная полярная координата точки приложения сосредоточенной силы.

Вектор смещений выражается через комплексные потенциалы следующим образом:

где £7 - модуль сдвига.

Для определения поля смещений во всей области зададимся

функцией перемещений в форме

где м, (£") - голоморфная функция в кольце - ^ |<£*| 1; и2 - голоморфная функция во внешности единичной окружности причем 0 в об-

ласти \С\ ^ 1, и2 (С)= О в области ~ ^ ¡¿Г| ^ 1. При равенстве модулей упругости

£[=£(, и коэффициентов поперечной деформации V, = у0 бетона и породного массива функции и2(С) всюду равны нулю.

Условие непрерывности смещений на границе раздела \С\ -1 имеет вид

"ОйС,, С )■+ и, (С) = и{%г, в2, С) + и2 (С).

Обозначим точку единичной окружности через о = ехр(/9), тогда контурное условие будет иметь вид

щ (<т) = Дг<(сг) + и 2 (сг), где Ди, (сг) = и[%2, вг, а) - и{%х, О,, а).

Из этого условия по интегральной формуле Коши определяем функции и,(и2(^) следующим образом:

«2(<г)=-

-М-

Ут * г

Ли , 1

-аа, -<\сл< 1,

2т*ст~£ г

О, О,

г а-С

2т,

■е

Представим функцию Дг/(сг) следующим образом:

где

2^0-0 О, у

1 ви-^в^)

<>1

=-, 21 (7,

1( 1

/2 =-1п

1--

/■Чо-а

Т^-г'&.сг")5

/з =

; Л=1п!

К1-Со -О")'

; /б ~

[(1 -г%.ст + г*р1

Значение интегралов типа Коши от функций /у, / = 1,8 в области ~-¡С|- 1 обозначим через Р'", а в области ¡С\>\ - через Г". Таким образом

2 7й}го-с;

Следовательно

2 т}<т-£

Г/, \t\2l.

Пользуясь правилами вычисления интегралов типа Коши, определим функции Г"' и Ре/, } = Г8:

р? =

о,

Ро>-т>

о,

Г"

Р?=- 1п

1--

Г% У

р" =0;

К =

2 7=2 ' Ро>1'

' Ьо

о,

1-^Ра2

. л, > 1;

р* =

[ „ л

> Ро ^ 2

О,

(1-^1-у^к3 г^-ЛГ.)"'

з+-

о,

. Ро

Ро>-

Таким образом, определено поле смещений от действия сосредоточенной силы, приложенной в произвольной точке области ]<э\-~ ■

Разработанная методика позволяет определять параметры напряженно-деформированного состояния монолитной бетонной крепи в произвольной точке ее сечения с учетом схемы установки и характеристик анкеров. Пример результатов расчета нормальных тангенциальных напряжений в бетонной крепи при различной плотности установки анкеров в графическом виде представлен на рис. 8.

Рис. 8. Распределение нормальных тангенциальных напряжений от внутреннего к внешнему контуру бетонкой крепи при различном расстоянии между анкерами

в ряду, <4:

1 - напряжения в незакрепленной выработке (при диаметре, равном диаметру ствола в свету); 2 - напряжения между продольными осями анкеров при </а=1,5 м; 3 - то же при <4=1,0 м; 4 - то же при ¿4=0,5 м; 5 - напряжения на продольной оси анкера при <4=1,5 м;

6 - то же при ¿4= 1,0 м; 7 - то же при ¿4=0,5 м

Аналогичные расчеты выполнены при варьировании других параметров комбинированной крепи, на основании которых разработан ряд рекомендаций по их определению.

Обоснованная система управляющих воздействий по повышению эффективности крепления стволов предполагает применение составов бетонов крепи, адекватных принятой технологии работ и влияющим горнотехническим факторам.

При совмещенной схеме проходки необходимо регулировать свойства бетона в раннем возрасте (1-7 сут.) для получения максимальной прочности при минимально возможной жесткости крепи.

Бетон крепи, возводимой по параллельной схеме проходки, должен иметь большую проектную прочность и высокую скорость твердения для выполнения быстрой распалубки и вступления крепи в работу в короткие сроки.

На участках стволов в зоне влияния приствольных выработок и неоднородных пород следует применять бетоны с повышенным сопротивлением на растяжение при изгибе.

На основании лабораторных исследований более 50 различных составов бетона и около 300 серий испытаний установлено следующее.

Наиболее полно технологическим требованиям совмещенной схемы проходки стволов отвечают бетоны с включением химических добавок типа Ре-ламикс-2, В1зеа1 БСС и ЗйсаЛ^соСгйе в объеме 0,6 - 1,0% от массы цемента и полипропиленовой фибры длиной 18 мм в объеме 0,9 -1,1 кг/м3, позволяющие увеличить отношение В/Е в 1,17 - 1,3 раза по сравнению с обычным тяжелым бетоном при более высокой прочности в раннем и проектном возрасте.

При параллельной схеме проходки рекомендуется применение бетонов с включением модификаторов типа МБ и ЭМБЭЛИТ в объеме 10 - 12% от массы цемента, позволяющее обеспечить увеличение проектной прочности бетона на сжатие на 51 - 73%, а в возрасте одних суток - до 20 МПа при высокой подвижности бетонной смеси.

Для крепления участков стволов в зоне влияния приствольных выработок и неоднородных пород разработаны составы сталефибробетонов с включением стальной фибры в количестве 1,0-2,0% по объему, что позволяет увеличить их прочность на растяжение при изгибе в 2,1 - 2,6 раз, а также прочность на сжатие в 1,3 - 1,5 раза.

Примеры ориентировочных составов бетонов для рассмотренных условий представлены в табл. 2.

Таблица 2

Эффективные составы бетона крепи стволов для различных условий

Участки влияния

№ Параметры Совмещенная схема Параллельная схема неоднородных пород и приствольных выработок

Класс бетона по прочности

В25 В40 В25

1 Марка цемента М500

2 Расход цемента, кг/м1 330-350 380 - 400 350- 370

3 Вид и марка добавки (компонента) Реламикс -2, Biseal SCC, SikaViscoCrete МБ6-50С, МБ 10-01, ЭМБЭЛИТ 6-50, ЭМБЭЛИТ 6-100 стальная фрезерованная фибра VULKAN HAREX

4 Дозировка добавки (компонента), % от массы цемента 0,8-1,0 10- 12 20-40

5 Водоцементное отношение (В/Ц) 0,48 - 0,5 0,43 - 0,45 0,5 - 0,6

6 Доля песка в смеси заполнителей (П/Щ) 0,65 - 0,73

7 Модуль крупности песка, Мщ 2,2 - 2,5

8 Вид крупного заполнителя щебень из гравия фракций 5 - 20 мм

Для оценки работоспособности анкерной крепи и проверки полученных результатов выполнены шахтные исследования на трех участках вертикальных стволов шахты «Красноармейская - Западная № 1», закрепленных желе-

зобетонной анкерной крепью с различной величиной заделки стержня в скважине с последующим возведением монолитной бетонной.

В качестве основного метода исследования применялся периодический контроль растягивающих усилий в анкерах при помощи портативного два-дцати-канального прибора КБМ, считывающего показания с тензорезистор-ных датчиков, закрепленных на динамометрических анкерах. Первый датчик располагался на расстоянии 60 мм от торца анкера, а остальные чередовались с интервалом 200 мм. Для проведения наблюдений за смещениями пород стенок ствола использовался метод парных контурных реперов.

В ходе исследований определено 486 значений усилий в анкерах. На рис. 9 показана характерная картина распределения растягивающих усилий по длине анкера при различной величине заделки, полученная на основании обработки данных по одному из участков. Минимальные растягивающие усилия в анкерах наблюдаются при полной заделке стержня в скважине (/з=1,8 м), при /з=1,4м максимальная величина усилий больше в среднем в 1,31 раза, при /3=1,0 м-в 1,72 раза.

Р, кН 70 60 50 40 30 20 10 0

-5-

— . Л

1 / ¿1. _

0,2

0,4

0,6 0,8

1.0 1,2

1,4 1,6

I, м

Рис. 9. Распределение растягивающих усилий в железобетонных анкерах:

1 - при /,= 1,8 м; 2 - при /3= 1,4 м; 3 - при /,=1,0 м; 4 - кривая расчетных значений, полученная в результате математического моделирования при полной заделке анкера

в скважине

Величина усилий не оказывает существенного влияния на характер их распределения по длине анкера, аналогичный для всех опытных участков. Растягивающие усилия имеют наибольшую постоянную величину на участке устье скважины - заделка анкерного стержня, а далее, в глубь массива, убывают по экспоненциальному закону.

Сравнение экспериментальных и расчетных графиков свидетельствует об одинаковой качественной картине распределения усилий по длине анкера при полной заделке стержня. Отклонение величин максимальных усилий в близи устья анкера для трех опытных участков не превышает 19%. При при-

менении анкеров из арматурной стали А400С с расчетной несущей способностью 140 кН в аргиллитах в случае неполной заделки стержня в скважине и возведении основной крепи с отставанием от установки анкеров до 20 - 25 м, уже при отношении уН1Ясж=0,33 - 0,44 возникает необходимость включения в конструкцию анкера узла податливости.

Рассмотренный алгоритм шахтных исследований рекомендуется в качестве одного из элементов инженерно-геологического мониторинга в период проходки ствола по параллельной или последовательной схеме в рамках разработанной концепции.

Для определения параметров анкерной крепи с ограниченной податливостью выполнен ряд стендовых испытаний. Установлено, что в качестве демпфирующих элементов железобетонных анкеров с неполной заделкой, изготовленных из стали класса А400С, могут применяться две совместно работающие опорные шайбы конического профиля толщиной 5 мм или равнопрочная им усиленная шайба, при применении которых исчерпание податливости происходит при нагрузках 98 - 111 кН (среднее значение 107 кН). Это составляет более 80% от расчетной несущей способности анкера.

По результатам исследований разработан алгоритм проектирования и шесть технологических карт строительства глубоких стволов по совмещенной и параллельной схемам проходки, схеме с одновременным армированием с применением запатентованной конструкции безрасстрельной армировки, а также в зонах влияния неоднородных пород и приствольных выработок, реализующих обоснованные управляющие воздействия по повышению эффективности крепления.

Выполнен технико-экономический анализ, который показал, что применение разработанных конструктивных и технологических решений в глубоких вертикальных стволах, сооружаемых в породах Ш - IV категории устойчивости, позволяет снизить себестоимость крепления в 1,3-1,7 раз по сравнению с типовыми вариантами крепи.

Произведено внедрение результатов исследований:

- при разработке нового проекта крепления вентиляционного ствола «Донского ГОКа», позволившего снизить затраты на сооружение ствола на 28,2 млн.руб. или в пересчете 1 п.м ствола - на 18,8 тыс.руб. в ценах 2008 года, а также уменьшить объем выемки породы и расход бетона на 4 тыс. м3;

- при реконструкции камер загрузочных устройств главного ствола «Узельгинского» рудника. Снижение сметной стоимости работ при переходе на новый вариант анкерно-бетонного крепления составило 4,11 млн.руб., или в пересчете на 1 м3 объема участка ствола в свету - 5,6 тыс.руб. Экономический эффект от сокращения сроков строительства составил 47,8 млн.руб.;

- при разработке нового проекта крепления «Дарасунского» рудника. Экономический эффект составил 12,5 млн.руб. в ценах 2007 г.;

- при разработке проектных решений по креплению вертикальных стволов шахты «Красноармейская — Западная №1», позволивших увеличить скорость проходки ряда участков ствола в 2,5 раза и снизить трудоемкость работ на 30%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой на основании выполненных автором исследований изложены научно обоснованные технические и технологические решения по повышению эффективности крепления глубоких вертикальных стволов в сложных горногеологических условиях, базирующиеся на установленных закономерностях взаимодействия системы «породный массив - технология -вертикальный ствол» при совмещенной, параллельной схемах проходки, в условиях влияния неоднородных пород и приствольных выработок, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса в шахтном строительстве и развитие экономики страны.

Основные научные и практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

- разработана концепция проектирования и строительства глубоких вертикальных столов, основанная на рассмотрении системы «породный массив - технология - вертикальный ствол», наиболее эффективное взаимодействие которой достигается с помощью управляющих воздействий по улучшению режима работы, повышению несущей способности и эксплуатационной надежности крепи, комплексно учитывающих влияющие горнотехнические и технологические факторы.

- установлено, что при совмещенной схеме проходки изменение суммарной податливости монолитной бетонной крепи в раннем возрасте оказывает влияние на окончательный запас ее несущей способности, при этом с увеличением скорости проходки и скорости твердения бетона он уменьшается по линейной зависимости. Эффективным управляющим воздействием является увеличение отношения прочности бетона к его модулю деформации в раннем и проектном возрасте. Это позволяет повысить запас несущей способности крепи на 15 - 25% при неизменном классе бетона, толщине крепи и технологии ее возведения.

- установлены закономерности и получены расчетные зависимости по оценке напряженно-деформированного состояния анкерно-бетонной крепи в призабойной зоне ствола, учитывающие изменение и взаимное влияние усилий в анкерах, жесткости бетонной крепи и напряжений в ней. На их основе определены оптимальные конструктивные и технологические параметры анкерно-бетонной крепи, позволяющие обеспечить максимальную несущую способность конструкции при минимальных затратах.

- обоснованы параметры упрочняющей анкерной крепи при параллельной схеме проходки в виде коэффициентов и размеров областей упрочнения пород на основе анализа распределения напряжений в нелинейно деформируемом породном массиве вокруг стволов различного диаметра с учетом образования областей возможного разрушения и сниженной прочности.

- определена область применения упрочняющей анкерной крепи жесткой конструкции при параллельной схеме проходки. В более склонных к пол-

зучести аргиллитах она соответственно в 1,1 ив 1,6 раз меньше чем в алевролитах и песчаниках. Для ее увеличения целесообразно применение анкеров с ограниченной податливостью, реализуемой с помощью включения в конструкцию анкера опорных шайб конического профиля.

- установлены закономерности и получены новые расчетные зависимости по определению влияния породного слоя с низкими физико-механическими характеристиками на напряженно-деформированное состояния крепи и основного массива с учетом поэтапного обнажения слоя в приза-бойной зоне ствола при совмещенной и параллельной схемах проходки.

- обоснован механизм управляющих воздействий по снижению негативного влияния «слабого» слоя на крепь и контактирующие с ним более прочные породы, предусматривающий установку опережающей анкерной крепи из забоя ствола под углом к вертикальной оси выработки, с последующим усилением охранной конструкции горизонтальными анкерами по мере проходки.

- определены закономерности поэтапного формирования напряженно-деформированного состояния крепи ствола в характерных зонах влияния приствольных выработок с учетом технологии работ и пространственной геометрии участков, на основании которых разработаны конструктивные и технологические решения по повышению эффективности работы крепи в данных условиях, предусматривающие реализацию последовательной технологии проходки и комбинированного крепления.

- сформулировано положение о необходимости применения составов бетонов крепи глубоких стволов, адекватных принятой технологии работ и влияющим горнотехническим факторам. Разработаны оптимальные составы бетона для совмещенной и параллельной схем проходки, зон влияния неоднородных пород и приствольных выработок, которые предусматривают использование современных химических добавок, модификаторов бетона, полипропиленовой и стальной фибры.

- выполнена экспериментальная оценка работоспособности железобетонной анкерной крепи в вертикальных стволах при различной величине заделки анкера в скважине. Установлено, что при применении анкеров с неполной заделкой стержня в скважине и возведении основной крепи ствола с отставанием от установки анкеров до 20 - 25 м уже при отношении уН/Ясж=0,33 - 0,44 возникает необходимость включения в конструкцию анкера узла податливости. Произведено сравнение экспериментальных и расчетных значений по максимальным растягивающим усилиям в анкерах. Выявленное отклонение для трех опытных участков не превысило 19%.

- разработаны шесть технологических карт строительства глубоких стволов по совмещенной и параллельной схемам проходки, схеме с одновременным армированием с применением запатентованной конструкции безрас-

стрельной армировки, а также в зонах влияния неоднородных пород и приствольных выработок, позволяющие реализовать обоснованные управляющие воздействия по повышению эффективности крепления.

- произведено внедрение и оценка технико-экономической эффективности разработанных конструктивных и технологических решений, которое показало, что их использование в глубоких вертикальных стволах в сложных горно-геологических условиях позволяет снизить затраты на крепление в 1,3 -1,7 раз. Суммарный экономический эффект от реализации разработок составил более 90 млнруб. в ценах 2007 - 2008 гг.

Основные положения диссертации отражены в следующих опубликованных работах:

Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, входящих в перечень ВАК Минобрнауки России

1. Плешко М.С. Крепь глубоких вертикальных стволов. Преспективы совершенствования // Горный информационно-аналитический бюллетень. -2010,-№4.-С. 159- 165.

2. Плешко М.С., Плешко М.В. Инновационные подходы к проектированию конструкций крепи глубоких вертикальных стволов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2009. - Отдельный выпуск №9.-С. 71-78.

3. Плешко М.С., Прокопов А.Ю., Страданченко С.Г. Инновационные подходы к проектированию комплекса вертикального ствола современной угольной шахты // Изв. вузов. Горный журнал. - 2008. - №3. — С. 36 - 41.

4. Плешко М.С. Аналитическое исследование способов повышения несущей способности монолитной бетонной крепи вертикальных стволов // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2008. — №8. - С. 263 -267.

5. Плешко М.С., Крошев Д.В. Влияние свойств твердеющего бетона на взаимодействие системы «крепь - массив» в призабойной зоне ствола // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2008. - №9. - С. 320 - 325.

6. Плешко М.С. Обоснование параметров крепления глубоких вертикальных стволов // Изв. вузов. Горный журнал. - 2009. - №3. - С. 43 - 47.

7. Плешко М.С., Масленников С.А. О проблеме исследования крепи вертикальных стволов в призабойной зоне // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2009. - №9. - С. 303 - 305.

8. Плешко М.С., Борщевский C.B., Руднев А.И. Особенности взаимодействия анкерной крепи с породным массивом при проходке вертикального ствола по поточной технологии // Известия Тульского государственного университета. Естественные науки. Серия «Науки о земле». -Тула: «Гриф и К», 2009. - Вып. 4. - С. 37 - 48.

9. Плешко М.С., Страданченко С.Г. Влияние динамических нагрузок, передоваемых жесткой армировкой, на напряженно-деформированное

состояние бетонной крепи вертикальных стволов // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2009. - №9. - С. 299 - 302.

10. Плешко М.С., Крошнев Д.В. Особенности совместной работы системы «армировка - крепь - породный массив» в глубоких вертикальных стволах // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2005. - №8. - С. 168 -171.

11. Плешко М.С., Крошнев Д.В. Исследование влияния приствольных выработок на напряженно-деформированное состояние крепи вертикального ствола с помощью численных моделей // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2006. - Тематическое приложение «Физика горных пород». - С. 303 - 309.

12. Плешко М.С., Масленников С.А. Возможности совершенствования схемы проходки стволов с одновременным армированием при применении безрасстрельных конструкций армировки // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2006. - Тематическое приложение «Физика горных пород». - С. 291 - 297.

13. Плешко М.С., Масленников С.А. Прогрессивные подходы к проектированию глубоких вертикальных стволов // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2006. - Тематическое приложение «Физика горных пород». - С. 409 - 416.

14. Плешко М.С., Меренкова Н.В. Перспективы применения монолитной бетонной крепи в глубоких вертикальных стволах // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2006. - Тематическое приложение «Физика горных пород». - С. 424 - 431.

15. Плешко М.С., Страданченко С.Г., Армейсков В.Н. Исследование напряженно-деформированного состояния твердеющей монолитной бетонной крепи в призабойной зоне ствола // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - Спецвыпуск. Перспективы развития Восточного Донбасса. - 2006. - С. 83 - 90.

16. Плешко М.С., Ягодкин Ф.И. Перспективы внедрения принципов новоавстрийского метода крепления выработок при строительстве вертикальных стволов // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - Спецвыпуск. Перспективы развития Восточного Донбасса. - 2006. - С. 79 - 83.

17. Плешко М.С., Страданченко С.Г., Армейсков В.Н. Проектирование параметров анкерно-бетонной крепи вертикальных стволов // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2007. - №3. - С. 87 - 89.

18. Плешко М.С., Прокопов А.Ю., Басакевич C.B. Исследование работы участка крепления безрасстрельной армироввси вертикального ствола при комплексном действии нагрузок // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. -2007,-№4.-С. 84-86.

19. Плешко М.С., Прокопов А.Ю. Совершенствование безрасстрельной армировки вертикальных стволов // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2002. - №10. - С. 240 - 243.

20. Плешко М.С., Крошнев Д.В. Технология монтажа безрасстрельной армировки с дополнительной опорной ветвью // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2004. -№10. -С. 239 - 241.

21. Плешко М.С., Прокопов А.Ю. Компьютерное моделирование новых безрасстрельных армировок вертикальных стволов // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2003. - Прил. №4. - С. 67 - 70.

22. Плешко М.С. Методика расчета безрасстрельной армировки с дополнительной опорной ветвью // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. -2003.-Прил. №4.-С. 71 -75.

Монографии

23. Плешко М.С. Анкерно-бетонное крепление крепление глубоких вертикальных стволов / Шахтинский ин-т (филиал) ЮРГТУ (НПИ). -Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2008. - 181 с.

24. Страданченко С.Г., Прокопов А.Ю., Плешко М.С. Новые решения в проектировании жесткой армировки вертикальных шахтных стволов. - Ростов н/Д: Изд-во журн. «Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион», 2005. — 216 с.

Патенты

25. Плешко М.С., Прокопов А.Ю. Безрасстрельная армировка вертикального шахтного ствола: пат. 2232274. Рос. Федерация: МПК7 Е21 D7/02; заявл. 15.12.2002; опубл. 10.07.2004, Бюл. №19.

Статьи в прочих изданиях

26. Плешко М.С., Крошнев Д.В. Анализ факторов, влияющих на напряженно-деформированное состояние вмещающих пород и крепи сопряжений вертикальных стволов // Научно-технические проблемы разработки угольных месторождений, шахтного и подземного строительства: сб. науч. тр. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2005. - С. 118 -122.

27. Плешко М.С. Исследование эффективности применения облегченных типов крепи на примере строительства вертикального ствола «СевероВосточный» рудника «Дарасунский» // Научно-технические проблемы разработки угольных месторождений, шахтного и подземного строительства: сб. науч. тр. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2005. - С. 122 - 127.

28. Плешко М.С., Масленников С.А. Технология проходки ствола с одновременным монтажом безрасстрельной армировки // Научно-технические проблемы разработки угольных месторождений, шахтного и подземного строительства: сб. науч. тр. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2005.-С. 136- 140.

29. Плешко М.С., Прокопов А.Ю., Басакевич C.B. Исследование надежности узлов крепления безрасстрельной армировки в глубоких вертикальных стволах // Совершенствование технологии строительства шахт и подземных сооружений: сб. науч. тр. - Донецк: Норд-Пресс, 2006. - Вып. №12. - С. 29 -31.

30. Плешко М.С., Страданченко С.Г., Армейское В.Н. Пути обеспечения безаварийной эксплуатации глубоких вертикальных стволов // Совершенствование технологии строительства шахт и подземных сооружений: сб. науч. тр. - Луганск: Изд-во Восточноукр. нац. ун-та, 2006. — С. 31 - 32.

31. Плешко М.С., Армейсков В.Н. Исследование различных способов анкерного упрочнения монолитной бетонной крепи вертикальных стволов на численных моделях // Проблемы подземного строительства и направления развития тампонажа и закрепления горных пород: сб. науч. тр. - Донецк: Норд-Пресс, 2006.- Вып. №12. -С. 206 - 211.

32. Плешко М.С., Стеценко Ю.А., Пшеничнов С.А. Анализ конструкций многослойных комбинированных крепей вертикальных стволов // Научно-технические проблемы разработки месторождений полезных ископаемых, шахтного и подземного строительства: сб. науч. тр. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2006. - С. 135 -141.

33. Плешко М.С. Разработка и расчет объемных численных моделей вертикальных стволов с помощью программного комплекса Лира 9.0 // Научно-технические проблемы разработки месторождений полезных ископаемых, шахтного и подземного строительства: сб. науч. тр. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2006. - С. 224 - 234.

34. Плешко М.С., Лиманский Д.В. Совершенствование крепления вертикальных стволов угольных шахт // Перспектива-2007: Материалы Международного конгресса студентов, аспирантов и молодых ученых. - Нальчик: Каб.-Балк ун-т, 2007. - С. 65 - 67.

35. Плешко М.С., Лиманский Д.В. Учет переменного сопротивления бетона в раннем возрасте при проектировании крепи вертикальных стволов // Совершенствование технологии строительства шахт и подземных сооружений: сб. науч. тр. - Донецк: Норд-Пресс, 2007. - Выл. №13. - С. 27 - 28.

36. Плешко М.С., Борщевский C.B., Лиманский Д.В. Лабораторные и компьютерные исследования водостойкости и прочности бетонной крепи // Науковий вкник национального прничого ушверситету. - 2007. - №5, - С. 41 -45.

37. Плешко М.С., Страданченко С.Г., Прокопов А.Ю. Инновационные подходы к проектированию крепи и армировки глубоких шахтных стволов 1/ Мости та тунелк теор1я, досладження, практика: Тези доповщей М1жнар. нау-ково-практично!" конференца. - Днепропетровск: Вид-во Дншропетр. нац. унту зашзн. трансп. îm. акад. В Лазаряна, 2007. - С.125 - 126.

38. Плешко М.С., Страданченко С.Г. Исследование призабойного пространства ствола в зоне влияния «слабого» слоя пород // Проблемы горного

дела и экологии горного производства: Монография / П.Н. Должиков, В.Д. Рябичев, Г.С. Левчинский и др. - Донецк: Вебер, 2007. - С. 107 - 112.

39. Плешко М.С., Армейское В.Н. Проектирование состава бетона крепи вертикальных стволов с учетом особенностей ее взаимодействия с породным массивом // Проблемы горного дела и экологии горного производства: Монография / П.Н. Должиков, В.Д. Рябичев, Г.С. Левчинский и др. - Донецк: Вебер, 2007. - С. 90 - 95.

40. Плешко М.С., Борщевский C.B., Левит В.В. Моделирование приза-бойного участка ствола с учетом переменного сопротивления бетона в раннем возрасте // Матер1али м1жнародно'1 конференцп «Форум прштав - 2007». -Днепропетровск: Нацюнальний прничий университет, 2007. - С. 193 - 199.

41. Плешко М.С., Журов Д.Е. Технология сооружения приствольных выработок скипового ствола Узельгинского рудника // Сборник конкурсных работ Всероссийского смотра конкурса научно-технического творчества студентов высших учебных заведений «Эврика-2007». - Новочеркасск: Оникс, 2007. - С. 407 - 409.

42. Плешко М.С., Страданченко С.Г. Исследование призабойного пространства ствола в зоне влияния «слабого» слоя пород // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч. тр. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮР-ГТУ (НПИ), 2007. - С. 127 - 132.

43. Плешко М.С., Крошнев Д.В. Исследование геотехнической системы «призабойное пространство ствола» // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч. тр. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2007. -С. 159- 165.

44. Плешко М.С., Армейсков В.Н. Проектирование составов бетона крепи вертикальных стволов с учетом особенностей ее взаимодействия с породным массивом // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч. тр. -Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2007. - С. 176 - 181.

45. Плешко М.С. Аналитическое исследование взаимодействия анкерной крепи в призабойной зоне ствола с породами, склонными к ползучести // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч. тр. — Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2007. - С. 198 - 205.

46. Плешко М.С. Анализ результатов компьютерного моделирования участка ствола, закрепленного монолитной бетонной крепью в сочетании с анкерами // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч. тр. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2007. - С. 206 - 209.

47. Плешко М.С., Борщевский C.B., Тютькин А.Л. Применение метода конечных элементов для расчета крепи стволов // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч. тр. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2007. - С. 215 - 222.

48. Плешко М.С., Борщевский C.B., Левит В.В. Исследование взаимодействия анкерной крепи с породным массивом при проходке вертикального

ствола по поточной технологии // Геотехническая механика: сб. науч. трудов. -Днепропетровск, 2007.-Вып. 73.-С.101 - 110.

49. Плешко М.С., Сотников М.Б., Журов Д.Е. Исследование прочностных свойств сталефибробетона с различным содержанием фибры // Материалы Международной научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «ПЕРСПЕКТИВА-2008». Т. III. - Нальчик: Каб.-Балк. ун-т, 2008. -С. 42 - 46.

50. Плешко М.С., Крошнев Д.В. Определение напряжений в крепи ствола в зоне влияния приствольной выработки // Материалы Международной научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «ПЕРСПЕКТИ-ВА-2008». Т. III - Нальчик: Кааб.-Балк. ун-т„ 2008. - С. 46 - 48.

51. Плешко М.С., Борщевский С.В. Взаимодействие анкерной крепи с породным массивом при проходке вертикального ствола по поточной технологии // Прогрессивные технологии строительства, реконструкции, реструктуризации и безопасности в капитальном строительстве предприятий угольной промышленности: материалы региональной научно-практической школы - семинара. - Донецк: Норд-Пресс, 2008. - С. 99 -109.

52. Плешко М.С., Крошнев Д.В., Сотников М.Б. Проектирование бетонов для крепления участков стволов, испытывающих деформации растяжения и изгиба // Совершенствование технологии строительства шахт и подземных сооружений: сб. науч. тр. - Донецк: Норд-Пресс, 2008. - Вып. 14. - С. 25 - 27.

53. Плешко М.С., Прокопов А.Ю., Страданченко С.Г. Инновационные подходы к проектированию крепи и армировки // Bíchhk Дншропетровського нацюнального ушверситету зал1зничного транспорту ím. академша В. Лаза-ряна. - Дншропетровськ: Вид-во Дншропетр. нац. ун-ту за-л1зн. трансп. ím. акад. В. Лазаряна, 2008. -Вип. 21. -С. 187 - 192.

54. Плешко М.С., Журов Д.Е. Влияние технологии проходки сопряжений на напряженно-деформированное состояние примыкающей к вырабоки крепи ствола // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч. тр. -Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2008. - С. 228 - 238.

55. Плешко М.С., Плешко М.В. Комплекс приствольных выработок вертикального ствола как единая геотехническая система // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч. тр. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2008. - С. 253 - 259.

56. Плешко М.С., Сотников М.Б. Исследование напряженно-деформированного состояния анкерного узла крепления жесткой армировки вертикального ствола // Проблемы горного дела и экологии горного производства: матер. Междунар. науч.-практ. конф. - Донецк: Норд-Пресс, 2008.-С. 41 -47.

57. Плешко М.С., Плешко М.В. Современные подходы к проектированию монолитной бетонной крепи вертикальных стволов // Проблемы горного дела и экологии горного производства: матер. Междунар. науч.-практ. конф. -Донецк: Норд-Пресс, 2008. - С. 50 - 54.

58. Плешко М.С., Борщевский C.B., Елхов С.А., Усаченко В.Б. Исследование взаимодействия анкерной стяжной крепи с породным массивом // Совершенствование строительства шахт и подземных сооружений: сб. науч. тр. - Донецк: Норд-Пресс, 2009. - Вып. 15. - С. 114 -115.

59. Плешко М.С. Исследование деформационных свойств жесткой арми-ровки вертикальных стволов // Научно-технические и социально-экономические проблемы Российского Донбасса: межвуз. сб. науч. тр. — Новочеркасск: ЮРГТУ, 2003. - С. 69 - 75.

60. Плешко М.С. Безрасстрельная жесткая армировка вертикальных стволов шахт с улучшенными деформационными свойствами // Научно-технические и социально-экономические проблемы Российского Донбасса: межвуз. сб. науч. тр. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2003. - С. 75 - 78.

61. Плешко М.С., Прокопов А.Ю. Особенности технологии монтажа без-расстрельной армировки с дополнительной опорной ветвью // Совершенствование технологии, механизации и организации строительства и эксплуатации горнодобывающих предприятий и пути повышения качества подготовки специалистов: сб. науч. тр. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2004. - С. 112 - 116.

62. Плешко М.С., Минкина Г.Н. Перспективы развития жесткой армировки в глубоких стволах II Совершенствование технологии строительства шахт и подземных сооружений: сб. науч. тр. - Донецк: Норд-пресс, 2004 - С. 46.

63. Плешко М.С., Прокопов А.Ю. Новые решения в проектировании жесткой армировки вертикальных шахтных стволов // История становления и развития науки в Шахтинском институте ЮРГТУ (НПИ): межвуз. сб. науч. тр. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2003. - С. 168 - 173.

64. Плешко М.С., Борщевский C.B., Торубалко Д.Б., Крошнев Д.В. Проектирование бетонов для крепления проблемных участков стволов // Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта: Тезисы 69 Междунар. науч.-практ. конф. - Днепропетровск: ДИИТ, 2009. — С. 188.

65. Плешко М.С., Борщевский C.B., Руднев А.И. Оценка эфективности перехода на сталефибробетонную крепь в различных породах // Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта: Тезисы 69 Междунар. науч.-практ. конф. - Днепропетровск: ДИИТ, 2009. - С. 189.

66. Плешко М.С., Борщевский C.B., Левтг В.В. Обгрунтування napaMeTpie кршлення глибоких ствол ¡в // Матер1али М1Жнародно'1 конференци «Форум прниюв - 2009». - Днепропетровск: Нацюнальний прничий университет, 2009. - С. 100 -109.

67. Плешко М.С. Основы расчета анкерно-бетонной крепи вертикальных свтолов // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч. тр. -Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2009. - С. 218 - 224.

68. Плешко М.С., Плешко М.В. О механизме управляющих воздействий по повышению технико-эконической эффективности крепления глубоких

вертикальных стволов // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч. тр. - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2009. - С. 224 - 231.

69. Плешко М.С., Плешко М.В. Обоснование конструктивных и технологических решений по повышению технико-экономической эффективности крепления глубоких вертикальных стволов П Перспективные технологии добычи и использования углей Донбасса; материалы Междунар. науч.-практ. семинара. - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2009. - С. 20 - 27.

70. Плешко М.С., Старченко Н.В., Борщевский C.B. Параллельная схема проходки стволов - перспективное направление развития технологии // Совершенствование технологии строительства шахт и подземных сооружений: сб. науч. тр. - Донецк: Норд - Пресс, 2010. - Вып. 16. - С. 15 -17.

Плешко Михаил Степанович

Автореферат

Подписано в печать 01.] 1.2010. Формат 60x84 '/16. Бумага офсетная. Печать цифровая. Усл. печ. л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ 48-1063.

Отпечатано в ИД «Политехник» 346428, г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132

Содержание диссертации, доктора технических наук, Плешко, Михаил Степанович

Введение

1. Состояние проблемы и задачи исследований

1.1. Анализ техники и технологии строительства вертикальных стволов

1.1.1. Анализ опыта сооружения вертикальных стволов горнодобывающих предприятий в Советском Союзе и современной России

1.1.2. Анализ опыта сооружения вертикальных стволов в передовых горнодобывающих странах

1.2. Анализ влияния глубины вертикальных стволов на изменение условий их строительства и эксплуатации

1.3. Анализ основных направлений совершенствования крепления вертикальных стволов

1.4. Анализ математических методов исследования напряженно-деформированного состояния крепи и массива в вертикальных стволах

1.5. Выводы, цель и задачи исследования

2. Исследование геотехнической системы «породный массив - технология - вертикальный ствол». Обоснование управляющих воздействий по повышению эффективности крепления глубоких вертикальных стволов

2.1. Основные положения. Разработка математической модели исследования

2.2. Исследование геотехнической системы «породный массив -технология - вертикальный ствол» при совмещенной схеме проходки

2.2.1. Анализ пространственно-временных факторов технологической схемы и параметров крепи. Задачи исследования

2.2.2. Анализ результатов исследования. Обоснование управляющих воздействий по повышению эффективности крепления

2.3. Исследование геотехнической системы «породный массив — технология — вертикальный ствол» при параллельной схеме проходки

2.3.1. Анализ пространственно-временных факторов технологической схемы и параметров крепи. Задачи исследования»

2.3.2. Анализ результатов исследования. Обоснование оптимальных управляющих воздействий по повышению эффективности крепления

2.4. Исследование геотехнической- системы «породный массив — технология - вертикальный ствол» в условиях неоднородных пород

2.4.1. Анализ пространственно-временных факторов. Задачи исследования

2.4.2. Анализ результатов исследования. Обоснование оптимальных управляющих воздействий по повышению эффективности крепления

2.5. Исследование системы «породный массив - технология -вертикальный ствол» в условиях влияния приствольных выработок

2.5.1. Анализ пространственно-временных факторов. Задачи исследования

2.5.2. Анализ результатов исследования. Обоснование оптимальных управляющих воздействий по повышению эффективности крепления

2.6. Выводы по главе

3. Определение напряженно-деформированного состояния комбинированной анкерно-бетонной крепи вертикальных стволов при различных схемах установки анкеров

3.1. Расчетная схема и общий метод расчета

3.2. Определение напряженно-деформированного состояния системы в окрестности ствола, закрепленного монолитной бетонной крепью

3.3. Влияние анкеров на напряженно-деформированное состояние системы в окрестности ствола, закрепленного монолитной бетонной крепью

3.4. Вычислительный эксперимент

3.5. Выводы по главе

4. Обоснование оптимальных составов и параметров бетона крепи, глубоких вертикальных стволов для различных* технологических схем проходки и условий эксплуатации

4.1. Общие положения

4.2. Определение оптимальных составов и параметров бетона крепи стволов при совмещенной схеме проходки

4.3. Обоснование оптимальных составов и параметров> бетона крепи стволов при параллельной схеме проходки

4.4. Обоснование оптимальных параметров и составов бетона крепи стволов в зонах влияния приствольных выработок и неоднородных пород

4.5. Выводы по главе

5. Экспериментальные исследования работоспособности анкерной крепи жесткой и ограниченно податливой конструкции в вертикальных стволах

5.1. Общие положения

5.2. Экспериментальные исследования работоспособности железобетонной анкерной крепи в вертикальных стволах

5.2.1. Характеристика анкеров, средств измерения и опытных участков

5.2.2. Анализ распределения растягивающих усилий в анкерах при различной величине заделки стержня в скважине

5.3. Экспериментальные исследования работоспособности анкерной крепи с ограниченной податливостью

5.4. Выводы по главе

6. Технологическая реализация, оценка экономической эффективности и внедрение разработанных решений по совершенствованию крепления глубоких вертикальных стволов

6.1. Основы выбора проектных решений по определению параметров крепи глубоких вертикальных стволов

6.2. Технологические карты строительства вертикальных стволов на основе разработанных технических и технологических решений

6.2.1. Технологическая карта №1. Проходка ствола по совмещенной технологической схеме с установкой анкерной крепи из забоя ствола

6.2.2. Технологическая карта №2. Проходка ствола по совмещенной технологической схеме с установкой анкерной крепи с проходческого полка

6.2.3. Технологическая карта №3. Проходка ствола по параллельной технологической схеме (вариант 1)

6.2.4. Технологическая карта №4. Проходка ствола по параллельной технологической схеме (вариант 2)

6.2.5. Технологическая карта №5. Проходка ствола по параллельной технологической схеме с одновременным монтажом армировки

6.2.6. Технологическая карта №6. Проходка ствола в зоне строительства приствольных выработок и неоднородных пород

6.3. Оценка общей экономической эффективности разработанных решений по повышению эффективности крепления глубоких вертикальных стволов

6.4. Внедрение разработанных технических и технологических решений по повышению технико-экономической эффективности крепления вертикальных стволов

6.4.1. Внедрение разработанных решений при разработке проектов крепления глубоких вертикальных стволов

6.4.2. Внедрение разработанных решений при сооружении приствольных выработок 274"

6.5. Выводы по главе 6

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование эффективной технологии крепления глубоких вертикальных стволов в сложных горно-геологических условиях"

Средняя глубина сооружаемых вертикальных стволов в нашей стране составляет около 1 ООО м при максимальных значениях более 2 км. На их долю приходится около 30% стоимости и 50% общей продолжительности строительства шахты или рудника, при этом до 60% данных затрат связаны с креплением выработок. Анализ динамики развития технико-экономических показателей проходки и крепления вертикальных стволов в нашей стране показывает, что в течение последних 40 лет их существенного улучшения не наблюдается, несмотря на отдельные бесспорные практические и научно-технические достижения. Обусловлено это тем, что с переходом горных работ на большие глубины и ухудшением горно-геологических условий, проектная несущая способность крепи увеличена в среднем в 2 раза, затраты на материалы крепи выросли в 1,5 - 2,0 раза, трудоемкость - в 2 - 2,5 раза, а производительность труда уменьшилась в 1,3 - 1,8 раза. Несмотря на это более 50% эксплуатируемых глубоких вертикальных стволов имеют те или иные нарушения крепи, а безремонтный срок службы приствольных выработок нередко составляет 3-4 года, что является неприемлемым для капитальных горных выработок.

Фундаментальные исследования последних лет в области геомеханики и геотехнологии позволяют утверждать, что качественное улучшение эффективности сооружения и эксплуатации глубоких стволов возможно при переходе к инновационным методам проектирования и строительства^ предусматривающим выполнение системного анализа взаимодействия отдельных элементов геотехнических систем и активное внедрение передовых конструктивных и технологических решений на основе современных средств упрочнения- массива, высокоэффективных материалов крепи, прогрессивных схем проходки и др.

Диссертация выполнена в рамках темы НИР 17.05 «Исследование геомеханических процессов подземного пространства, влияние этих процессов на сопутствующие среды и земную поверхность», выполняемой в Шахтин-ском институте ЮРГТУ (НПИ) по заданию Федерального агентства по образованию, госбюджетной темы кафедры подземного, промышленного, гражданского строительства и строительных материалов П53-801 «Разработать средства и способы крепления и охраны горных выработок и обеспечения безопасности труда на горных и строящихся, предприятиях», а также в рамках реализации программно-целевых мероприятий Научно-образовательного центра по проблемам рационального природопользования при комплексном освоении минерально-сырьевых ресурсов, поддержанного Аналитической ведомственной целевой программой «Развитие научного потенциала высшей школы» (2009 - 2010 гг.) и Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (государственный контракт 14.740.11.0427).

Идея работы заключается в комплексном учете особенностей взаимодействия элементов системы «породный массив — технология - вертикальный ствол» на стадии строительства при обосновании управляющих воздействий по улучшению режима работы, повышению несущей способности и эксплуатационной надежности крепи глубоких вертикальных стволов, в сложных горно-геологических условиях.

Защищаемые научные положения:

1. С увеличением скорости проходки ствола и интенсивности набора прочности бетона происходит снижение запаса несущей способности монолитной бетонной крепи, возведенной по совмещенной технологической схеме, по обратно пропорциональной зависимости, обусловленной уменьшением суммарной величины податливости крепи в раннем возрасте. Повысить несущую способность крепи на 20 - 25% можно путем увеличения отношения прочности бетона крепи к его модулю деформации в раннем и проектном возрасте за счет применения обоснованных составов бетона.

3. При проходке глубоких стволов в неустойчивых породах по параллельной схеме с отставанием возведения монолитной бетонной крепи от забоя на 15 - 25 м необходимые параметры анкерного упрочнения определяются размером зон разрушения и сниженной прочности обнаженных пород при-забойного участка в сечении на высоте 2,0 - 2,5 радиусов ствола вчерне.

4. Влияние породного слоя ограниченной мощности с низкими физико-механическими характеристиками на крепь ствола заключается в многократном увеличении нормальных тангенциальных напряжений, возникновении асимметрии напряжений по высоте и сечению оболочки крепи, нелинейно возрастающей при увеличении угла залегания слоя с 0 до 25° с достижением максимума при а=2Ъ - 30°. Для компенсирования этого влияния целесообразно комбинированное опережающее и последующее упрочнение «слабого» слоя, а также примыкающих более прочных пород на высоту к =\,5т(\+$та), где т - мощность «слабого» слоя.

6. Реализация системы управляющих воздействий, предусматривающей применение: обоснованной последовательности ввода элементов крепи в работу; материалов крепи, адекватных технологии работ и влияющим горнотехническим факторам; опережающего и последующего анкерного упрочнения; комбинированной крепи жесткой и ограниченно податливой конструкции позволяет обеспечить необходимую эксплуатационную надежность крепи глубоких стволов при снижении затрат в 1,3 - 1,7 раз.

Научное значение и новизна работы заключается^ следующем:

6. Дано аналитическое решение задачи по анализу взаимодействия анкерно-бетонной крепи с породным массивом на протяженном участке ствола, позволяющее определить величину напряжений и деформаций- в произвольной точке сечения монолитной бетонной крепи при различных схемах установки и параметрах анкеров.

Обоснованность и достоверность научных положений, основных выводов и» рекомендаций подтверждается статистически значимым объемом лабораторных и шахтных исследований, сочетанием теоретических и экспериментальных исследований с использованием апробированных методик и фундаментальных положений механики сплошной среды, механики подземных сооружений, теории вероятности, математической статистики с применением апробированных программных средств, удовлетворительной сходимостью результатов математического моделирования и экспериментальных исследований (расхождения не превышают 20%), высокими значениями коэффициентов корреляции полученных автором корреляционных зависимостей (0,87 - 0,93), положительными результатами проверки и внедрения в производство конструктивных и технологических решений в условиях строительства новых и реконструкции действующих горнодобывающих предприятий.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены на международных научных симпозиумах и конференциях: «Неделя горняка» (Москва, 2004 - 2010 гг.); «Совершенствование технологии строительства шахт и подземных сооружений» (ДонНТУ, 2006 - 2008 г.); «Проблемы подземного строительства и направления развития тампонажа и закрепления горных пород» (Восточно-Украинский национальный, университет им. Даля, 2006 г.); «Проблемы горного дела и экологии горного производства» (г. Антрацит, 2007 - 2009 гг.), «Форум горняков» (Днепропетровск, 2007 г.); «Перспективные технологии добычи и использования углей Донбасса» (ЮРГТУ (НПИ), 2009 г.); 53-58 научные конференции Шахтинского института (филиала)-ЮРГТУ (НПИ) (г. Шахты, 2003 - 2010 гг.).

Публикации., По результатам выполненных исследований опубликовано 70 научных работ, в том числе 2 монографии, 1 патент, 22 статьи в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, входящих в перечень ВАК Минобрнауки России.

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Плешко, Михаил Степанович

6.5. Выводы по главе 6

1. Разработан алгоритм проектирования крепи глубоких вертикальных с возможностью оперативной корректировки проекта на основе предложенных управляющих воздействий по повышению эффективности крепления, а также разработаны 6 технологических карт строительства стволов при совмещенной- и параллельной схемах проходки, схеме с одновременным армированием, на участках строительства приствольных выработок, предусматривающие применение анкерно-бетонного крепления с различными параметрами.

2. Выполнено технико-экономическое сравнение типовых и разработанных решений по повышению несущей способности крепи, которое показало следующее:

- при переходе на крепление стволов бетоном с включением добавки «Реламикс-2» и полипропиленовой фибры по сравнению с обычной бетонной крепью обеспечивается уменьшение толщины крепи в 1,38 - 1,41 раза, а себестоимости крепления - в 1,32 - 1,4 раза, при этом при увеличении значения критерия устойчивости пород величина относительного снижения себестоимости линейно возрастает;

- при переходе на крепление стволов модифицированным бетоном (на основе комплекса МБ) по сравнению с обычной бетонной крепью обеспечивается уменьшение толщины крепи в 1,95 - 2,12 раз, а себестоимости крепления - в 1,47 - 1,72 раза, при этом при увеличении значения критерия устойчивости пород величина относительного снижения себестоимости линейно уменьшается.

- при одинокой толщине и прочностных параметрах монолитной железобетонной и сталефибробетонной крепи, благодаря более низкому расходу металла и трудоемкости работ сталефибробетонная крепь имеет в 1,618 -1,628 раза меньшую себестоимость, при этом величина относительного снижения себестоимости нелинейно возрастает с увеличением значения критерия устойчивости пород.

3. Выполнено внедрение результатов исследований:

- - при разработке нового проекта крепления вентиляционного ствола Донского ГОКа. Анализ сметной себестоимости строительства показал, что переход на новый вариант крепления позволяет снизить затраты на сооружение ствола на 28,2 млн.руб. или в,пересчете 1 п.м. ствола - на 18,8 тыс.руб. в ценах 2008 года, а также уменьшить объем выемки породы и расход бетона на 4.тыс. м3;

- при реконструкции камер загрузочных устройств главного ствола «Узельгинского» рудника. Снижение сметной стоимости работ при переходе на новый вариант анкерно-бетонного крепления составило 4,11 млн. руб., или в пересчете на 1 м3 объема участка ствола в свету - 5,6 тыс. руб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

-разработана концепция проектирования и строительства глубоких вертикальных столов, основанная на рассмотрении системы «породный массив - технология — вертикальный ствол», наиболее эффективное взаимодействие которой достигается с помощью управляющих воздействий по улучшению режима работы, повышению несущей способности и эксплуатационной надежности крепи, комплексно учитывающих влияющие горнотехнические и технологические факторы.

-установлено, что при совмещенной схеме проходки изменение суммарной податливости монолитной бетонной крепи в раннем возрасте оказывает влияние на окончательный запас ее несущей способности,, при этом с увеличением скорости проходки и скорости твердения бетона он уменьшается по линейной зависимости. Эффективным управляющим воздействием является увеличение отношения прочности бетона к его модулю деформации в раннем и проектном возрасте. Это позволяет повысить запас несущей способности крепи на 15 - 25% при неизменном классе бетона, толщине крепи и технологии ее возведения.

-установлены закономерности и получены расчетные зависимости по оценке напряженно-деформированного состояния анкерно-бетонной крепи в призабойной зоне ствола, учитывающие изменение и взаимное влияние усилий в анкерах, жесткости бетонной крепи и напряжений в ней. На их основе определены оптимальные конструктивные и технологические параметры ан-керно-бетонной крепи, позволяющие обеспечить максимальную несущую способность конструкции при минимальных затратах.

-обоснованы параметры упрочняющей анкерной крепи при параллельной схеме проходки в виде коэффициентов и размеров областей упрочнения пород на основе анализа распределения напряжений в нелинейно деформируемом породном массиве вокруг стволов различного диаметра с учетом образования областей возможного разрушения и сниженной прочности.

-определена область применения упрочняющей анкерной крепи жесткой конструкции при параллельной схеме проходки. В более склонных к ползучести аргиллитах она соответственно в 1,1 ив 1,6 раз меньше чем в алевролитах и песчаниках. Для ее увеличения целесообразно применение анкеров с ограниченной податливостью, реализуемой с помощью включения в конструкцию анкера опорных шайб конического профиля.

-установлены закономерности и получены новые расчетные зависимости по определению влияния породного слоя с низкими физико-механическими характеристиками на напряженно-деформированное состояния крепи и основного массива с учетом поэтапного обнажения слоя в приза-бойной зоне ствола при совмещенной и параллельной схемах проходки.

-обоснован механизм управляющих воздействий по снижению негативного влияния «слабого» слоя на крепь и контактирующие с ним более прочные породы, предусматривающий установку опережающей анкерной крепи из забоя ствола под углом к вертикальной оси выработки, с последующим усилением охранной конструкции горизонтальными анкерами по мере проходки.

-определены закономерности поэтапного формирования напряженно-деформированного состояния крепи ствола в характерных зонах влияния приствольных выработок с учетом технологии работ и пространственной геометрии участков, на основании которых разработаны конструктивные и технологические решения по повышению эффективности работы крепи в данных условиях, предусматривающие реализацию последовательной технологии проходки и комбинированного крепления.

-дано аналитическое решение задачи по определению напряженно-деформированного состояния анкерно-бетонной крепи вертикальных стволов при различных схемах установки и параметрах анкеров. сформулировано положение о необходимости применения составов бетонов крепи глубоких стволов, адекватных принятой технологии работ и влияющим горнотехническим факторам. Разработаны оптимальные составы бетона для совмещенной и параллельной схем проходки, зон влияния неоднородных пород и приствольных выработок, которые предусматривают использование современных химических добавок, модификаторов бетона, полипропиленовой и стальной фибры. выполнена экспериментальная оценка работоспособности железобетонной анкерной крепи в вертикальных стволах при различной величине заделки анкера в скважине. Установлено, что при применении анкеров с неполной заделкой стержня в скважине и возведении основной крепи ствола с отставанием от установки анкеров до 20 - 25 м уже при отношении уН/Ясж=0,33 - 0,44 возникает необходимость включения в конструкцию анкера узла податливости. Произведено сравнение экспериментальных и расчетных значений- по .максимальным растягивающим усилиям в анкерах. Выявленное отклонение для трех опытных участков не превысило 19%. разработаны шесть технологических карт строительства глубоких стволов по совмещенной и параллельной схемам проходки, схеме с одновременным армированием с применением запатентованной конструкции безрасстрельной армировки, а также в зонах влияния неоднородных пород и приствольных выработок, позволяющие реализовать обоснованные управляющие воздействия по повышению эффективности крепления.

-произведено внедрение и оценка технико-экономической эффективности разработанных конструктивных и технологических решений, которое показало, что их использование в глубоких вертикальных стволах в сложных горно-геологических условиях позволяет снизить затраты на крепление в 1,3- 1,7 раз. Суммарный экономический эффект от реализации разработок составил более 90 млн.руб. в ценах 2007 - 2008 гг.

Основные положения диссертации отражены в следующих опубликованных работах:

Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, входящих в перечень ВАК Минобрнауки России

1. Плешко М.С. Крепь глубоких вертикальных стволов. Преспективы совершенствования // Горный информационно-аналитический бюллетень. -2010.-№4.-С. 159- 165.

2. Плешко М.С., Плешко М.В. Инновационные подходы к проектированию конструкций крепи глубоких вертикальных стволов // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2009. - Отдельный выпуск №9.-С. 71 -78.

5. Плешко М.С., Крошев Д.В. Влияние свойств твердеющего бетона на взаимодействие системы «крепь — массив» в призабойной зоне ствола // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2008. - №9. - С. 320 - 325.

7. Плешко М.С., Масленников С.А. О проблеме исследования крепи вертикальных стволов в призабойной зоне // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2009. - №9.,- С. 303 - 305.

8. Плешко М.С., ■ Борщевский C.B., Руднев А.И. Особенности взаимодействия анкерной крепи с породным массивом при проходке вертикального ствола по поточной технологии // Известия Тульского государственного университета. Естественные науки. Серия «Науки о земле». -Тула: «Гриф и К», 2009. - Вып. 4. - С. 37 - 48.

9. Плешко М.С., Страданченко С.Г. Влияние динамических нагрузок, передоваемых жесткой армировкой, на напряженно-деформированное состояние бетонной крепи вертикальных стволов // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2009. - №9. - С. 299 - 302.

Ю.Плешко М.С., Крошнев Д.В. Особенности совместной работы системы «армировка - крепь - породный массив» в глубоких вертикальных стволах // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2005. - №8. - С. 168-171.

П.Плешко М.С., Крошнев Д.В. Исследование влияния приствольных выработок на напряженно-деформированное состояние крепи вертикального ствола с помощью численных моделей // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2006. - Тематическое приложение «Физика горных пород». - С. 303 - 309.

12.Плешко М.С., Масленников С.А. Возможности совершенствования схемы проходки стволов с одновременным армированием при применении безрасстрельных конструкций армировки // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2006. - Тематическое приложение «Физика горных пород». - С. 291 - 297.

13.Плешко М.С., Масленников С.А. Прогрессивные подходы к проектированию глубоких вертикальных стволов // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2006. - Тематическое приложение «Физика горных пород». - С. 409 - 416.

14.Плешко М.С., Меренкова Н.В. Перспективы применения монолитной бетонной крепи в глубоких вертикальных стволах // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2006. - Тематическое приложение «Физика горных пород». - С. 424 - 431.

15.Плешко М.С., Страданченко С.Г., Армейсков В.Н. Исследование напряженно-деформированного состояния твердеющей монолитной бетонной крепи в призабойной зоне ствола // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - Спецвыпуск. Перспективы развития Восточного Донбасса. - 2006. — С. 83 - 90.

16.Плешко М.С., Ягодкин Ф.И. Перспективы внедрения принципов новоавстрийского метода крепления выработок при строительстве вертикальных стволов // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - Спецвыпуск. Перспективы развития Восточного Донбасса. - 2006. - С. 79 - 83.

П.Плешко М.С., Страданченко С.Г., Армейсков В.Н. Проектирование параметров анкерно-бетонной крепи вертикальных стволов, // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2007. - №3. - С. 87 - 89.

18.Плешко М.С., Прокопов А.Ю., Басакевич C.B. Исследование работы участка крепления безрасстрельной армировки вертикального ствола при комплексном действии нагрузок // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. -2007.-№4.-С. 84-86.

19.Плешко М.С., Прокопов А.Ю. Совершенствование безрасстрельной армировки вертикальных стволов // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2002. - №10. - С. 240 - 243.

20:Плешко М.С., Крошнев Д.В. Технология монтажа безрасстрельной армировки с дополнительной опорной ветвью // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2004. - №10. - С. 239 - 241.

21.Плешко М.С., Прокопов А.Ю. Компьютерное моделирование новых безрасстрельных армировок вертикальных стволов // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2003. - Прил. №4. - С. 67 - 70.

22.Плешко М.С. Методика расчета безрасстрельной армировки с дополнительной опорной ветвью // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. -2003. - Прил. №4. - С. 71 - 75.

Монографии

23.Плешко М.С. Анкерно-бетопное крепление крепление глубоких вертикальных стволов / Шахтинский ин-т (филиал) ЮРГТУ (НПИ). -Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2008. - 181 с.

24.Страданченко С.Г., Прокопов А.Ю., Плешко М.С. Новые решения в проектировании жесткой армировки вертикальных шахтных стволов. - Ростов н/Д: Изд-во журн. «Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион», 2005. - 216 с.

Патенты

25.Плешко М.С., Прокопов А.Ю. Безрасстрельная армировка вертикального шахтного ствола: пат. 2232274. Рос. Федерация: МПК7 Е21 D7/02; заявл. 15.12.2002; опубл. 10.07.2004, Бюл. №19.

Статьи в прочих изданиях

26.Плешко М.С., Крошнев Д.В. Анализ факторов, влияющих на напряженно-деформированное состояние вмещающих пород и крепи сопряжений вертикальных стволов // Научно-технические проблемы разработки угольных месторождений, шахтного и подземного строительства: сб. науч. тр. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2005. - С. 118 - 122.

27.Плешко М.С. Исследование эффективности применения облегченных типов крепи на примере строительства вертикального ствола «СевероВосточный» рудника «Дарасунский» // Научно-технические проблемы разработки угольных месторождений, шахтного и подземного строительства: сб. науч. тр. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2005. - С. 122 - 127.

28.Плешко М.С., Масленников С.А. Технология проходки ствола с одновременным монтажом безрасстрельной армировки // Научно-технические проблемы разработки угольных месторождений, шахтного и подземного строительства: сб. науч. тр. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2005.-С. 136- 140.

29.Плешко М.С., Прокопов А.Ю., Басакевич C.B. Исследование надежности узлов крепления безрасстрельной армировки в глубоких вертикальных стволах // Совершенствование технологии строительства шахт и подземных сооружений: сб. науч. тр. - Донецк: Норд-Пресс, 2006. - Вып. №12. — С. 29 -31.

30.Плешко M.С., Страданченко С.Г., Армейсков В.Н. Пути обеспечения безаварийной эксплуатации глубоких вертикальных стволов // Совершенствование технологии строительства шахт и подземных сооружений: сб. науч. тр. - Луганск: Изд-во Восточноукр. нац. ун-та, 2006. - С. 31 - 32.

31.Плешко М.С., Армейсков В.Н. Исследование различных способов анкерного упрочнения монолитной бе тонной крепи вертикальных стволов на численных моделях // Проблемы подземного строительства и направления развития тампонажа и закрепления горных пород: сб. науч. тр. - Донецк: Норд-Пресс, 2006. - Вып. №12. - С. 206 - 211.

32.Плешко М.С., Стеценко Ю.А., Пшеничнов С.А. Аиализ конструкций многослойных комбинированных крепей вертикальных стволов // Научно-технические проблемы разработки месторождений полезных ископаемых, шахтного и подземного строительства: сб. науч. тр. — Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2006. - С. 135 - 141.

33.Плешко М.С. Разработка и расчет объемных численных моделей вертикальных стволов с помощью программного комплекса Лира 9.0 // Научно-технические проблемы разработки месторождений полезных ископаемых, шахтного и подземного строительства: сб. науч. тр. — Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2006. - С. 224 - 234.

34.Плешко М.С., Лиманский Д.В. Совершенствование крепления вертикальных стволов угольных шахт // Перспектива-2007: Материалы Международного конгресса студентов, аспирантов и молодых ученых. — Нальчик: Каб.-Балк ун-т, 2007. - С. 65 - 67.

35.Плешко М.С., Лиманский Д.В. Учет переменного сопротивления бетона в раннем возрасте при проектировании крепи вертикальных стволов // Совершенствование технологии строительства шахт и подземных сооружений: сб. науч. тр. - Донецк: Норд-Пресс, 2007. - Вып. №13. - С. 27 - 28.

36.Плешко М.С., Борщевский C.B., Лиманский Д.В. Лабораторные и компьютерные исследования водостойкости и прочности бетонной крепи // Науковий вюник нацюнального прничого ушверситету. - 2007. - №5. - С. 41 -45.

37.Плешко М.С., Страданченко С.Г., Прокопов А.Ю. Инновационные подходы к проектированию крепи и армировки глубоких шахтных стволов // Мости та тунелк теор1я, дослщження, практика: Тези доповщей М1жнар. нау-ково-практично"1 конференции — Дншропетровск: Вид-во Дшпропетр. нац. унту зал1зн. трансп. îm. акад. В Лазаряна, 2007. - С. 125 - 126.

38.Плешко М.С., Страданченко С.Г. Исследование призабойного пространства ствола в зоне влияния «слабого» слоя пород // Проблемы горного дела и экологии горного производства: Монография / П.Н. Должиков, В.Д. Рябичев, Г.С. Левчинский и др. - Донецк: Вебер, 2007. - С. 107 - 112.

39;Плешко М.С., Армейсков В.Н. Проектирование состава бетона крепи вертикальных стволов с учетом особенностей ее взаимодействия с породным массивом // Проблемы горного дела и экологии горного производства: Монография / П.Н. Должиков, В.Д. Рябичев, Г.С. Левчинский и др. - Донецк: Вебер, 2007.-С. 90-95.

40.Плешко М.С., Борщевский C.B., Левит В.В. Моделирование приза-бойного участка ствола с учетом переменного сопротивления бетона в раннем возрасте // Матер1али м1жнародно\' конференци «Форум прниюв - 2007». -Днепропетровск: Нацюнальний прничий ушверситет, 2007. - С. 193 - 199.

41.Плешко М.С., Журов Д.Е. Технология сооружения приствольных выработок скипового ствола Узельгинского рудника // Сборник конкурсных работ Всероссийского смотра конкурса научно-технического творчества студентов высших учебных заведений «Эврика-2007». - Новочеркасск: Оникс, 2007. - С. 407 - 409.

42.Плешко М.С., Страданченко С.Г. Исследование призабойного пространства ствола в зоне влияния «слабого» слоя пород // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч. тр. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮР-ГТУ (НПИ), 2007. - С. 127 - 132.

43.Плешко М.С., Крошнев Д.В. Исследование геотехнической системы «призабойное пространство ствола» // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч. тр. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2007. -С. 159- 165.

44.Плешко М.С., Армейсков В.Н. Проектирование составов бетона крепи вертикальных стволов с учетом особенностей ее взаимодействия с породным массивом // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч. тр. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2007. - С. 176 - 181.

45.Плешко М.С. Аналитическое исследование взаимодействия анкерной крепи в призабойной зоне ствола с породами, склонными к ползучести // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч. тр. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2007. - С. 198 - 205.

46.Плешко М.С. Анализ результатов компьютерного моделирования участка ствола, закрепленного монолитной бетонной крспыо в сочетании с анкерами // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч. тр. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2007. - С. 206 - 209.

47.Плешко М.С., Борщевский C.B., Тютькин A.JI. Применение метода конечных элементов для расчета крепи стволов // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч. тр. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2007.-С. 215-222.

48.Плешко М.С., Борщевский C.B., Левит В.В. Исследование взаимодействия анкерной крепи с породным массивом при проходке вертикального ствола по поточной технологии // Геотехническая механика: сб. науч. трудов. - Днепропетровск, 2007. - Вып. 73. - С.101 - 110.

49.Плешко М.С., Сотников М.Б., Журов Д.Е. Исследование прочностных свойств сталефибробетона с различным содержанием фибры // Материалы* Международной научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «ПЕРСПЕКТИВА-2008». T. III. - Нальчик: Каб.-Балк. ун-т, 2008. - С. 42 - 46.

50.Плешко М.С., Крошнев Д.В. Определение напряжений в крепи ствола в зоне влияния приствольной выработки // Материалы Международной научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «ПЕР-СПЕКТИВА-2008». Т. III - Нальчик: Кааб.-Балк. ун-т., 2008. - С. 46 - 48.

51.Плешко М.С., Борщевский C.B. Взаимодействие анкерной крепи с породным массивом при проходке вертикального ствола по поточной технологии // Прогрессивные технологии строительства, реконструкции, реструктуризации и безопасности в капитальном строительстве предприятий угольной промышленности: материалы-региональной научно-практической школы - семинара. - Донецк: Норд-Пресс, 2008. - С. 99 - 109.

52.Плешко М.С., Крошнев Д.В., Сотников М.Б. Проектирование бетонов для крепления участков стволов, испытывающих деформации растяжения и изгиба // Совершенствование технологии строительства шахт и подземных сооружений: сб. науч. тр. - Донецк: Норд-Пресс, 2008. - Вып. 14. - С. 25 - 27.

53.Плешко М.С., Прокопов А.Ю., Страданченко С.Г. Инновационные подходы к проектированию крепи и армировки // Вюник Дншропетровського нацюнального ушверситету зал1зничного транспорту îm. академша В. Лаза-ряна. - Дншропетровськ: Вид-во Дншропетр. нац. ун-ту за-л1зн. трансп. iM. акад. В. Лазаряна, 2008. -Вип. 21. - С. 187 - 192.

54.Плешко М.С., Журов Д.Е. Влияние технологии проходки сопряжений на напряженно-деформированное состояние примыкающей к вырабоки крепи ствола // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч. тр. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2008. - С. 228 - 238.

55.Плешко М.С., Плешко М.В. Комплекс приствольных выработок вертикального ствола как единая геотехническая система // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч. тр. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ), 2008. - С. 253 - 259.

56.Плешко М.С., Сотников М.Б. Исследование напряженно-деформированного состояния анкерного узла крепления жесткой армировки вертикального ствола // Проблемы горного дела и экологии горного производства: матер; Междунар. науч.-практ. конф. - Донецк: Норд-Пресс, 2008.-С. 41 -47.

57.Плешко М.С., Плешко М.В. Современные подходы к проектированию монолитной бетонной крепи вертикальных стволов // Проблемы горного дела и экологии горного производства: матер. Междунар. науч.-практ. конф. - Донецк: Норд-Пресс, 2008. - С. 50 - 54.

58.Плешко М.С., Борщевский C.B., Елхов С.А., Усаченко В.Б. Исследование взаимодействия анкерной стяжной крепи с породным массивом // Совершенствование строительства шахт и подземных сооружений: сб. науч. тр. - Донецк: Норд-Пресс, 2009. - Вып. 15. - С. 114 - 115.

59.Плешко М.С. Исследование деформационных свойств, жесткой армировки вертикальных стволов^ // Научно-технические и социально-экономические проблемы Российского Донбасса: межвуз. сб. науч. тр. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2003. - С. 69 - 75.

60.Плешко М.С. Безрасстрельная жесткая армировка вертикальных стволов-шахт с улучшенными деформационными свойствами // Научнотехнические и социально-экономические проблемы Российского Донбасса: межвуз. сб. науч. тр. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2003. - С. 75 - 78.

61.Плешко М.С., Прокопов А.Ю. Особенности технологии монтажа безрасстрельной армировки с дополнительной опорной ветвью // Совершенствование технологии, механизации и организации строительства и эксплуатации горнодобывающих предприятий и пути повышения качества подготовки специалистов: сб. науч. тр. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2004. - С. 112-116.

62.Плешко М.С., Минкина Г.Н. Перспективы развития жесткой армировки в глубоких стволах // Совершенствование технологии строительства шахт и подземных сооружений: сб. науч. тр. - Донецк: Норд-пресс, 2004 - С. 46.

63.Плешко М.С., Прокопов А.Ю. Новые решения в проектировании жесткой армировки вертикальных шахтных стволов // История становления и развития науки в Шахтинском институте ЮРГТУ (НПИ): межвуз. сб. науч. тр. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2003. - С. 168 - 173.

64.Плешко М.С., Борщевский C.B., Торубалко Д.Б., Крошнев Д.В. Проектирование бетонов для крепления проблемных участков стволов // Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта: Тезисы 69 Междунар. науч.-практ. конф. - Днепропетровск: ДИИТ, 2009. - С. 188.

65.Плешко М.С., Борщевский C.B., Руднев А.И. Оценка эфективности перехода на сталефибробетонную крепь в различных породах // Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта: Тезисы 69 Междунар. науч.-практ. конф. - Днепропетровск: ДИИТ, 2009. - С. 189.

66.Плешко М.С., Борщевский C.B., Левгг В.В. Обгрунтування параметр1в кршлення глибоких ствол1в // Матер1али м1жнародно"1 конференцп «Форум пршшв - 2009». - Днепропетровск: Нацюнальний прничий ушверситет, 2009. - С. 100 - 109.

67.Плешко М.С. Основы расчета анкерно-бетонной крепи вертикальных свтолов // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч. тр. - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2009. - С. 218 - 224.

68.Плешко М.С., Плешко М.В. О механизме управляющих воздействий по повышению технико-эконической эффективности крепления глубоких вертикальных стволов // Перспективы развития Восточного Донбасса: сб. науч. тр. - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2009. - С. 224 - 231.

69.Плешко М.С., Плешко М.В. Обоснование конструктивных и технологических решений по повышению технико-экономической эффективности крепления глубоких вертикальных стволов // Перспективные технологии добычи и использования углей Донбасса: материалы Междунар. науч.-практ. семинара. - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2009. - С. 20 - 27.

70.Плешко М.С., Старченко Н.В., Борщевский C.B. Параллельная схема проходки стволов - перспективное направление развития технологии // Совершенствование технологии строительства шахт и подземных сооружений: сб. науч. тр. - Донецк: Норд - Пресс, 2010. - Вып. 16. - С. 15 -17.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Плешко, Михаил Степанович, Новочеркасск

1. Абрамсон Х.И., Бейсбейн Д.А., Черемисин Л.П. О повышении качества стыков бетонной крепи шахтных стволов // Шахтное и подземное строительство. 1980. - №9. - С. 16 - 18.

2. Абрамсон Х.И., Турболец В.Д. Технология сооружения и типы крепи вертикальных стволов угольных шахт СССР. // Горный журнал. -1960. -№ 2. -С 27 -31.

3. Айзаксон Э. Давление горных пород в шахтах. М.: Госгортехиз-дат, 1961.-176 с.

4. Акимов А.Г., Хакимов Х.Х. Обеспечение безопасности эксплуатации шахтных стволов. М., Недра, 1988. - 216 с.

5. Аннин Б.Д., Черепанов Г.П. Упругопластическая задача. Новосибирск: Наука, 1983.-238 с.

6. Амусин Б.З., Череменский В.Г. Статистический подход к определению момента появления разрушения в стенках незакрепленных выработок / Сб. тр. ВНИМИ, 1976. № 99. - С.85-89.

7. Баженов Ю.М. Технология бетона: Учебник для вузов / М.: Изд-во АСВ, 2003. 500 с.

8. Байсаров JI.B., Ильяшов М.А., Новик Е.Б., Левит В.В., Борщев-ский C.B. Анализ опыта и направления совершенствования организации строительства шахтных стволов // Уголь Украины. 2004. - №8. - С. 34 - 39.

9. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механика подземных сооружений и конструкций крепей. Учебник для вузов. М., Недра. - 1992. - 543 с.

10. Баклашов И.В. Геомеханика: Учебник для вузов. В 2 т. М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2004. — Т. 1. Основы геомеханики. - 208 с.

11. Баклашов И.В. Геомеханика: Учебник для вузов. В 2 т. М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2004. — Т. 2. Геомеханические процессы. - 208 с.

12. Бернштейн С.А., Друцко В.П. и др. Применение суперпластификатора для изготовления железобетонных элементов // Шахтное и подземное строительство. 1985. - №10. - С. 25.

13. Блок железобетонный клиповой БЖ-6.0. Техническое условие, НИИОМШС. Харьков. - 1993. - 9 с.

14. Боликов В.Е. Создание методов обеспечения устойчивости горных выработок рудников в условиях формирующегося поля напряжений. Авто-реф.докт. техн. наук. Тула. - 1998. - 30 с.

15. Бондаренко В.И., Садовенко И.А., Трачук A.M. О технологии укрепления закрепного пространства шахтных стволов //Уголь Украины. -1995.-№4.-С. 24-25.

16. Бузов Г.С. Основные направления дальнейшего совершенствования технологических схем сооружения вертикальных стволов // Шахтное строительство. 1989. - № 4. - С. 20 - 22.

17. Булат A.B., Усаченко В.Б., Левит В.В. Перспективное направление создания охранных конструкций горных выработок с использованием анкерных натяжных систем // Геотехническая механика, 1997. № 3. - С. 3 - 9.

18. Булычев Н.С., Фотиева H.H., Стрельцов Е.В. Проектирование и расчет крепи капитальных выработок. М.: Недра, 1986. - 288 с.

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

20. Н.С. Булычев. Механика подземных сооружений. Учеб. для вузов. -М.: Недра, 1994.-382 с.

21. Булычев Н.С., Абрамсон Х.И. Крепь вертикальных стволов шахт. -М.: Недра, 1978.-301 с.

22. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений в примерах и задачах. М.: Недра, 1989. - 272 с.

23. Булычев Н.С., Колин Д.И. Расчет анкерной крепи как решение контактной задачи // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1983. -№6 - С. 17 - 21.

24. Булычев Н.С. Основные вопросы строительной механики вертикальных шахтных стволов, сооружаемых бурением и обычными способами: Автореф. дис.докт.техн.наук: ЛГИ. Л., 1971. - 56 с.

25. Веселов Ю.А., Мамонтов Н.В., Третьяченко А.Н. Углубка и ремонт шахтных стволов. М., Недра, 1992. - 272 с.

26. Виноградов В.В. Геомеханика управления состоянием массива вблизи горных выработок. — К.: Наук, думка, 1989. — 192 с.

27. Влох Н.П., Зубков A.B., Боликов В.Е. Формирование напряжений в крепи вертикальных стволов. // Шахтное и подземное строительство. — 1986. -№1,с. 21 -22.

28. Волобуев С.Х., Тюркян P.A., Пшеничный A.A. Проходка ствола комплексом КС-1м/6,2 скоростью 290,5 м в месяц. М.: Недра, 1965. - 34 с.

29. Волобуев С.Л., Тюркян P.A. Мировой рекорд проходки вертикального ствола 401,5 м на шахте № 17-17-бис. // Шахтное строительство 1969.- №11-С. 21-23.

30. Вяльцев М.М. Прогноз и регулирование термонапряженного состояния горных выработок. М.: Недра, 1988. - 200 с.

31. ВНИИОМШС. Альбомы проектов сборных-разборных панельных зданий для угольных и горнорудных предприятий.Ч. 1, 2, 3. Харьков, 1961. — 216 с.

32. ВНИИОМШС. Технологические схемы проходки вертикальных стволов глубоких шахт.Харьков, 1968. 252 с.

33. ВНИИОМШС. Разработка технологии и организация работ по проходке вертикальных шахтных стволов, оборудованных башенными копрами и многоканатными подъемными машинами. Харьков, 1966. 284 с.

34. Гальченко П.П., Пугач H.H., Переславцев H.H. Основные технические направления развития тампонажных работ // Шахтное строительство. -1986. -№3.- С. 6 -8.

35. Гаркушин П.В. Комплексное освоение калийных месторождений Предкарпатья: Автореф. дис. докт. техн. наук: Криворожский техн. ун-т. -Кривой Рог, 1997.-50 с.

36. Геомеханические аспекты устойчивости горных выработок на руднике «Пийло» / Б.Г. Тарасов, В.М. Глоба, П.К. Гаркушин, А.П. Парфенов, A.M. Рыженьков //Шахтное строительство. 1989. - № 8. - С. 13-18.

37. Глушко В.Т., Долинина H.H., Розовский М.И. Устойчивость горных выработок. К.: Наук.думка, 1973. - 208 с.

38. Глушко В.Т., Виноградов В.В. Разрушение горных пород и прогнозирование проявлений горного давления. М.: Недра, 1980. - 214 с.

39. Гончаров В.И., Шабартовский B.C. Монолитная крепь стволов шахт из высокопрочного шлакощелочного бетона // Шахтное строительство. 1987.-№ 1.-С. 19-20.

40. Гузеев А.Г., Гудзь А.Г., Пономаренко А.К. Технология строительства горных предприятий. К.; Донецк: Вища школа. Главное изд-во, 1986. -392 с.

41. ГОСТ 24316-80. Бетоны. Метод определения тепловыделения при твердении.

42. Динник А.Н. Статьи по горному делу. М.: Углетехиздат. - 1957. -С. 944.

43. Докукин О.С. Состояние и проблемы развития научных исследований в области шахтного строительства // Уголь Украины. 1997. - № 2 - 3. С. 3 - 7.

44. Докукин О.С., Косков И.Г., Друцко В.П., Бернштейн С.А. Бетоны и растворы для подземного шахтного строительства. Недра, 1989. - 216 с.

45. Друцко В.П., Зинченко В .Я., Коган В.Г., Прагер В.А. Восстановление крепи действующих стволов шахт без прекращения их эксплуатации. -М.: ЦНИЭИуголь, 1985. - вып. 9. - 50 с.

46. Друцко В.П. Физико-технические основы комбинированных способов крепления вертикальных горных выработок в сложных горногеологических условиях: Автореф. дис. докт.техн.наук: НГАУ. — Днепропетровск, 1996. 32 с.

47. Дробышев В.Ф., Мельников О.И., Рева В.Н. Рекомендации по проектированию крепи стволов шахт Западного Донбасса // Проектирование и строительство угольных предприятий. 1970. - № 9 - 10. - С. 28-30.

48. Димов А.И., Смирнов В.А., Тютерев A.C. О нагрузках на бетонную крепь глубокого ствола // Уголь Украины. 1979. - № 3. - С. 42.

49. Н.И. Евдокимов, А.Ф. Мацкевич, B.C. Сытник. Технология монолитного бетона и железобетона: Учеб. Пособие для строительных вузов. -М.: Высш. школа, 1980. 335 с.

50. Евтушенко Б.В., Баранова В.И., Порошина C.B. Определение области применения монолитной бетонной крепи в сочетании с анкерами для вертикальных стволов / Механика подземных сооружений. Тула: 1988. - С. 88 - 92.

51. Ержанов Ж.С. Теория ползучести горных пород и ее приложения. Алма-Ата: Наука, 1964. - 175 с.

52. Железобетонные тюбинги ТСВ-8-15, НИИОМШС. Харьков. -1986.-2 с.

53. Житкевич Р.К., Лазопуло Л.Л., Шейнфельд A.B., Ферджулян А.Г., Пригоженко О.В. Опыт применения высокопрочных модифицированных бетонов на объектах ЗАО "Моспромстрой". // Бетон и железобетон, № 2, 2005, с. 2- 8.

54. Жмонов К.С. К вопросу применения высокопрочных бетонов в шахтном строительстве. // Совершенствование технологии сооружения горных выработок. Сб. науч. тр. / Кузбасс, политехи, ин-т. Кемерово. — 1981. — С. 37 - 40.

55. Забигайло В.Е., Лукинов В.В., Пимоненко Л.И., Сахневич Н.В. Тектоника и горно-геологические условия разработки угольных месторождений Донбасса. К.: Наук, думка, 1994. - 152 с.

56. Завьялов Р.Ю. Теория и методы расчета анкерной крепи протяженных выработок. Тула, изд. ТулГУ, 2000. - 162 с.

57. Заславский Ю.З. Крепление вертикальных шахтных стволов // Уголь Украины 1985. - №5, с. 42-43.

58. Заславский Ю.З., Мостков В.М. Крепление подземных сооружений. М.: Недра, 1979. - 325 с.

59. Заславский Ю.З. Исследование проявлений горного давления в капитальных выработках глубоких шахт Донецкого бассейна. М., Недра, 1966.- 180 с.

60. Заславский Ю.З., Зорин А.Н., Черняк И.Л. Расчеты параметров крепи выработок глубоких шахт. Киев, «Техшка», 1972. - 156 с.

61. Закономерности угленакопления на территории Западного Донбасса / Под ред. А.З. Широкова. М.: Госгортехиздат. - 1963. - 452 с.

62. Ильичев В.А., Каприелов С.С., Шейнфельд A.B., Лернер В.Г., Гильштейн С.Р. Монолитно-прессованная обделка из высокопрочного бетона. // Подземное пространство мира. № 2 - 3. - 1999. - С.37 - 41.

63. Иссерс Ф.А., Булгакова М.Г., Вершинина Н.И. Прочностные и де-формативные свойства высокопрочных бетонов с модификатором МБ 10-01. // Бетон и железобетон. № 3. - 1999. - С. 6 - 9.

64. Изучение физико-механических свойств горных пород в Донбассе. -Донецк. 1969.- 112 с.

65. Инструкция по расчету и применению облегченных видов крепей с анкерами в вертикальных стволах. Харьков. ВНИИОМШС. - 1990. - 75 с.

66. Инструкция по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах России. СПб., 2000. 80 с.

67. Калмыков Е.П. Тампонирование горных пород при сооружении вертикальных стволов. М.: Недра. - 1979. - С. 17-24.

68. Калмыков Е.П. О вывалах породы в вертикальных стволах // Шахтное строительство. 1978. - № 7. - С. 11 - 15.

69. Калмыков Е.П. Скоростная проходка вертикальных стволов угольных шахт. М.: Углетехиздат, 1957. 295 с.

70. Каприелов С.С., Шейнфельд A.B. Бетоны нового поколения для подземных сооружений. // Международная конференция «Подземный город: Геотехнология и Архитектура», Санкт-Петербург, 8-10 сентября 1998, Труды. С. 224 - 227.

71. Каприелов С.С., Шейнфельд A.B. Бетоны нового поколения с высокими эксплуатационными свойствами // Материалы Международной конференции «Долговечность и защита конструкций от коррозии», Москва, 2527 мая 1999. с.191-196.

72. Каприелов С.С. Батраков В.Г., Шейнфельд A.B. Модифицированные бетоны нового поколения: реальность и перспектива. // Бетон и железобетон. № 6. - 1999. - С. 6-10.

73. Каприелов С.С., Шейнфельд A.B., Ферджулян А.Г., Пахомов A.B., Лившин М.Я. Опыт применения высокопрочных бетонов. // Монтаж и специальные работы в строительстве. № 8. - 2002. - С. 33 - 37.

74. Кипко Э.Я. Исследование и тампонаж обводненных трещиноватых горных пород через скважины, пробуренные с поверхности, при сооружении капитальных горных выработок: Автореф. дис. . докт. техн. наук: МГН. — М.- 1973.-43 с.

75. Комплексный метод тампонажа при строительстве шахт / Э.Я. Кипко, Ю.А. Полозов, О.Ю. Лушникова и др. М.: Недра, 1984. - 280 с.

76. Козел A.M. Научные основы выбора и расчета крепи вертикальных стволов угольных шахт при влиянии очистных выработок: Автореф. дис. . докт. техн. наук: ЛГИ. Л.: 1988. - 46 с.

77. Козел A.M. Устойчивость пород в вертикальном стволе при усложнении горно-геологических условий рудников // Горный журнал. 1994. -С. 49 - 53.

78. Козел A.M., Борисовец В.А., Репко A.A. Горное давление и способы поддержания вертикальных стволов. М.: Недра, 1976. - 293 с.

79. Козел A.M. Совершенствование способов охраны вертикальных стволов в сложных условиях глубоких шахт / Разработка угольных месторождений на больших глубинах. -М.: 1971.-С.53-58.

80. Козел A.M. Исследование и управление горным давлением в вертикальных шахтных стволах / Исследование, прогноз и контроль проявления горного давления. Л.: ЛГИ; 1982. - С. 116 - 117.

81. Козел A.M., Быкова О.Г. Расчет анкерной крепи в вертикальных шахтных стволах / Методы изучения и способы управления горным давлением в подземных выработках. Л: 1987. - С. 48 - 51.

82. Козел A.M. Эффективность анкерной крепи вертикальных шахтных стволов //Шахтное строительство. — 1989. — № 11. — С. 19 20.

83. Комбинированная крепь из анкеров и набрызгбетона для вентиляционного ствола Чжэндя на шахте Цайдэн. // Мэйтань кэсюэ цзишу, Coal Sei. and Technol. 1986. - №2. - С. 11 - 13.

84. Косков И.Г., Прагер В.А., Будник A.B. Перспективы безремонтного поддержания вертикальных стволов шахт // Уголь Украины. 1994. - № 9. С. 47 - 49.

85. Косков И.Г. Основные направления совершенствования техники и технологии сооружения шахтных стволов // Шахтное строительство. — 1986 — № 3. С. 1 - 3.

86. Кравченко Г.И. Облегченные крепи вертикальных выработок. -М.: Недра, 1974. 208 с.

87. Кравченко Г.И. Основы теории и технологии крепления вертикальных выработок штангами и набрызгбетоном: Автореф. дис. докт. техн. наук.-Л. 1972.-24 с.

88. Кривонос A.A. Анализ производительности труда и методов бетонных работ на объектах шахтной поверхности // Шахтное строительство. -1987.-№7.-С. 5-7.

89. Крупенников Г.А., Булычев Н.С., Козел A.M., Филатов H.A. Взаимодействие массивов горных пород с крепью вертикальных выработок. М. Недра, 1966.-316 с.

90. Крупенников Г.А. Горнотехнические принципы постановки аналитических задач механики горных пород / Проблемы механики горных пород. Алма-Ата, Наука. - 1966. - С. 226 - 237.

91. Крупенников Г.А. Исследование проявлений горного давления в вертикальных стволах Донбасса на пологом залегании пластов // Шахтное строительство. 1961. — № 4. — С. 15 - 18.

92. Логачев Н.Т., Фролов И.Н., Иванов К.Н. Проходка шахтных стволов с применением предварительной цементации горных пород в СССР// Обоз, инф.: Специальные строительные работы. Вып. 4. - М.: Минмонтаж-спецстрой СССР, ЦБНТИ. - 1983.-50 с.

93. Левит В.В., Кривко Ю.А., Бородин A.B., Прагер В.А., Будник A.B. О технологии перекрепления вертикальных стволов // Уголь Украины. -1995.-№5.-С. 34.

94. Левит В.В. Результаты диагностики состояния вертикальных стволов методом электрометрии // Уголь Украины 1997. — № 6. — С. 50-53.

95. Левит В.В., Усаченко В.Б. Решение по применению анкерной стяжной крепи, обеспечивающей самозапирание приконтурных пород // Геотехническая механика. 1997. - № 2. - С. 34 - 42.

96. Левит В.В. Влияние свойств пород и типа крепи на взаимодействие системы «крепь массив» в вертикальных стволах // Геотехническая механика, 1997. - № 3. - С. 32 - 39.

97. В.В. Левит. Геомеханическое основы разработки и выбора комбинированных способов крепления вертикальных стволов в структурно неоднородных породах: Автореф. докт. техн. наук: Днепропетровск. 1999. — 36 с.

98. Либерман Ю.М. Давление на крепь капитальных выработок. М.: Наука, 1969. - 120 с.

99. Литвинский Г.Г. Крепь «Монолит» из разгруженных и упрочненных горных пород. Тезисы Всес. науч.-техн. семинара «Расчет и конструирование крепи для капитальных выработок глубоких шахт». — Л.-М.: ЛГИ. -1974.-С. 101 - 104.

100. Лысиков Б.А. Влияние выбросов породы на крепь вертикальных стволов в слабых горных породах // Шахтное и подземное строительство. -1982. №7-С. 15-17.

101. Лютгендорф Х.О. Тридцатилетний опыт применения крепи шахтных стволов со скользящим внутренним цилиндром // Глюкауф. 1986. -№17 - С. 19-23.

102. Максимов А.П. О величине горного давления на крепь шахтного ствола и о толщине крепи // Шахтное строительство. 1958. - № 7. - С. 9 -11.

103. Ш.Максимов А.П., Евтушенко Б.В. О геомеханических параметрах трехслойной сталебетонной крепи вертикальных стволов // Горный журнал. -1973.-№6.-С. 33 -35.

104. Малевич H.A. Комплексы оборудования для проходки и бурения вертикальных стволов. М.: Недра, 1965. 187 с.

105. Манец И.Г., Снегирев Ю.Д., Паршинцев В.П. Техническое обслуживание и ремонт шахтных стволов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1987.-327 с.

106. Маргулис Б.М. Резервы увеличения скорости проходки вертикальных стволов // Уголь Украины. № 3. - С. 18 - 20.

107. Маргулис Е.Б.Скоростная проходка ствола совмещенным способом. // Шахтное и подземное строительство. 1984. - №6. - С. 25 - 28.

108. Мартыненко И.А., Сыркин П.С., Прокопов А.Ю., Страданчен-ко С.Г. Шахтное и подземное строительство. Ч. И. Технология строительства вертикальных стволов. Учеб. пособие / Шахтинский ин-т ЮРГТУ. Новочеркасск: ЮРГТУ, 2001. 260 с.

109. Меркин В.Е., Смолянский В.М., Цынков В.М., Каприелов С.С., Шейнфельд A.B., Пахомов A.B. Оптимизация составов бетона и технологических параметров изготовления блоков обделки Лефортовского тоннеля // Труды ЦНИИС, вып.№ 209. 2002. - С.24 - 44.

110. Миндели Э.О., Тюркян P.A. Сооружение и углубка вертикальных стволов шахт. М.: Недра, 1982. - 312 с.

111. Мусхелишвили Н.И. Некоторые основные задачи математической теории упругости. М.: Наука, 1966. - 707с.

112. Методические указания по решению практических задач управления горным давлением на шахтах. Л.: ВНИМИ, 1984.

113. Насонов И.Д., Ресин В.И., Шуплик М.Н., Федюкин В.А. Технология строительства подземных сооружений. Строительство вертикальных выработок. М.: Издательство академии горных наук, 1998. - 296 с.

114. Насонов Н.Д. Механика горных пород и крепление горных выработок. -М.: Недра, 1969. 330 с.

115. Новик Е.Б., Поляков A.C., Штейман О.Л. Технология сооружения вертикальных стволов. Обзор /ЦНИЭИуголь, ЦБНТИ МУП УССР. - М., 1983.-С. 11-19.

116. Новик Е.Б., Левит В.В., Ильяшов М.А. Опыт сооружения вертикальных стволов в ЮАР. Киев: Техшка, 2004. - 64 с.

117. Новая технология многослойной химической герметизации стыков бетонной крепи ствола в замороженных породах / П.П. Гальченко, Д.И. Мо-гилевский, Н.И. Переславцев и др. // Шахтное строительство. 1989. - № 2.1. С. 7-8.

118. NATM: a significant support approach // International Mining. -1988.- 5.-№ 12.-P. 9- 12.

119. Обручев Ю.С., Абашин С.И., Тулин П.К. Влияние на крепь вертикального ствола кольцевой выработки, пройденной вокруг ствола. // Изв. Вузов. Горный журнал. 1982. -№12. - С. 23-25.

120. Омельянович В.М. Шахтная геология угольных месторождений. -М.: Недра, 1966.-220 с.

121. Онищенко Ю.А. Расчет горного давления в вертикальных стволах шахт //Уголь Украины. 1958. - С. 12-15.

122. О технологии перекрепления вертикальных стволов / Левит В.В., Кривко Ю.А., Бородин А.В. и др. // Уголь Украины. 1995. - № 4. - С. 34.

123. Опыт проходки отводов в Южной Африке. М., ЦИТИугля, 1960.-48 с.

124. Пиньковский Г.С., Репко А.А. Некоторые результаты опытно-промышленных испытаний двухслойной крепи вертикальных стволов //Уголь Украины. 1992. - № 7. - С. 9 - 12.

125. Пособие по восстановлению крепи и армировки вертикальных стволов. РД 12.18.073-88. Харьков, ВНИИОМШС. 1989. - 106 с.

126. Петухов И.А. Деформации вертикальных стволов вследствие сдвижений по напластованию // Горное давление, сдвижение горных пород и методика маркшейдерских работ. Сб. тр. ВНИМИ. - № 77. - С. 79 - 86.

127. Пиньковский Г.С., Репко А.А., Ведмедев И.М., Козаков М.А. Разработка и внедрение податливой крепи стволов //Шахтное строительство. -1990.-№ 9.-С. 17-18.

128. Плешко М.С., Прокопов А.Ю. Компьютерное моделирование новых безрасстрельных армировок вертикальных стволов // Изв. вузов. Сев.-кавк. регион. Техн. науки. 2003. - Прил. №4. - С.67 - 70.

129. Плешко М.С. Методика расчета безрасстрельной армировки с дополнительной опорной ветвью // Изв. вузов. Сев.-кавк. регион. Техн. науки. -2003. Прил. №4. - С.71 - 75.

130. Плешко М.С., Крошнев Д.В. Технология монтажа безрасстрельной армировки с дополнительной опорной ветвью // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2004. - №10. - С. 239 - 241.

131. Плешко М.С., Прокопов А.Ю., Страданченко С.Г. Новые решения в проектировании жесткой армировки вертикальных стволов // Ростов н/Д: Изд-во журн. «Изв. вузов. Сев.-кавк. регион», 2005. 216 с.

132. Плешко М.С., Крошнев Д.В. Особенности совместной работы системы «армировка крепь - породный массив» в глубоких вертикальных стволах // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2005. - №'8. — С. 168-171.

133. Плешко М.С., Масленников С.А. Прогрессивные подходы к проектированию глубоких вертикальных стволов // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2006. - Тематическое приложение «Физика горных пород». - С. 409 - 416.

134. Плешко М.С., Меренкова Н.В. Перспективы применения монолитной бетонной крепи в глубоких вертикальных стволах // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2006. - Тематическое приложение «Физика горных пород». - С. 409 - 416.

135. Плешко-М.С., Страданченко С.Г., Армейсков В.Н. Проектирование параметров анкерно-бетонной крепи вертикальных стволов // Изв. вузов. Сев.-кавк. регион. Техн. науки. 2007. №3. - С. - 87 - 89.

136. Плешко М.С., Прокопов A.Kh, Басакевич C.B. Исследование работы участка крепления безрасстрельной армировки вертикального ствола при комплексном действии нагрузок // Изв. вузов. Сев.-кавк. регион. Техн. науки. 2007.'-№4.-С. 84-86.

137. Плешко М.С., Прокопов А.Ю., Страданченко С.Г. Инновационные подходы к проектированию комплекса вертикального ствола современной угольной шахты // Изв. вузов. Горный журнал. 2008. - №3. - С. - 36-41.

138. Плешко М.С., Аналитическое исследование способов повышения несущей способности монолитной бетонной крепи вертикальных стволов // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2008. - №8. - С. 263 -267.

139. Плешко М.С., Крошев Д.В. Влияние свойсв твердеющего бетона на взаимодействие системы «крепь — массив»-в призабойной зоне ствола // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2008. - №9. - С. 320 -325.

140. Плешко М.С., Должиков П.Н., Рябичев В.Д. и др. Новые решения при строительстве выработок, тампонаже и закреплении горных пород // Донецк: Норд-Пресс, 2006 265 с.

141. Плешко М.С., Лиманский Д.В. Совершенствование крепления вертикальных стволов угольных шахт // Перспектива-2007: Материалы Международного конгресса студентов, аспирантов и молодых ученых. Нальчик: Каб.-Балк ун-т, 2007. - С. - 65 - 67.

142. Плешко М.С., Борщевский C.B., Лиманский Д.В. Лабораторные и компьютерные исследования водостойкости и прочности бетонной крепи // Науковий вюник нацюнального прничого ушверситету. 2007. - №5. - С. 41 -45.

143. Плешко MiC., Крошнев Д.В;. Определение напряжений в крепи ствола в зоне влияния приствольной выработки // Материалы Международ

144. Плешко М.С., Аналитическое исследование способов повышения несущей способности монолитной бетонной крепи вертикальных стволов // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2008. - №8. - С. 263 -267.

145. Плешко М.С. Анкерно-бетонное крепление крепление глубоких вертикальных стволов / Шахтинский ин-т (филиал) ЮРГТУ (НПИ). -Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2008. 181 с.

146. Плешко М.С., Прокопов А.Ю. Безрасстрельная армировка вертикального шахтного ствола // Пат. 2232274. Рос. Федерация: МПК7 Е21 D7/02/. -заявл. 15.12.2002; опубл. 10.07.2004, Бюл. №19.

147. Покотий ВВ. Козариз В.Я. Расчет облегченных шахтных крепей. -К.: УМК ВО, 1988.- 132 с.

148. Покровский Н.П. Технология строительства подземных сооружений и шахт. Ч. II. Технология сооружения вертикальных, наклонных выработок и камер. -М.: Недра, 1982. 296 с.

149. Привалов; A.A. Взаимодействие анкерной крепи и вмещающих пород вблизи выработок. Ростов-на-Дону: Изд-во СКНЦ ВШ, 2002. - 56 с.

150. Прокопова М.В. Обоснование параметров крепи и жесткой армировки глубоких вертикальных стволов с учетом фактических отклонений от проекта'в процессе проходки. Автореф. дис. . канд. техн. наук. Новочеркасск: 2004. - 22 с.

151. Пружинер В.Л. Проходка ствола в Остравско-Моревском угольном бассейне Чехословакии. М.: Госгортехиздат, 1965. 49 с.

152. Репко A.A. Особенности деформаций бетонной крепи вертикальных стволов//Шахтное строительство. 1987. -№ 1. - С. 15 - 16;

153. Репко A.A. Расчет нагрузок на крепь вертикальных стволов в слабых горных породах // Шахтное и подземное строительство. 1982. - №7. -С. 15-17.

154. Руппенейт К.В. Некоторые вопросы механики горных пород. М.: Углетехиздат, 1956. - 384 с.

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

156. Самарский A.A. Математическое моделирование и вычислительный эксперимент. Вестник АН СССР, 1979. - № 5. - С. 38.

157. Селиванов A.C., Цай Б.Н. Выбор оптимальных параметров бетонной крепи вертикальных стволов шахт. // Строительство предприятий угольной промышленности. Науч.-техн. реф. сб. ЦНИЭИуголь, ЦБНТИ Минуглепрома УССР. - 1981. - №5. - с. 21 - 22.

158. Смирняков В.В., ВихаревВ.И., Очкуров В.И. Технология строительства горных предприятий: Учебник для вузов. М.: Недра, 1989. - 573 с.

159. Снегирев Ю.Д., Вяльцев М.И. Долговечность крепи вертикальных стволов шахт. М., Недра. - 1973. - 160 с.

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

161. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции / Госстрой России. М.: ГУП ЦПП, 2000. - 76 с.

162. Справочник инженера-шахтостроителя. В 2-х томах. Том 1. Под общей ред. В.В. Белого. М., Недра. 1983. - 439 с.

163. Стоев И.С. Технология сооружения вертикальных стволов / Экспресс-информация / ЦНИЭИуголь, ЦБНТИ Минуглепрома УССР. М.: 1979. -48 с.

164. Стоев И.С., Токарев B.C., Кащеев В.И. 86,1 м готового вертикального ствола в месяц на шахте «Ветка Глубокая». М.: Углетехиздат, ЦИТИ, 1954.-37с.

165. Стоев И.С. Проходка ствола диаметром 5,5 м параллельным способом со скоростью 175,5 м в месяц, М., Углетехиздат, ЦИТИ, 1958. -39 с.

166. Строительство стволов шахт и рудников. / Под ред. О.С. Докунина, Н.С. Болотских. М.: Недра, 1991. - 520 с.

167. СыркинП.С., ЯгодкинФ.И., Мартыненко И.А., НечаенкоВ.И. Технология строительства вертикальных стволов. М.: Недра, 1997. - 456 с.

168. Сыркин П.С., Ягодкин Ф.И., Мартыненко И.А. Технология армирования вертикальных стволов. М.: Недра, 1996. —202 с.

169. Сыркин П.С., Пшеничный A.A. Разработка и внедрения комплексного метода прохождения вертикальных стволов в сложных гидрогеологических условиях при сооружении шахт. М. - 1997. - 125 с.

170. Сыркин П.С. , Мартыненко И.А., Прокопов А.Ю. Шахтное и подземное строительство. Ч. I. Оснащение вертикальных стволов к проходке: Учеб. пособие / Шахтинский ин-т ЮРГТУ. Новочеркасск: ЮРГТУ, 2000. -300 с.

171. Сыркин С.П. Влияние типа и толщины крепи на технико-экономические показатели проходки стволов // Совершенствование проектирования и строительства угольных шахт Сб. науч. тр. /Юж.-Рос. гос. техн. унт. Новочеркасск: ЮРГТУ, 2001. С. 129 - 135.

172. Сыркин С.П. Ресурсосберегающая технология строительства вертикальных стволов: Автореф. канд. техн. наук: Новочеркасск. 2002. - 24 с.

173. Тюркян P.A. Повышение эффективности и оптимизация параметров БВР при проходке вертикальных стволов //Уголь Украины. 1996. - № 5 - 6. - вып. 6. - Л.: 1980. - С. 9 - 17.

174. Тюркян Р.Д. Научно-технические проблемы повышения эффективности сооружения вертикальных стволов // Уголь Украины. 1993. - № 4. - С. 9-11.

175. Технология многослойного последующего тампонажа горных пород химическими растворами при проходке ствола / П.П. Гальченко, Д.И. Могилевский, Л.Г. Калашник и др. // Шахтное строительство. 1986. -№ 2. - С. 26 - 27.

176. Технологические схемы поэтапного поддержания капитальных горных выработок на основе разгрузки породного массива от повышенных напряжений. РД. 12.18.096-90. Донецк - Харьков, ДПИ - ВНИИОМШС. -1991.-80 с.

177. Типовые материалы для проектирования 401-011-87-89. Сечения и армировка вертикальных стволов с жесткими проводниками / Харьков: Юж-гипрошахт, 1989.

178. Тирсе Д. Ново-Австрийский способ туннелестроения в каменноугольной промышленности. // Глукауф. 1987. - №23. - С. 7 - 17.

179. ТУ 5743-083-46854090-98. Модификатор бетона МБ-С. Технические условия. Москва, 1998. - 28 с.

180. ТУ 5870-176-46854090-04. Модификатор бетона Эмбэлит. Техни-'ческие условия. Москва, 2004. - 27 с.

181. Указания по рациональному расположению, охране и поддержанию горных выработок на угольных шахтах СССР. Изд. 4-е, дополненное. - Л.: ВНИМИ, 1986. - 222 с.

182. Указания по определению параметров и конструкций крепи вертикальных шахтных стволов и приствольных камер на больших глубинах в горно-геологических условиях Центрального и Стаханово-Первомайского районов Донбасса. Л.: ВНИМИ. 1981. - 72 с.

183. Усаченко Б.М., Рубец Г.Т., Левит В.В. Статистическая оценка распределения нагрузок на крепь вертикальных стволов, проводимых в разно-прочных породах//Геотехническая механика, 1997. — № 4. — С. 32 37.

184. Указания по определению параметров и конструкций крепи вертикальных шахтных стволов и приствольных камер на больших глубинах в горно-геологических условиях Центрального и Стаханово-Первомайского районов Донбасса. Л.: ВНИМИ. 1981. - 72 с.

185. Усиление крепи ствола, пройденного стволопроходческим комбайном ПД-2 / Ф.И. Ягодин, В.К. Стеблина, Г.А. Гольцов и др. // Шахтное строительство. 1990. - № 1. - С. 15 - 16.

186. Фармер Я. Выработки угольных шахт. М.: Недра, 1990. - 269 с.

187. Фотиева H.H., Саммаль A.C. Расчет крепи горных выработок, сооружаемых с применением инъекционного упрочнения пород // Известия вузов. Горный журнал. №10. - С. 32 - 37.

188. Фотиева H.H., Саммаль A.C. и др. Определение области применения набрызгбетонной крепи стволов в сочетании с анкерами. // Шахтное и подземное строительство. 1988. - №3. - С. 9 - 11.

189. Фесенко Г.Л., Козел A.M., Адамский В.В. Оценка условий поддержания шахтных стволов методом предельного равновесия // Шахтное строительство. 1983. - № 2. - С. 7 - 11.

190. Фадеев А.Б. Метод конечных элементов в геомеханике. — М.: Недра, 1987. 221 с.

191. Фридлянд A.M., Князев A.A. О влиянии способа проходки вертикальных стволов на состояние их крепи в карагандинском бассейне. // Шахтное и подземное строительство. 1984. - №3. - С. 20 - 22.

192. Черняк И.Л. Теоретические и экспериментальные исследования устойчивости капитальных и подготовительных выработок: Автореф. дис. докт.техн.наук: МГИХ. М., 1968. - 36 с.

193. Шашенко О.Н., Пустовойтенко В.П. Механика горных пород: Пщручник для ВУ31в. К.: Новий друк, 2004. 400 с.

194. Шинкарь И.Г. Научное обоснование технологии возведения крепи ствола повышенной несущей способности. Автореф.канд. техн. наук. Тула-2004.-20 с.

195. Широков А.П., Лидер В.А., Писляков Б.Г. Расчет анкерной крепи для различных условий применения. М.: Недра. 1976. - 208 с.

196. Широков П.А., Лидер В.А. и др. Анкерная крепь: Справочник.1. М.: Недра, 1990.-205 с.

197. Южанин И.А., Дрибан В.А. Охрана и поддержание сопряжений вертикальных стволов с горизонтальными выработками // Уголь Украины. -1988.-№6.-С. 43 -44.

198. Южанин И.А., Дрибан В.А., Кулибаба С.Б. Охрана глубоких шахтных стволов в Донбассе // Уголь Украины. 1987. - № 7. - С. 43 - 44.

199. Ягодкин Ф.И., Стеблина В.К., Маргулис Е.М. Новая технология крепления вертикальных стволов: Обзорная информация / ЦНИЭИуголь ЦБНТИ Минуглепрома УССР. М. - 1987. - 48 с.

200. Ягодкин Ф.И., Косков И.Г., Лапко А.Н. Основные направления сокращения продолжительности строительства вертикальных стволов / Технология, техника и организация проведения капитальных горных выработок. Харков: ВНИИМШС. 1989. С. 13-21.

201. Ягодкин Ф.И. Передовой опыт проходки вертикальных стволов на отечественных и зарубежных шахтах / ЦНИЭИуголь. М., 1992. - 124 С.

202. Ягодкин Ф.И., Косков И.Г. Параллельная технологическая схема проходки стволов с одновременным армированием: Обзорная информация / ЦНИЭИуголь, ЦБНТИ Минуглепрома УССР. М.: 1987. - 46 с.

203. Ягодкин Ф.И., Сыркин С.П. Повышение технико-экономической эффективности и качества крепления вертикальных стволов // Научно-технические проблемы шахтного строительства. Сб. науч. тр. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. Новочеркасск: ЮРГТУ, 2000. С. 74 - 78.

204. Ягодкин Ф.И. Научно-методические основы проектирования ресурсосберегающих технологий строительства глубоких вентиляционных стволов: Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. МГИ. М. 1990. - 160 с.л

Информация о работе

Плешко, Михаил Степанович
доктора технических наук
Новочеркасск, 2010
ВАК 25.00.22

Диссертация

Обоснование эффективной технологии крепления глубоких вертикальных стволов в сложных горно-геологических условиях - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы