Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Обоснование конструктивных параметров технологических дорог угольных разрезов из вскрышных пород на основе рационализации их гранулометрического состава
ВАК РФ 25.00.20, Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика
Автореферат диссертации по теме "Обоснование конструктивных параметров технологических дорог угольных разрезов из вскрышных пород на основе рационализации их гранулометрического состава"
На правах рукописи ^ Шабаев Сергей Николаевич
ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ДОРОГ УГОЛЬНЫХ РАЗРЕЗОВ ИЗ ВСКРЫШНЫХ ПОРОД НА ОСНОВЕ РАЦИОНАЛИЗАЦИИ ИХ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА
Специальности:
25.00.20 - «Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика» 25.00.22 - «Геотехнология (подземная, открытая и строительная)»
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
1 2 МДР 2ССЭ
Кемерово - 2009
003463748
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет».
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор
Шаламанов Виктор Александрович
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор
Еременко Андрей Андреевич
Защита состоится «26» марта 2009 г. в 1500 часов на заседании диссертационного совета Д 212.102.02 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет» (ГОУ ВПО «КузГТУ») по адресу: 650026, г. Кемерово, ул. Весенняя, 28, ГОУ ВПО «КузГТУ».
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет».
Автореферат разослан «£¿7» февраля 2009 г.
кандидат технических наук Протасов Сергей Иванович
Ведущая организация: ОАО «УК «Кузбассразрезуголь»
Ученый секретарь диссертационного совета
А-'Т' В.В.Иванов
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Общий удельный вес открытого способа добычи угля в России составляет в настоящее время от 60 до 65 % и наблюдается тенденция к его увеличению. Одним из наиболее трудоемких и дорогостоящих является процесс транспортирования горной массы. При этом самый распространенный вид карьерного транспорта - автомобильный, эффективность эксплуатации которого в значительной степени определяется состоянием технологических дорог.
Строительство асфальтобетонных и цементобетонных дорожных покрытий технологических дорог угольных разрезов экономически не оправдано, когда речь идет о дорогах, находящихся в динамически развивающемся карьерном пространстве, где временные дороги составляют до 80 % от общей их протяженности. Использование в этом случае одно-фракционного щебня также ведет к неоправданно высоким затратам на строительство, ремонт и содержание автодорог, снижает эффективность использования карьерного автотранспорта. Вместе с тем применение раздробленных вскрышных горных пород рационального (основанного на опытных (экспериментальных) данных) гранулометрического состава является обоснованным решением, направленным на повышение эффективности разработки угольных месторождений открытым способом. Однако до последнего времени этот вопрос остается малоизученным и требует дальнейших исследований. Именно отсутствие данных о параметрах дорожной одежды технологических дорог угольных разрезов из раздробленных вскрышных пород рационального гранулометрического состава обусловило актуальность, цель, задачи, структуру и содержание диссертационной работы.
Цель работы заключается в обосновании конструктивных параметров дорожной одежды технологических дорог угольных .разрезов из раздробленных вскрышных пород на основе рационализации их гранулометрического состава.
Задачи исследования:
- изучить взаимосвязь физико-механических свойств раздробленных вскрышных пород с их гранулометрическим составом;
- установить рациональные диапазоны гранулометрического состава раздробленных горных пород, применяемых при строительстве технологических дорог угольных разрезов;
- обосновать толщину дорожной одежды технологических дорог угольных разрезов из раздробленных вскрышных горных пород рационального гранулометрического состава.
Объект исследования - раздробленные вскрышные горные породы; покрытия технологических дорог, предназначенных для движения большегрузного карьерного автотранспорта, осуществляющего транспортировку горной массы при разработке угольных месторождений открытым способом.
Идея работы заключается в управлении процессом изменения физико-механических свойств раздробленных вскрышных горных пород, которые зависят от их гранулометрического состава.
Методы исследований:
- компьютерное имитационное моделирование - при построении математической модели рациональной структуры раздробленных вскрышных пород;
- метод корреляционного парного анализа - для анализа результатов проведенных лабораторных испытаний;
- метод математического моделирования - при исследовании закономерностей изменения строительных свойств раздробленных вскрышных горных пород, обосновании их рациональных гранулометрических составов и толщины дорожной одежды технологических дорог.
Научные положения, выносимые на защиту:
- зависимости объемной массы и статического модуля упругости раздробленных вскрышных горных пород от содержания в их составе частиц свыше заданного размера при влажности, соответствующей полному водонасыщению пород и составляющей от 6,5 до 8,5 %, имеют нелинейный характер без четко выраженного максимума;
- в процессе дробления и сортировки вскрышных горных пород рациональный, обеспечивающий одновременно высокие значения объемной массы, статического модуля упругости и предельного сопротивления сдвшу, гранулометрический состав достигается, когда содержание частиц размером свыше половины от максимального составляет от 40 до 55 % и интегрально возрастает с уменьшением диаметра отдельных зерен;
- толщина дорожной одежды технологических дорог из раздробленных вскрышных пород рационального гранулометрического состава, обеспечивающая бесперебойную и безаварийную работу карьерного автотранспорта с учетом срока службы и грузонапряженности дороги, экспоненциально зависит от преимущественного размера естественных отдельностей подстилающей горной породы и составляет для крупноблочных пород от 20 до 90 см, пород средней блочности - от 30 до 100 см, мелкоблочных - от 35 до 125 см и рыхлых - от 90 до 250 см.
Научная новизна работы заключается в том, что в ней:
- установлены зависимости изменения объемной массы и статического модуля упругости раздробленных вскрышных пород от содержания в их составе частиц различной крупности, отличающиеся от известных тем, что они получены при той, характерной для дорожной одежды технологических дорог, влажности пород, при которой достигается их полное водонасыщение;
- получена зависимость содержания различных по крупности частиц в составе раздробленных вскрышных горных пород, обуславливающая их рациональный гранулометрический состав;
- установлено влияние срока службы и грузонапряженности дороги, нагрузок от применяемых типов транспортных средств и преимущественного размера естественных отдельностей подстилающих горных пород на требуемую толщину дорожной одежды технологических дорог из раздробленных вскрышных пород рационального гранулометрического состава.
Обоснованность и достоверность научных положений и выводов:
- обеспечивается необходимым объемом статистических данных; представительным объемом проанализированного информационного материала по исследуемой теме, в том числе и зарубежных научных публикаций;
- базируется на методах математической статистики, экономико-математического моделирования и экономического анализа;
- достигается применением современных методов расчета и испытательного оборудования, обеспечивающих достаточный уровень надежности результатов математического моделирования и измерения величин;
- подтверждается сходимостью результатов теоретических исследований с фактическими показателями работы предприятий открытой угледобычи; положительными результатами внедрения рекомендаций исследования на разрезах ОАО «УК «Кузбассраз-резуголь», ЗАО «Разрез Майский», ГУ «Кемеровская дирекция областного дорожного фонда».
Личный вклад автора заключается:
- в установлении зависимостей изменения объемной массы и статического модуля упругости раздробленных вскрышных пород от содержания в их составе частиц различной крупности;
- в получении зависимости содержания различных по крупности частиц в составе раздробленных вскрышных пород, отражающей их рациональный гранулометрический состав;
- в установлении влияния срока службы и грузонапряженности дороги, нагрузок от применяемых типов транспортных средств и преимущественного размера естественных отдельностей подстилающих горных пород на требуемую толщину дорожной одежды технологических дорог из раздробленных вскрышных пород рационального гранулометрического состава.
Научное значение и практическая ценность
Научное значение работы заключается в разработке и реализации математической модели рациональной структуры раздробленных горных пород, развитии метода рационализации их гранулометрического состава и установлении влияния срока службы и грузонапряженности дорош, нагрузок от применяемого карьерного автотранспорта и преимущественного размера естественных отдельностей подстилающих горных пород на требуемую толщину дорожной одежды технологических дорог.
Практическая ценность работы заключается в разработке рациональных гранулометрических составов раздробленных вскрышных пород и требуемых конструкций дорожной одежды технологических дорог.
Реализация результатов исследования
Основные научные результаты работы внедрены и находят практическое применение в ОАО «УК «Кузбассразрезуголь» (г. Кемерово), ЗАО «Разрез Майский» (г. Прокопьевск Кемеровской области), ГУ «Кемеровская дирекция областного дорожного фонда» (г. Кемерово) в области строительства, ремонта и содержания технологических дорог, в учебном процессе студентов ГОУ ВПО «КузГТУ» специальностей «Открытые горные работы» (при изучении дисциплины «Процессы открытых горных работ») и «Автомобильные дороги» (при изучении дисциплины «Технология и организация строительства автомобильных дорог»).
Апробация работы
Основные положения и выводы диссертационной работы докладывались и получили одобрение на: ежегодных научных конференциях студентов и аспирантов Кузбасского государственного технического университета (г. Кемерово, 2004 - 2008 гг.); VI Международной научно-практической конференции «Безопасность жизнедеятельности предприятий в угольных регионах» (г. Кемерово, 2005 г.); XI Международной научно-практической конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири» (г. Кемерово, 2006 г.); II Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования» (г. Омск, 2007 г.); расширенном заседании кафедры «Строительства и эксплуатации дорог» СибАДИ (г. Омск, 2007 г.); технических совещаниях на разрезах и в ОАО «УК «Кузбассразрезуголь» (г. Кемерово, 2007 г.); техсовете ЗАО «Разрез Майский» (г. Прокопьевск Кемеровской области, 2007 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Повышение долговечности транспортных сооружений и безопасности дорожного движения» (г. Казань, 2008 г.).
Публикации: по теме диссертации опубликованы 5 статей.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения и приложений, в том числе содержит 132 страницы текста, 27 рисунков, 21 таблицу, список литературы из 208 наименований и 2 приложения.
Работа выполнена на кафедре «Автомобильные дороги» ГОУ ВПО «КузГТУ». Автор выражает глубокую признательность докторам технических наук, профессорам Ташкинову A.C., Паначеву И.А., Михальченко В.В., к.т.н., доц. Афиногенову О.П. за уделенное внимание и помощь в работе.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель, задачи исследования, научная новизна и практическая ценность работы.
В первой главе выполнен анализ роли и эффективности эксплуатации карьерного автотранспорта при открытом способе разработки угольных месторождений, рассмотрены существующие типы покрытий автодорог с оценкой их состояния, произведен поиск выполненных ранее исследований по изучению упругих и прочностных свойств вскрышных горных пород угольных разрезов Кузбасса и выполнен анализ возможности их применения для устройства технологических дорог.
Несмотря на наличие железнодорожного, конвейерного, гидравлического, гравитационного и ряда других видов транспорта при открытом способе разработки угольных месторождений, на долю автомобильного приходится до 65 % перевозок горной массы на карьерах России и около 90 % за рубежом. Зачастую эффективность эксплуатации карьерного автотранспорта пытаются повысить за счет оптимизации технологических и организационных факторов, не принимая во внимание дорожно-транспортную составляющую системы, однако именно она, как правило, становится причиной неоправданно больших затрат на транспортирование горной массы и малой производительности автосамосвалов. Около 80 % шин не достигают оптимального срока службы преимущественно из-за механических повреждений и порезов. Отсутствие плотного и ровного покрытия приводит к увеличению парка карьерных автосамосвалов и расхода горюче-смазочных материалов на 15-20 %. Использование некондиционных и нерациональное применение качественных, но дорогих материалов, приводит к росту затрат на строительство, ремонт и содержание технологических дорог горнодобывающих предприятий до 25 %.
Обширный обзор литературных источников и опыт работы угольных разрезов Кузбасса показали, что в связи с малым сроком службы большинства технологических дорог (до 2-3 лет) для устройства покрытий в основном применяется прочный щебень фракции от 10-20 до 40-70 мм, так как использование асфальтобетона и цементобетона' не эффективно. Однако нерациональное применение качественных каменных материалов также ведет к неоправданно высоким затратам на строительство, ремонт и содержание технологических автодорог. Например, для строительства, ремонта и содержания 733 км технологических и хозяйственных дорог, крупнейшая угольная компания Кузбасса ОАО «УК «Кузбассразрезуголь» ежегодно приобретает около 1,5 млн. м3 прочного щебня на сумму порядка 300 млн. руб. Для сравнения за тот же период ГУ «Кемеровская дирекция областного дорожного фонда» на содержание и ремонт 2000 км автомобильных дорог общего пользования со щебеночным покрытием затратила 40 тыс. м щебня на сумму около 11 млн. руб. Очень большие объемы щебня, используемого для устройства и поддержания технологических дорог, обусловлены не только и не столько развитием карьерного пространства, сколько быстрым разрушением покрытий автодорог. Для по-
вышения их качества и срока службы не достаточно применять высококачественные строительные материалы или прочные горные породы, необходимо разработать меры по рациональному их применению.
Выполненные Г.Г. Штумпфом, A.C. Ташкиновым, В.А. Шаламано-вым, И.А. Паначевым и др. авторами исследования показывают, что угле-вмещающие породы Кузнецкого бассейна почти повсеместно представлены песчаниками (50 %) и алевролитами (40 %), обладающими различными физико-механическими характеристиками. Из них около 25 % имеют предел прочности на сжатие более 70 МПа, характеризуются небольшой потерей прочности при водонасыщении и могут применяться для устройства технологических дорог. Следует отметить, что прочные слаборазмягчаемые углевмещающие горные породы неравномерно распределены по площади и глубине угольного бассейна, чаще всего встречаются в Томь-Усинском, Кондомском и Прокопьевско-Киселевском угленосных районах и являются, как правило, непосредственной почвой подавляющего большинства рабочих пластов угля. Это привело к тому, что для отсыпки слоев дорожной одежды технологических дорог на угольных разрезах Кузбасса наибольшее распространение получил прочный не размягчаемый щебень, специально получаемый на карьерах каменных строительных материалов. Этому, в том числе, способствует наличие в Кузбассе большого числа таких карьеров. Однако ежегодный рост цен на их продукцию в комплексе с неудовлетворительным качеством строительства технологических дорог и малым их сроком службы, ставит вопрос о возможности применения местных раздробленных вскрышных горных пород для повышения эффективности разработки угольных месторождений открытым способом.
В последние годы при строительстве автомобильных дорог общего пользования существенно повысился интерес к дорожным покрытиям и основаниям из раздробленных горных пород с высокой объемной массой. Это объясняется, с одной стороны, новыми технологическими возможностями при их производстве и укладке, чем достигается высокое качество, с другой - ремонтопригодностью и легкостью содержания покрытий. Однако в настоящее время отсутствуют требования к раздробленным вскрышным горным породам рационального гранулометрического состава для строительства технологических дорог горнодобывающих предприятий, что потребовало расширения и углубления теоретических знаний и обусловило цель и задачи исследования.
Вторая глава посвящена построению математической модели рациональной структуры раздробленных горных пород с учетом существующих методов и результатов проектирования структуры раздробленных горных пород и оценке их гранулометрических составов.
В 1920-е гг. на автомобильных дорогах общего пользования основное распространение получили дорожные покрытия и основания из раздробленных горных пород в виде щебня по методу заклинки, поэтому исследования советских ученых были направлены на изучение их работы в дорожной одежде и совершенствование технологии устройства этих конструктивных слоев. Изучением физико-механических свойств раздробленных
горных пород, а также их работы в дорожной конструкции в разное время занимались видные ученые А.К. Бируля, Э.М. Добров, H.H. Иванов, B.C. Исаев, В.К. Некрасов, А.О. Салль, А.К. Славуцкий, В.М. Юмашев. Установлению требований к раздробленным горным породам покрытий технологических дорог и повышению эффективности эксплуатации карьерного автотранспорта за счет дорожной составляющей системы посвящены статьи и разделы в работах О.П. Афиногенова, М.В. Васильева, В.В, Иванова, A.A. Кулешова, Н.В. Мельникова, В.В. Ржевского, П.И. Томакова, В.В. Ушакова, Е.Ф. Шешко и других ученых. Оценка наиболее вероятного гранулометрического состава и поиск оптимальной структуры раздробленной горной породы изложены в работах A.B. Бирюкова, И.И. Кандаурова, Б.С. Радовского, Ю.А. Рыжкова и др. Выполненные научно-исследовательские работы в области проектирования и строительства из раздробленных горных пород слоев дорожной одежды автомобильных дорог общего пользования получили отражение в разработке ряда нормативных документов (СНиП 2.05.02-85*, ВСН 7-89, ГОСТ 8267-93*, ГОСТ 25607-94*, ГОСТ 8736-93*), технологических дорог - СНиП 2.05.07-91* и «Руководства по проектированию и строительству временных технологических автодорог на разрезах ПО «Кемеровоуголь».
Основная масса проведенных учеными лабораторных исследований раздробленных горных пород показывает зависимость их свойств от содержания частиц какого-либо одного размера, что не может охарактеризовать требуемый гранулометрический состав в целом. Различные модели теоретического подбора оптимального гранулометрического состава раздробленной горной породы строятся из условия обеспечения ее наибольшей объемной массы, а другие, на наш взгляд, два важных фактора - упругие и прочностные характеристики, не учитываются, что особенно важно для покрытий технологических дорог, где значительно возрастают осевые нагрузки от карьерного автотранспорта. Рациональные (допускающие некоторые отклонения от оптимального значения) гранулометрические составы раздробленных горных пород для строительства покрытий автомобильных дорог общего пользования, путем анализа результатов многочисленных исследований, установлены проф. H.H. Ивановым. Практически без изменений (отклонения не более 10 % по полному остатку) предложенные составы вошли в последнюю редакцию ГОСТ 25607-94*, в то время как оптимизация также выполнена лишь по одному критерию - объемной массе. Для достижения одновременно высоких значений объемной массы, прочностных и деформационных характеристик, что обеспечивает рациональный гранулометрический состав, раздробленная горная порода должна содержать максимальное количество крупных частиц, при этом содержание мелких зерен должно быть достаточным для заполнения пустот между крупными частицами и их объединения в единую плотную массу.
Для решения поставленной задачи использовался микроструктурный подход, что позволило рассматривать не всю совокупность частиц (макрообъект), а лишь одну наибольшую частицу с прилегающей к ней частью пространства (микрообъект), что значительно упростило проведение расчетов. В качестве расчетной была принята форма частиц в виде шара, так
как в этом случае между частицами всегда остается пространство (пустоты), которое не может быть заполнено полностью и независимо от местоположения частицы ее ориентация в пространстве на упаковку не влияет.
Математическая модель для отыскания теоретически рационального гранулометрического состава раздробленной горной породы была реализована в виде компьютерной программы «ГС-01». В качестве критериев достижения рационального гранулометрического состава приняты максимальная объемная масса раздробленной горной породы и максимально возможное содержание в ее составе крупных частиц. Результаты проведенного расчета приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Результаты расчета теоретически рационального гранулометрического состава раздробленной горной породы
Диаметр частиц 0, мм 5 в © 0 1С! 1 | %* о § я о е а %* о ЕС УЗ в 8 ©а ё® о ксп © В н© о о ^ Й © е ё® ©61 ё® йгч © 1 ё® §<ч ^ 1-4 ©Е 1 ё® 82 ©е1 ё® О.0О еСп-«о © а ё©Е О чо «о © а ё® £<ч ® 1 ё© о ^ 12 ©^ ё©Е
Содержание частиц УБ, % о ■ч- 00 V) оо ЧО ЧО г-Оч г-- г—1 с-" ю ЧО о" во СП тг сп 00 ЧО ил 00 г-00 Г-" 00 ЧО оС 00 сп С5 о СП <ч Оч гСП Оч
Полученные результаты позволили сделать вывод, что теоретически рациональный гранулометрический состав раздробленной горной породы достигается тогда, когда содержание частиц размером свыше половины от максимального составляет 52,4 % и интегрально возрастает с уменьшением диаметра отдельных зерен:
0.5-©тах ^=52,4+ /
в
30
(©тах+25)
0,5
+ 1,84
©
0,8
с!®,
(1)
где УБ'га2 - теоретически рациональное содержание в раздробленной горной породе частиц диаметром свыше © мм, (© < 0,5 ■ 0тах)> 0тах-максимальный диаметр частиц, входящих в состав раздробленной горной породы, мм.
В третьей главе установлено влияние содержания частиц различной крупности в составе раздробленных вскрышных горных пород на их физико-механические характеристики и выполнена рационализация состава с целью улучшения их строительных свойств.
Анализ литературных источников показал, что нормативных документов, регламентирующих порядок лабораторных испытаний по определению объемной массы и статического модуля упругости раздробленных горных пород, содержащих частицы размером более 20 мм, нет. Поэтому испытания по определению объемной массы мы производили по ГОСТ 22733-2002 в цилиндрах большего диаметра и с уплотнением раздробленной горной породы на прессе, а не стандартной трамбовкой, а статического модуля упругости - в соответствии с рекомендациями проф.
А.К. Славуцкого. Для проведения лабораторного эксперимента была специально изготовлена установка (рисунок 1), состоящая из металлического цилиндра с днищем, к которому крепятся индикаторы часового типа с ценой деления 0,001 мм для регистрации величины осадки слоя, жесткого штампа, через который передается нагрузка от гидравлического пресса и динамометра для регистрации величины нагрузки, передаваемой на раздробленную горную породу.
Рисунок 1
- Установка для определения о&ъемной массы и статического модуля упругости раздробленных горных пород
Индикаторы часового типа
Цилиндрическая форма
Болтовое
Съемное
Результаты выполненных лабораторных испытаний различных полностью водонасыщенных раздробленных горных пород с отличающимся гранулометрическим составом позволили установить эмпирические зависимости изменения объемной массы {р, г/см3) и статического модуля упругости (Ест, МПа) от содержания частиц размером свыше © (рисунки 2, 3):
12
Р(У$®) = 0)79 ■ р0
то©
соэ
^КУэ)2 - V
Кп
(2)
Ест(УБ&) = Кп- \ К3-(УБ&)К4 ■ [1 -соз(К5 • К5@)]*6¿(ГО®) + 40, (3) 0
где Ю© - содержание частиц размером более 0 (мм) в составе раздробленной горной породы, %; р0 - плотность исходной горной породы, г/см3; Кп - поправочный коэффициент, принимаемый равным для слабых алевролитов и всех аргиллитов от 0,2 до 0,4, слабых песчаников и средней прочности алевролитов - от 0,4 до 0,6, песчаников средней прочности и прочных алевролитов - от 0,6 до 0,8, прочных и весьма прочных песчаников - от 0,8 до 1,0; - коэффициенты уравнений регрессии, зависящие от размера частиц 0 (мм), по которому определяются искомые показатели.
>1 Е 2.10 =
20 40 60 80
Содержание частиц (УК) размером более 0 (мм), % ПРИМЕЧАНИЯ:
1 ®т«х' максимальный размер частиц, входящих в состав раздробленной горной породы, мм.
2. Плотность исходной горной породы составляет2,Б2 г/смЗ.
3. Корреляционное отношение зависимостей составляет 0,79...0,88.
Рисунок 2 - Зависимость объемной массы раздробленных горных пород от содержания частиц размером свыше © (мм)
Содержание частиц (те) размером более 0 (мм), % ПРИМЕЧАНИЯ:
Э, ©тзх- максимальный размер частиц, входящих в состав раздробленной горной породы, мм.
2. Поправочный коэффициент Кп=1,0.
3. Корреляционное отношение зависимостей составляет 0,85...0,92.
Рисунок 3 - Зависимость статического модуля упругости раздробленных горных пород от содержания частиц размером свыше © (мм)
Полученные результаты позволили сделать вывод, что зависимости объемной массы и статического модуля упругости раздробленных вскрышных горных пород от содержания в их составе частиц свыше заданного размера при влажности, соответствующей полному водо-насыщению пород и составляющей от 6,5 до 8,5 %, имеют нелинейный характер без четко выраженного максимума.
Анализ результатов исследований выполненных Э.М. Добровым, М.П. Лысенко и др. авторами показывает, что чем больше в составе раздробленной горной породы содержится крупных частиц, тем выше ее угол внутреннего трения и меньше сцепление. Сопротивление раздробленной горной породы сдвигу зависит как от угла внутреннего трения, так и от сце-
пления, причем оно тем выше, чем больше содержание крупных частиц (рисунок 4). Однако малое значение сцепления раздробленной горной породы приводит к потере ей связности, что ведет к быстрому разрушению слоев покрытий (например, слои из однофракционного щебня), поэтому предельное сопротивление раздробленной горной породы сдвигу целесообразно оценивать только при тех значениях содержания крупных частиц, при которых объемная масса имеет высокое значение (проявляется связность).
1 СЕ О СГ
п.
/2
© «. 0 /4
' /\0-0IMX
/ХО-е^Лб
20 40 60 80
Содержание частиц (УК) размером более 0 (ми), %
Рисунок 4 - Зависимость предельного сопротивления раздробленной горной породы сдвигу от содержания частиц размером более © (мм)
Полученные зависимости изменения физико-механических характеристик раздробленных горных пород от содержания различных по крупности частиц позволили выполнить рационализацию их гранулометрического состава.
В качестве критериев рационализации приняты объемная масса, статический модуль упругости и предельное сопротивление сдвигу. Большинство существующих математических методов поиска оптимального или рационального решения разработаны для однокритериального, максимум двухкритериального анализа, поэтому для решения поставленной задачи трехкритериальной рационализации, мы воспользовались не абсолютными значениями анализируемых критериев, а их относительными значениями, вычисляемыми по зависимостям:
Р£ „ Е1 т<
КЕг ~ Е
[4]
Ртах "тах ттах
где р1, Я;, гг - 1-ые значения соответственно объемной массы (г/см), статического модуля упругости (МПа) и предельного сопротивления раздробленных горных пород сдвигу (МПа); ртах, Е-,
тах> '■тах
- максимальные значения
соответственно объемной массы (г/см3), статического модуля упругости (МПа) и предельного сопротивления раздробленных горных пород сдвигу (МПа), наблюдавшиеся при их исследовании и анализе.
Это дало нам возможность трансформировать задачу трехкритериальной рационализации в однокритериальную с относительным ком-
плексным критерием, состоящим из трех частных относительных критериев. Для нахождения рационального решения поставленной задачи были построены зависимости изменения показателей Кр., КЕр Кч (рисунок 5) и КЕ{, КТ1) (рисунок 6) от содержания частиц размером свыше 0 (мм).
Рациональной областью гранулометрического состава раздробленных горных пород является та, где комплексный относительный критерий, равный сумме частных относительных критериев, имеет наибольшее значение, т.е. одновременное снижение всех трех критериев относительно максимальных значений минимально.
1,00
0.98
£ й. 0.9(5
а к
0.94 0.92 0,90
у. * у'* -¿г ' 4
\
\ •ч
/У* \ N *
• ф \
50 Й0 70 80 90
Содержание частиц размером свыше © (мм), % Рисунок 5 - Зависимости частных относительных критериев от содержания частиц
размером свыше © (мм)
>8
о. 2.92 Ё
& 2.88
>я
а
я
В 2.84
2.80
М
2...5 % Теоретически рациональное содержание ч частиц
N
Рациональная область
/ 1
50 60 70 80 90
Содержание частиц размером свыше ® (мм), % Рисунок 6 - Зависимость комплексного относительного критерия от содержания частиц размером свыше 0 (мм)
Аналогичные зависимости были построены для различных по крупности частиц, входящих в состав раздробленных горных пород. В результате обобщения полученных результатов были найдены рациональные гранулометрические составы раздробленных вскрышных пород для строительства дорожной одежды технологических дорог (таблица 2).
Таблица 2 - Рекомендуемые гранулометрические составы раздробленных горных
пород для устройства дорожной одежды технологических дорог
Содержание частиц размером более 0 (мм), %
160 80 40 20 10 5 2,5 0,63 0,16 0,05
- - 0-10 30-55 40-62 50-70 55-75 65-82 72-90 78-93
- 0-10 30-55 40-62 50-70 55-75 60-80 68-85 72-90 80-95
0-10 30-55 40-62 50-70 55-75 60-80 65-82 70-88 75-93 80-95
Сравнение результатов показало, что содержание частиц размером более 0, полученное по результатам теоретических исследований, располагается в интервале от 2 до 5 % от верхней границы рациональной области (рисунок 6), полученной по экспериментальным данным, следовательно, рациональный гранулометрический состав раздробленной горной породы достигается тогда, когда изменение содержания частиц размером более 0 подчиняется закону, полученному по результатам теоретических исследований. Разница состоит в том, что по результатам экспериментальных данных рациональный состав представляет собой область, а при теоретических исследованиях - единственное значение в этой рациональной области. Полученные результаты позволили сделать вывод, что в процессе дробления и сортировки вскрышных горных пород рациональный, обеспечивающий од' повременно высокие значения объемной массы, статического модуля упругости и предельного сопротивления сдвигу, гранулометрический состав достигается, когда содержание частиц размером свыше половины от максимального составляет от 40 до 55 % и интегрально возрастает с уменьшением диаметра отдельных зерен:
30
0,5-©тах
<(40 ...55)+ J ©
(©шах +25)0'5 0°>»
+ 1,8
d& > (5)
где У8га2 - рациональное содержание в раздробленной горной породе частиц размером свыше 0 мм (0 < 0,5 ■ 0тах), %.
В четвертой главе рассмотрены особенности проектирования и обоснованы конструктивные параметры дорожной одежды технологических дорог из раздробленных вскрышных горных пород рационального гранулометрического состава.
Основными факторами, определяющими напряженно-деформированное состояние дорожной одежды, являются вес автомобиля и скорость его движения. Для всех конструкций дорожной одежды характерно снижение прогибов с ростом скорости движения транспортного средства. Однако для технологических дорог горнодобывающих предприятий, где транс-
портные средства движутся с преимущественно малыми скоростями (от 10 до 25 км/ч), регулярно проводятся мероприятия по обеспыливанию покрытий дорог и невозможно ввести сезонные ограничения по грузоподъемности транспортных средств, в качестве расчетных целесообразно принимать значения статического модуля упругости раздробленных вскрышных и подстилающих горных пород соответствующие самой неблагоприятной для них влажности, т.е. при их полном водонасыщении.
При расчете дорожной одежды, динамическую нагрузку от колеса, как правило, учитывают, умножая значение нормативной статической нагрузки от колеса на динамический коэффициент. В основаниях технологических дорог в основной массе преобладают скальные и полускальные горные породы, поэтому при движении карьерного автотранспорта значительно сильнее проявляется жесткость всей дорожной одежды. Повышенная жесткость создает большие динамические нагрузки, а это ведет росту динамического коэффициента. Учитывая среднюю скорость движения карьерного автотранспорта, на основе данных В.Ф. Замышляева и др. авторов, значение динамического коэффициента мы приняли равным 1,15.
Конструкция дорожной одежды автомобильных дорог состоит, как правило, из слоев покрытия и основания, однако для технологических дорог, где не эффективно устраивать слои из асфальтобетона и цементобетона, целесообразней устраивать только один слой покрытия из раздробленной горной породы. Прочной считают дорожную одежду, которая под воздействием многократно повторяющихся нагрузок от движущихся транспортных средств сохраняет в течение заданного срока службы сплошность и достаточную ровность покрытия. В качестве основного критерия, характеризующего прочность дорожной одежды, принимается минимальный требуемый общий модуль упругости конструкции £т;п. Однако с течением времени постепенно снижаются прочность и несущая способность материалов дорожной одежды, что ведет к снижению общего модуля упругости конструкции Е0вщ, поэтому для обеспечения ее надежности при проектировании вводят показатель коэффициента прочности КТ,оект:
С.В. Богомоловым установлены оптимальные значения коэффициента прочности дорожной одежды технологических дорог в зависимости от их срока службы и грузонапряженности, которые можно выразить зависимостью:
где Т - срок службы дороги, (лет); () - грузонапряженность дороги, (млн. т./год).
(6)
¡¿проект = (0Д25 . г + 0;75). (0;06 • £ + 0,6),
И.А. Паначевым установлено, что прочностные и деформационные свойства горных пород связаны с трещиноватостью массива, поэтому в качестве подстилающих приняты крупноблочные (средне- и мелкозернистые песчаники), средней блочности (крупнозернистые песчаники и переслаивания песчаников с алевролитами), мелкоблочные (алевролиты и выветрелые песчаники) и рыхлые (аргиллиты, раздробленные песчаники и алевролиты) горные породы. Расчет дорожной одежды технологических дорог произведен в соответствии с результатами исследований А.М. Кривисского, Б.С. Радовско-го с использованием откорректированной методики ОДН 218.046-01 с учетом зависимости (7).
Проведенный анализ полученных результатов показывает, что толщина дорожной одежды технологических дорог из раздробленных вскрышных пород рационального гранулометрического состава экспоненциально зависит от преимущественного размера естественных отдельностей подстилающей горной породы:
я = е5+0,5-К$оект-7-П + проект + ^ ^ . с + ^ (8)
где Н - требуемая толщина дорожной одежды технологической дороги, см; £1 - преимущественный размер естественных отдельностей подстилающей горной породы, м; С - грузоподъемность применяемых автосамосвалов, т.
Для удобства практического использования полученных результатов исследования построена номограмма, позволяющая быстро и с достаточной точностью определять требуемую толщину дорожной одежды технологических дорог (рисунок 7).
Из анализа зависимости (8) и номограммы вытекает, что толщина дорожной одежды технологических дорог из раздробленных вскрыги-ных пород рационального гранулометрического состава, обеспечивающая бесперебойную и безаварийную работу карьерного автотранспорта с учетом срока службы и грузонапряженности дороги, экспоненциально зависит от преимущественного размера естественных отдельностей подстилающей горной породы и составляет для крупноблочных пород от 20 до 90 см, пород средней блочности - от 30 до 100 см, мелкоблочных - от 35 до 125 см и рыхлых - от 90 до 250 см.
На основе выполненных расчетов и практической реализации результатов исследования при реконструкции (выполаживании) существующей технологической автодороги филиала ОАО «УК «Кузбассразрез-уголь» - «Калтанский угольный разрез» Ш-к категории на участке ПК 41 -ПК 43+15 установлено, что применение раздробленных горных пород рационального гранулометрического состава для устройства дорожной оде-вды технологических дорог на разрезах Кузбасса способствует снижению эксплуатационных затрат на транспортирование горной массы за счет уменьшения затрат на отсыпку и содержание технологических автодорог и эксплуатацию карьерного автотранспорта, что ведет к снижению себестоимости добычи угля на 6-8 % и в денежном выражении составляет от 40 до 60 руб./т в ценах 2008 г.
аз ал о.? оз ар I 1.1 13 Рисунок 7 - Номограмма для определения требуемой толщины дорожной одежды технологических дорог
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой содержится решение задачи об обосновании параметров технологических дорог угольных разрезов, включающей зависимости объемной массы и статического модуля упругости раздробленных вскрышных пород от фракционного содержания частиц, рациональный гранулометрический состав, а также минимальную толщину дорожной одежды, обеспечивающую бесперебойную работу карьерного автотранспорта в течение всего срока службы дороги с учетом нагрузок от применяемых типов транспортных средств и преимущественного размера естественных отдельностей подстилающих горных пород, и имеющей существенное значение для геомеханики и открытой геотехнологии.
Основные научные результаты и выводы сводятся к следующему:
1. Теоретически рациональный гранулометрический состав раздробленной горной породы достигается тогда, когда содержание частиц размером свыше половины от максимального составляет 52,4 % и интегрально возрастает с уменьшением диаметра отдельных зерен.
2. Зависимости объемной массы и статического модуля упругости раздробленных вскрышных горных пород от содержания в их составе частиц свыше заданного размера при влажности, соответствующей полному водонасыщению пород и составляющей от 6,5 до 8,5 %, имеют нелинейный характер без четко выраженного максимума.
3. В процессе дробления и сортировки вскрышных горных пород рациональный, обеспечивающий одновременно высокие значения объемной массы, статического модуля упругости и предельного сопротивления сдвигу, гранулометрический состав достигается, когда содержание частиц размером свыше половины от максимального составляет от 40 до 55 % и интегрально возрастает с уменьшением диаметра отдельных зерен.
4. Толщина дорожной одежды технологических дорог из раздробленных вскрышных пород рационального гранулометрического состава, обеспечивающая бесперебойную и безаварийную работу карьерного автотранспорта с учетом срока службы и грузонапряженности дороги, экспоненциально зависит от преимущественного размера естественных отдельностей подстилающей горной породы и составляет для крупноблочных пород от 20 до 90 см, пород средней блочности - от 30 до 100 см, мелкоблочных - от 35 до 125 см и рыхлых - от 90 до 250 см.
5. Применение раздробленных горных пород рационального гранулометрического состава для строительства дорожной одежды технологических дорог на разрезах Кузбасса ведет к снижению себестоимости добычи угля в среднем на 7 %, что в денежном выражении составляет 50 руб./т в ценах 2008 г.
Результаты исследований опубликованы в следующих работах:
1. Шабаев, С.Н. Некоторые вопросы решения задачи о проектировании оптимального гранулометрического состава [Текст] / С.Н. Шабаев И Вестник КузГТУ. - 2005. - №4. - С. 94-96.
2. Шаламанов, В.А. Оценка экономической эффективности при проведении мероприятий по улучшению качества покрытий карьерных автомобильных дорог [Текст] / В.А. Шаламанов, С.Н. Шабаев, Н.В. Крупина // Вестник КузГТУ. - №3. - 2007. - С. 54-55.
3. Шабаев, С.Н. Улучшение свойств раздробленных вскрышных пород за счет оптимизации их гранулометрического состава [Текст] / С.Н. Шабаев // Вестник КузГТУ. - № 5. - 2008. - С. 93-95.
4. Шабаев, С.Н. Обоснование конструкций дорожных одежд карьерных автодорог с покрытием из раздробленных вскрышных пород рационального гранулометрического состава [Текст] / С.Н. Шабаев // Вестник КузГТУ. - № 5. - 2008. - С. 95-97.
5. Шабаев, С.Н. Улучшение физико-механических характеристик грунтов за счет оптимизации их гранулометрического состава [Текст] / С.Н. Шабаев // Вестник ТГАСУ. - № 4. - 2008. - С. 182-186.
Подписано в печать 18.02.2009. Формат 60x84/16
Бумага офсетная. Печать офсетная. Уч.-изд. л. 1,0.
Тираж 100 экз. Заказ Ш
ГУ КузГТУ, 650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.
Типография ГУ КузГТУ, 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4а
Содержание диссертации, кандидата технических наук, Шабаев, Сергей Николаевич
ВВЕДЕНИЕ.
1. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ДОРОГ УГОЛЬНЫХ РАЗРЕЗОВ И ЕГО ВЛИЯНИЯ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИИ КАРЬЕРНОГО АВТОТРАНСПОРТА.
1.1. Роль карьерного автотранспорта при открытом способе разработки угольных месторождений и пути повышения эффективности его эксплуатации.
1.2. Анализ возможности применения раздробленных вскрышных горных пород для строительства технологических дорог угольных разрезов.
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОГО ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА РАЗДРОБЛЕННЫХ ГОРНЫХ ПОРОД.
2.1. Анализ ранее выполненных исследований по определению оптимального гранулометрического состава раздробленных горных пород.
2.2. Математическая модель рационального гранулометрического состава раздробленных горных пород.
2.3. Результаты расчета рационального гранулометрического состава раздробленных горных пород.
Выводы.
3. УСТАНОВЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНОГО ДИАПАЗОНА ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА РАЗДРОБЛЕННЫХ ГОРНЫХ ПОРОД.
3.1. Методы исследования физико-механических свойств раздробленных горных пород.
3.2. Результаты лабораторных исследований объемной массы раздробленных горных пород различного гранулометрического состава
3.3. Результаты лабораторных исследований модуля упругости раздробленных горных пород различного гранулометрического состава.
3.4. Анализ влияния гранулометрического состава раздробленных горных пород на их прочностные характеристики.
3.5. Рационализация гранулометрического состава раздробленных горных пород с учетом их физико-механических свойств.
Выводы.
4. ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ДОРОГ УГОЛЬНЫХ РАЗРЕЗОВ ИЗ РАЗДРОБЛЕННЫХ ГОРНЫХ ПОРОД РАЦИОНАЛЬНОГО ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА.
4.1. Анализ особенностей проектирования дорожной одежды технологических дорог.
4.2. Результаты расчета конструкции дорожной одежды технологических дорог.
4.3. Оценка эффективности применения раздробленных вскрышных горных пород рационального гранулометрического состава для строительства дорожной одежды технологических дорог.
4.4. Практическая реализация результатов исследования.
Выводы.
Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование конструктивных параметров технологических дорог угольных разрезов из вскрышных пород на основе рационализации их гранулометрического состава"
Актуальность работы. Общий удельный вес открытого способа добычи угля в России составляет в настоящее время от 60 до 65 % и наблюдается тенденция к его увеличению. Одним из наиболее трудоемких и дорогостоящих является процесс транспортирования горной массы. При этом самый распространенный вид карьерного транспорта - автомобильный, эффективность эксплуатации которого в значительной степени определяется состоянием технологических дорог.
Строительство асфальтобетонных и цементобетонных дорожных покрытий технологических дорог угольных разрезов экономически, не оправдано, когда речь идет о дорогах, находящихся в динамически развивающемся карьерном пространстве, где временные дороги составляют до 80 % от общей их протяженности. Использование в этом случае однофракционного щебня также ведет к неоправданно высоким затратам на строительство, ремонт и содержание автодорог, снижает эффективность использования карьерного автотранспорта. Вместе с тем применение раздробленных вскрышных горных пород рационального (основанного на опытных (экспериментальных) данных) гранулометрического состава является обоснованным решением, направленным на повышение эффективности разработки угольных месторождений открытым способом. Однако до последнего времени этот вопрос остается малоизученным и требует дальнейших исследований. Именно отсутствие данных о параметрах дорожной одежды технологических дорог угольных разрезов из раздробленных вскрышных пород рационального гранулометрического состава обусловило актуальность, цель, задачи, структуру и содержание диссертационной работы.
Цель работы заключается в обосновании конструктивных параметров дорожной одежды технологических дорог угольных разрезов из раздробленных вскрышных пород на основе рационализации их гранулометрического состава.
Задачи исследования: изучить взаимосвязь физико-механических свойств раздробленных вскрышных пород с их гранулометрическим составом;
- установить рациональные диапазоны гранулометрического состава раздробленных горных пород, применяемых при строительстве технологических дорог угольных разрезов;
- обосновать толщину дорожной одежды технологических дорог угольных разрезов из раздробленных вскрышных горных пород рационального гранулометрического состава.
Объект исследования - раздробленные вскрышные горные породы; покрытия технологических дорог, предназначенных для движения большегрузного карьерного автотранспорта, осуществляющего транспортировку горной массы при разработке угольных месторождений открытым способом.
Идея работы заключается в управлении процессом изменения физико-механических свойств раздробленных вскрышных горных пород, которые зависят от их гранулометрического состава.
Методы исследований:
- компьютерное имитационное моделирование — при построении математической модели рациональной структуры раздробленных вскрышных пород;
- метод корреляционного парного анализа - для анализа результатов проведенных лабораторных испытаний;
- метод математического моделирования — при исследовании закономерностей изменения строительных свойств раздробленных вскрышных горных пород, обосновании их рациональных гранулометрических составов и толщины дорожной одежды технологических дорог.
Научные положения, выносимые на защиту:
- зависимости объемной массы и статического модуля упругости раздробленных вскрышных горных пород от содержания в их составе частиц свыше заданного' размера при влажности, соответствующей полному водонасыщению пород и составляющей от 6,5 до 8,5 %, имеют нелинейный характер без четко выраженного максимума;
- в процессе дробления и сортировки вскрышных горных пород рациональный, обеспечивающий одновременно высокие значения объемной массы, статического модуля упругости и предельного сопротивления сдвигу, гранулометрический состав достигается, когда содержание частиц размером свыше половины от максимального составляет от 40 до 55 % и интегрально возрастает с уменьшением диаметра отдельных зерен;
- толщина дорожной одежды технологических дорог из раздробленных вскрышных пород рационального гранулометрического состава, обеспечивающая бесперебойную и безаварийную работу карьерного автотранспорта с учетом срока службы и грузонапряженности дороги, экспоненциально зависит от преимущественного размера естественных отдельностей подстилающей горной породы и составляет для крупноблочных пород от 20 до 90 см, пород средней блочности - от 30 до 100 см, мелкоблочных - от 35 до 125 см и рыхлых - от 90 до 250 см.
Научная новизна работы заключается в том, что в ней:
- установлены зависимости изменения объемной массы и статического модуля упругости раздробленных вскрышных пород от содержания в их составе частиц различной крупности, отличающиеся от известных тем, что они получены при той, характерной для дорожной одежды технологических дорог, влажности пород, при которой достигается их полное водонасыщение;
- получена зависимость содержания различных по крупности частиц в составе раздробленных вскрышных горных пород, обуславливающая их рациональный гранулометрический состав;
- установлено влияние срока службы и грузонапряженности дороги, нагрузок от применяемых типов транспортных средств и преимущественного размера естественных отдельностей подстилающих горных пород на требуемую толщину дорожной одежды технологических дорог из раздробленных вскрышных пород рационального гранулометрического состава.
Обоснованность и достоверность научных положений и выводов:
- обеспечивается необходимым объемом статистических данных; представительным объемом проанализированного информационного материала по исследуемой теме, в том числе и зарубежных научных публикаций;
- базируется на методах математической статистики, экономико-математического моделирования и экономического анализа;
- достигается применением современных методов расчета и испытательного оборудования, обеспечивающих достаточный уровень надежности результатов математического моделирования и измерения величин;
- подтверждается сходимостью результатов теоретических исследований с фактическими показателями работы предприятий открытой угледобычи; положительными результатами внедрения рекомендаций исследования на разрезах ОАО «УК «Кузбассразрезуголь», ЗАО «Разрез Майский», ГУ «Кемеровская дирекция областного дорожного фонда».
Личный вклад автора заключается:
- в установлении зависимостей изменения объемной массы и статического модуля упругости раздробленных вскрышных пород от содержания в их составе частиц различной крупности;
- в получении зависимости содержания различных по крупности частиц в составе раздробленных вскрышных пород, отражающей их рациональный гранулометрический состав;
- в установлении влияния срока службы и грузонапряженности дороги, нагрузок от применяемых типов транспортных средств и преимущественного размера естественных отдельностей подстилающих горных пород на требуемую толщину дорожной одежды технологических дорог из раздробленных вскрышных пород рационального гранулометрического состава.
Научное значение и практическая ценность
Научное значение работы заключается в разработке и реализации математической модели рациональной структуры раздробленных горных пород, развитии метода рационализации их гранулометрического состава и установлении влияния срока службы и грузонапряженности дороги, нагрузок от применяемого карьерного автотранспорта и преимущественного размера естественных от-дельностей подстилающих горных пород на требуемую толщину дорожной одежды технологических дорог.
Практическая ценность работы заключается в разработке рациональных гранулометрических составов раздробленных вскрышных пород и требуемых конструкций дорожной одежды технологических дорог.
Реализация результатов исследования
Основные научные результаты работы внедрены и находят практическое применение в ОАО «УК «Кузбассразрезуголь» (г. Кемерово), ЗАО «Разрез Майский» (г. Прокопьевск Кемеровской области), ГУ «Кемеровская дирекция областного дорожного фонда» (г. Кемерово) в области строительства, ремонта и содержания технологических дорог, в учебном процессе студентов ГОУ ВПО «КузГТУ» специальностей «Открытые горные работы» (при изучении дисциплины «Процессы открытых горных работ») и «Автомобильные дороги» (при изучении дисциплины «Технология и организация строительства автомобильных дорог»).
Апробация работы
Основные положения и выводы диссертационной работы докладывались и получили одобрение на: ежегодных научных конференциях студентов и аспирантов Кузбасского государственного технического университета (г. Кемерово,
2004 - 2008 гг.); VI Международной научно-практической конференции «Безопасность жизнедеятельности предприятий в угольных регионах» (г. Кемерово,
2005 г.); XI Международной научно-практической конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири» (г. Кемерово, 2006 г.); II Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых
Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования» (г. Омск, 2007 г.); расширенном заседании кафедры «Строительства и эксплуатации дорог» СибАДИ (г. Омск, 2007 г.); технических совещаниях на разрезах и в ОАО «УК «Кузбассразрез-уголь» (г. Кемерово, 2007 г.); техсовете ЗАО «Разрез Майский» (г. Прокопьевск Кемеровской области, 2007 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Повышение долговечности транспортных сооружений и безопасности дорожного движения» (г. Казань, 2008 г.).
Публикации: по теме диссертации опубликованы 5 статей.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения и приложений, в том числе содержит 132 страницы текста, 27 рисунков, 21 таблицу, список литературы из 208 наименований и 2 приложения.
Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Шабаев, Сергей Николаевич
Выводы
1. Толщина дорожной одежды технологических дорог из раздробленных вскрышных пород рационального гранулометрического состава, обеспечивающая бесперебойную и безаварийную работу карьерного автотранспорта с учетом срока службы и грузонапряженности дороги, экспоненциально зависит от преимущественного размера естественных отдельностей подстилающей горной породы и составляет для крупноблочных пород от 20 до 90 см, пород средней блочности - от 30 до 100 см, мелкоблочных - от 35 до 125 см и рыхлых — от 90 до 250 см.
2. Применение раздробленных горных пород рационального гранулометрического состава для строительства дорожной одежды технологических дорог на разрезах Кузбасса ведет к снижению себестоимости добычи угля в среднем на 7 %, что в денежном выражении составляет 50 руб./т в ценах 2008 г.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой содержится решение задачи об обосновании параметров технологических дорог угольных разрезов, включающей зависимости объемной массы и статического модуля упругости раздробленных вскрышных пород от фракционного содержания частиц, рациональный гранулометрический состав, а также минимальную толщину дорожной одежды, обеспечивающую бесперебойную работу карьерного автотранспорта в течение всего срока службы дороги с учетом нагрузок от применяемых типов транспортных средств и преимущественного размера естественных отдельностей подстилающих горных пород, и имеющей существенное значение для геомеханики и открытой геотехнологии.
Основные научные результаты и выводы сводятся к следующему:
1. Теоретически рациональный гранулометрический состав раздробленной горной породы достигается тогда, когда содержание частиц размером свыше половины от максимального составляет 52,4 % и интегрально возрастает с уменьшением диаметра отдельных зерен.
2. Зависимости объемной массы и статического модуля упругости раздробленных вскрышных горных пород от содержания в их составе частиц свыше заданного размера при влажности, соответствующей полному водонасыще-нию пород и составляющей от 6,5 до 8,5 %, имеют нелинейный характер без четко выраженного максимума.
3. В процессе дробления и сортировки вскрышных горных пород рациональный, обеспечивающий одновременно высокие значения объемной массы, статического модуля упругости и предельного сопротивления сдвигу, гранулометрический состав достигается, когда содержание частиц размером свыше половины от максимального составляет от 40 до 55 % и интегрально возрастает с уменьшением диаметра отдельных зерен.
4. Толщина дорожной одежды технологических дорог из раздробленных вскрышных пород рационального гранулометрического состава, обеспечивающая бесперебойную и безаварийную работу карьерного автотранспорта с учетом срока службы и грузонапряженности дороги, экспоненциально зависит от преимущественного размера естественных отдельностей подстилающей горной породы и составляет для крупноблочных пород от 20 до 90 см, пород средней блочности - от 30 до 100 см, мелкоблочных — от 35 до 125 см и рыхлых - от 90 до 250 см.
5. Применение раздробленных горных пород рационального гранулометрического состава для строительства дорожной одежды технологических дорог на разрезах Кузбасса ведет к снижению себестоимости добычи угля в среднем на 7 %, что в денежном выражении составляет 50 руб./т в ценах 2008 г.
Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Шабаев, Сергей Николаевич, Кемерово
1. Васильев, М.В. Эксплуатация карьерного автотранспорта Текст. / М.В. Васильев, В.П. Смирнов, А.А. Кулешов; под общ. ред. М.В. Васильева. — М.: Недра, 1979.-280 с.
2. Килимник, В.Г. Развитие добычи угля открытым способом в России Текст. / В.Г. Килимник // Горная промышленность. — 2000. №4. - С. 2-7.
3. Ждамиров, В.М. Проблемы открытого способа добычи угля и пути их решения в Российской Федерации Текст. / В.М. Ждамиров // Уголь. — 1992. -№10.-С. 3-7.
4. Основные направления реструктуризации угольной промышленности России Текст. // Уголь. 1995. - №11. - С. 3-7.
5. Ржевский, В.В. Открытые горные работы: учебник для вузов. В 2-х частях. Часть 2. Технология и комплексная механизация Текст. /В.В. Ржевский. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1985. - 549 с.
6. Открытые горные работы: Справочник Текст. / К.Н. Трубецкой [и др.]. М.: Горное бюро, 1994. - 590 с.
7. Потапов, М.Г. Направления развития карьерного транспорта Текст. / М.Г. Потапов // Горная промышленность. — 2002. №6. — С. 50-52.
8. Малышев, Ю.Н. Угольная промышленность России на пороге и в начале XXI века Доклад на XVII Горном Конгрессе. [Текст] / Ю.Н. Малышев, К.Н. Трубецкой // Горная промышленность. — 2000. №6. - С. 33-36.
9. Ржевский, В.В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ: учебник Текст. / В.В. Ржевский. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1980.-631 с.
10. Кулешов, А.А. Влияние ровности карьерных дорог на эффективность эксплуатации автосамосвалов особо большой грузоподъемности Текст. / А.А. Кулешов, Н.В. Зырянов, И.В. Зырянов // Горный журнал. — 1995. №6. — С. 14-16.
11. Васильев, М.В. Транспортные процессы и оборудование на карьерах Текст. / М.В. Васильев. М.: Недра, 1986. - 240 с.
12. Шешко, Е.Е. Горно-транспортные машины и оборудование для открытых работ: учеб. пособие для вузов Текст. / Е.Е. Шешко. 3-е изд., пере-раб. и доп. - М.: Изд-во Московского государственного горного университета, 2003.-260 с.
13. Автомобильный транспорт для открытых горных работ за рубежом Текст. / И.И. Талицкий [и др.]. М.: ЦНИИЦМ, 1972. - 119 с.
14. Буянкин, А.В. Комплексная оценка и прогнозирование показателей качества эксплуатации карьерных автосамосвалов Текст. : дис. . канд. техн. наук / ГУ КузГТУ. Кемерово, 2004. - 305 с.
15. Бахтурин, Ю.А. Обоснование рациональных технологических параметров автомобильно-конвейерно-железнодорожного транспорта на карьерах Текст. : автореф. дис. . канд. техн. наук / Ин-т горного дела УрО РАН. Екатеринбург, 1999. - 19 с.
16. Кулешов, А.А. Влияние ровности карьерных дорог на эффективность эксплуатации автосамосвалов особо большой грузоподъемности Текст. / А.А. Кулешов, Н.В. Зырянов, И.В. Зырянов // Горный журнал. 1995. - №6. - С. 14-16.
17. Спиваковский, А.О. Транспортные машины и комплексы открытых горных разработок Текст. / А.О. Спиваковский, М.Г. Потапов. — М.: Недра, 1983.-383 с.
18. Хубаев, Б.Г. Особенности конструкции и перспективы развития карьерных самосвалов грузоподъемностью свыше 30 т : Обзорная информация Текст. / Б.Г. Хубаев, М.В. Твертиев. М.: НИИавтопром, 1985. - 60 с.
19. Циперфин, И.М. Карьерный автотранспорт : Справочник Текст. / И.М. Циперфин, В.Д. Штейн. М.: Недра, 1992. - 415 с.
20. Килимник, В.Г. Основные результаты реструктуризации угольной отрасли России Текст. / В.Г. Килимник, B.JI. Радионовский // Горная промышленность. -2003. №1. - С. 2-6.
21. Золотарь, И.А. Экономико-математические методы в дорожном строительстве Текст. / И.А. Золотарь. М.: Транспорт, 1974. - 248 с.
22. Анализ вариантов транспортирования руды от карьера до обогатительной фабрики в условиях АК «АЛРОСА» Текст. / А.А. Кулешов [и др.] // Горный журнал. 2003. - №6. - С. 13-17.
23. Кулешов, А.А. Экономическая оценка влияния экологического фактора при выборе оптимального типа погрузочно-транспортного комплекса Текст. / А.А. Кулешов, В.Ю. Коптев, В.Н. Павлов // ГИАБ. 2003. - №12. - С. 152-154.
24. Хныкин, И.А. Влияние параметров съездов на затраты по транспортированию при экскаваторно-автомобильном комплексе оборудования Текст. / И.А. Хныкин//ГИАБ. 2004. - №7. - С. 184-188.
25. Рыбак, А.В. Поиск путей повышения эксплуатационных характеристик автосамосвалов за счет сокращения затрат на техническое обслуживание и ремонт Текст. / А.В. Рыбак, А.В. Бондаренко // ГИАБ. 2003. - №11. - С. 127-128.
26. Монрой, Д. Проектирование системы автосамосвал — дорога Текст. / Д. Монрой // Горный журнал. 1994. - №4. - С. 20-21.
27. Рыбак, А.В. Оценка уровня повышения эксплуатационных характеристик карьерного автотранспорта за счет сокращения расходов на шины Текст. /
28. A.В. Рыбак // ГИАБ. 2003. - №11. - С. 129-130.
29. Петров, В.Ф. Особенности эксплуатации большегрузных автосамосвалов в условиях работы разреза «Нерюнгринский» ГУП «Якутуголь» Текст. /
30. B.Ф. Петров, В.М. Медведев, В.В. Кошевой // Уголь. 2000. - №10. - С. 77-80.
31. Ингл, Д.Х. Пути увеличения срока службы шин в процессе их эксплуатации Текст. / Д.Х. Ингл // Горный журнал. 1994. - №4. - С. 23-26.
32. Зырянов, И.В. Перспективы использования карьерных автосамосвалов Текст. / И.В. Зырянов // Горный журнал. 1997. - №3. - С. 43-47.
33. Рыбак, А.В. Исследование возможности повышения эксплуатационных характеристик карьерного автотранспорта за счет управления расходом горючесмазочных материалов Текст. / А.В. Рыбак // ГИАБ. 2003. - №11. - С. 131-132.
34. Смит, Д. Использование автогрейдеров для повышения производительности карьерных автосамосвалов Текст. / Д. Смит // Горный журнал. -1994. №4.-С. 22-23.
35. Руководство по проектированию и строительству временных технологических автодорог на разрезах ПО «Кемеровоуголь» Текст. / Кузнецкий филиал НИИОГР. Кемерово, 1988. - 85 с.
36. Афиногенов, О.П. Теоретические основы обеспечения долговечности жестких одежд автомобильных дорог горнодобывающих предприятий Текст. / О.П. Афиногенов, В.В. Иванов. — Кемерово: Кузбассвузиздат, 2001. 174 с.
37. СНиП 2.05.02-85*. Автомобильные дороги Текст. М.: ЦИТП Госстроя России, 2004. - 56 с.
38. СНиП 2.05.07-91*. Промышленный транспорт Текст. М.: Минстрой России, 1996. - 112 с.
39. Справочная энциклопедия дорожника (СЭД). В 5 т. Т. 4. Дорожная наука Текст. / А.П. Васильев [и др.]. -М.: Информавтодор, 2006. 393 с.
40. Справочная энциклопедия дорожника (СЭД). В 5 т. Т. 1. Строительство и реконструкция автомобильных дорог Текст. / А.П. Васильев [и др.]. М.: Инфоравтодор, 2005. — 646 с.
41. Типовые инструкции, изделия и узлы зданий и сооружений. Серия 3.503.9-79. Дорожные одежды автомобильных дорог промышленных предприятий. Выпуск 0. Материалы для проектирования Текст. М.: Промтранснии-проект, 1986.- 123 с.
42. Красноштанов, Р.Ф. Технологический транспорт на карьерах Текст. / Р.Ф. Красноштанов, И.В. Зырянов // Горный журнал. 1994. - №9. - С. 30-33.
43. Еремеев, В.И. Скорость движения автосамосвалов по карьерным дорогам Текст. / В.И. Еремеев, В.В. Забелин, В.В. Шурыгин // Горный журнал. — 1995.-№4.-С. 51-52.
44. Анализ состояния технологических автодорог и условий их строительства на разрезах Кузбасса: отчет о НИР (промежуточный) Текст. / Кузнецкий филиал НИИОГР. Кемерово, 1987. - 163 с.
45. СНиП 3.06.03-85. Автомобильные дороги Текст. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985,- 112 с.
46. ГОСТ 25607-94*. Смеси щебеночно-гравийно-песчаные для покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия Текст. — М.: Изд-во стандартов, 1995. — 13 с.
47. Смирнов, В.П. Строительство и эксплуатация технологических авто-' дорог на Михайловском ГОКе Текст. / В.П. Смирнов, B.C. Торов // Горный журнал. 1989. - №9. - С. 23-25.
48. Васильев, М.В. Строительство карьерных автомобильных дорог Текст. / М.В. Васильев, В.П. Смирнов, B.C. Торов. — М.: Черметинформация, серия I, вып. 3, 1975. — 45 с.
49. Автомобильные дороги: Одежды из местных материалов: учеб. пособие для вузов Текст. / А.К. Славуцкий [и др.]. — 3-е изд., перераб. и доп. М.: Транспорт, 1987.-255 с.
50. Справочная энциклопедия дорожника (СЭД). В 5 т. Т. 2. Ремонт и содержание автомобильных дорог Текст. / А.П. Васильев [и др.]. М.: Инфор-мавтодор, 2004. - 507 с.
51. Малеванский, В.В. Дорожные основания и покрытия из малопрочных известняков Текст. / В.В. Малеванский. — М.: Транспорт, 1971. — 93 с.
52. Некрасов, В.К. Местные каменные материалы, их улучшение и применение Текст. / В.К. Некрасов. -М.: Высш. школа, 1964. 57 с.
53. Юмашев, В.М. Применение малопрочных каменных материалов Текст. / В.М. Юмашев, К. Туренк // Автомобильные дороги. 1990. - №7. - С. 17-18.
54. Бабков, В.Ф. Автомобильные дороги : учебник для вузов Текст. / В.Ф. Бабков. 3-е изд. перераб. и доп. — М.: Транспорт, 1983. - 280 с.
55. Васильев, М.В. Строительство карьерных автомобильных дорог Текст. / Васильев М.В., Смирнов В.П., Торов B.C.; под общ. ред. М.В. Васильева. М.: Черметинформация, серия I, вып. 3, 1975. - 152 с.
56. Гаравский, А.О. Критерии эффективности использования карьерного автотранспорта Текст. / А.О. Гаравский, И.Ф. Бондарев // Горная промышленность. 2002. - №6. - С. 47-48.
57. Апестин, В.К. Обеспечение сохранности автомобильных дорог при воздействии транспортных средств Текст. / В.К. Апестин [и др.] // Автомобильные дороги : Обзорн. информ. — М.: Информавтодор, 2001. №3 — 69 с.
58. Апестин, В.К. Определение величины компенсации ущерба, наносимого тяжеловесными автотранспортными средствами нежестким дорожным одеждам Текст. / В.К. Апестин, А.И. Дудаков, A.M. Стрижевский // Тр. М.: ГП Росдорнии, 2001. - №10. - 74 с.
59. Головачев, Е. Об устройстве земских дорог и отношении их к железным путям для развития производительности России Текст. / Е. Головачев. -Киев: Тип. Давиденко, 1870. 392 с.
60. Автомобильные дороги: Одежды из местных материалов: учеб. пособие для вузов Текст. / А.К. Славуцкий [и др.]. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1987.-255 с.
61. Климашев, Ф.С. Строительство дорожных оснований из крупного щебня пониженной прочности Текст. / Ф.С. Климашов, Б.И. Курденков, В.К. Некрасов; под общ. ред. Ф.С. Климашова. -М.: Автотрансиздат, 1961. 137 с.
62. Некрасов, В.К. Местные каменные материалы, их улучшение и применение Текст. / В.К. Некрасов. — М.: Высш. школа, 1966. 118 с.
63. Юмашев, В.М. Влияние физико-механических свойств каменных материалов на коэффициент трения (сцепления) покрытий Текст. / В.М. Юмашев //
64. Улучшение качества минеральных материалов при их производстве; способы укрепления каменных материалов / Труды Союздорнии. 1972. - №53. — С. 3-20.
65. Юмашев, В.М. Шлифуемость каменных материалов Текст. / В.М. Юмашев // Автомобильные дороги. — 1978. №7. - С. 24-26.
66. Юмашев, В.М. Советские и французские методы испытания каменных материалов Текст. / В.М. Юмашев, Г.В. Сидоров, К. Туренк // Автомобильные дороги. 1990. - №6. - С. 18-19.
67. Руководство по строительству оснований и покрытий автомобильных дорог из щебеночных и гравийных материалов Текст. М.: Союздорнии, 1999.-88 с.
68. Иванов, Н.Н. Дорожное почвоведение и механика грунтов Текст. / Н.Н. Иванов, В.В. Охотин. JL: Гострансиздат, 1934. - 387 с.
69. Иванов, Н.Н. Технический прогресс и его перспективы в отношении расчета дорожных одежд Тескт. / Н.Н. Иванов // Тр. МАДИ. 1972. — №44. -С. 4-8.
70. Иванов, Н.Н. Исследование упругого прогиба и радиуса кривизны при многократном действии кратковременной нагрузки Текст. / Н.Н. Иванов, В.А. Лейвак, Ю.М. Яковлев // Тр. МАДИ. 1974. - №84. - С. 38-45.
71. Иванов, Н.Н. Усилие нежестких дорожных одежд Текст. / Н.Н. Иванов, Ю.М. Яковлев, В.А. Лейвак // Материалы VI Всесоюзного совещания по основным направлениям в дорожном строительстве. 1976. -№8. - С. 56-60.
72. Строительство автомобильных дорог; ч. 1. Текст. / Н.Н. Иванов [и др.]. М.: Автотрансиздат, 1963. - 516 с.
73. Дорожные одежды из местных материалов Текст. / А.К. Славуцкий [и др.]. М.: Транспорт, 1977. - 264 с.
74. Славуцкий, А.К. Местные материалы в строительстве автомобильных дорог Текст. / А.К. Славуцкий. — М.: Высш. школа, 1961. 122 с.
75. Славуцкий, А.К. Технико-экономическое обоснование начертания и строительства сети сельскохозяйственных дорог Текст. / А.К. Славуцкий. М.: Транспорт, 1966. - 84 с.
76. Крутецкий, Е.В. Дороги и мосты Текст. / Е.В. Крутецкий, Н.И. Поливанов, А.К. Славуцкий. М.: Изд-во МКХ РСФСР, 1957. - 93 с.
77. Славуцкий, А.К. Проектирование, строительство, содержание и ремонт сельскохозяйственных дорог Текст. / А.К. Славуцкий. — М.: Высш. школа, 1968.-568 с.
78. Славуцкий, А.К. Строительство сельских дорог Текст. / А.К. Славуцкий. -М.: Автотрансиздат, 1959. 512 с.
79. Дорожные одежды из местных материалов Текст. / А.К. Славуцкий [и др.]. — М.: Транспорт, 1965. — 604 с.
80. Славуцкий, А.К. Строительство сельскохозяйственных дорог Текст. / А.К. Славуцкий. М.: Транспорт, 1971. - 348 с.
81. Славуцкий, А.К. Сельскохозяйственные дороги и площадки: учебник для вузов Текст. / А.К. Славуцкий, В.П. Носов. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1986. - 447 с.
82. Бируля, А.К. Дороги из местных материалов Текст. / А.К. Бируля. -М.: Автотрансиздат, 1955. 139 с.
83. Бируля, А.К. Дорожные покрытия облегченных конструкций Текст. / А.К. Бируля, С.М. Грибников. Киев: Госстройиздат УССР, 1959. - 65 с.
84. Бируля, А.К. Строительство дорожных покрытий из грунтов и грун-тощебня Текст. / А.К. Бируля, C.JI. Голованенко. Харьков: Изд-во ХГУ, 1953. -78 с.
85. Бируля, А.К. Эксплуатационные качества автомобильных дорог Текст. / А.К. Бируля, И.Я. Говорущенко, Д.В. Ермакович. М.: Автотрансиздат, 1961.-337 с.
86. Крупнообломочные грунты в дорожном строительстве Текст. / Э.М. Добров [и др.]. -М.: Транспорт, 1981. 180 с.
87. Добров, Э.М. Возведение земляного полотна из крупнообломочных грунтов Текст. / Э.М. Добров, Л.Б. Каменецкая // Автомобильные дороги. -1977. -№1.-С. 7-8.
88. Добров, Э.М. О требованиях к крупнообломочным грунтам при сооружении земляного полотна Текст. / Э.М. Добров // Тр. Союдорнии. 1970. -№43.-С. 167-182.
89. Добров, Э.М. Влияние состава крупнообломочных грунтов на их физико-механические свойства Текст. / Э.М. Добров, Л.Б. Каменецкая, Т.М. Иванова// Тр. Союздорнии. 1972. - №80. - С. 107-128.
90. Добров, Э.М. К вопросу о сдвигоустойчивости крупнообломочных грунтов Текст. / Э.М. Добров, Л.Б. Каменецкая // Автомобильные дороги. -1972. №4.-С. 7-8.
91. Добров, Э.М. Особенности геотехнических свойств крупнообломочных грунтов с неводостойким скелетом Текст. / Э.М. Добров, Л.Б. Каменецкая, Ю. Саккаев // Тр. Союздорнии. 1974. - №75. - С. 100-111.
92. Салль, А.О. Проектирование дорожных одежд со слоями из зернистых материалов Текст. / А.О. Салль, П.И. Теляев // Автомобильные дороги. 1988. - №3. — С. 18.
93. Салль, А.О. Контроль и повышение качества щебеночных оснований Текст. / А.О. Салль // Автомобильные дороги. 1976. - №1. - С. 7-8.
94. Салль, А.О. Проектирование составов плотных двухкомпонентных минеральных смесей Текст. / А.О. Салль // Новые методы переработки и применения каменных материалов и отходов промышленности в дорожном строительстве. -М.: Союздорнии, 1982. С. 26-34.
95. Исаев, B.C. Уточнение расчетного модуля упругости оснований дорожных одежд Текст. /B.C. Исаев, Н.А. Еркина // Автомобильные дороги. — 1993.-№10.-С. 15-17.
96. Радовский, Б.С. Вероятностно-геометрический подход к структуре и оценке физико-механических свойств материалов дорожной конструкции Текст.
97. Б.С. Радовский // Проблемы механики дорожно-строительных материалов и дорожных одежд. Киев: ООО «ПолиграфКонсалтинг», 2003. - С. 188-203.
98. Радовский, Б.С. Оптимизация состава асфальтобетонной смеси с помощью модели беспорядочной упаковки частиц Текст. / Б.С. Радовский // Проблемы механики дорожно-строительных материалов и дорожных одежд. — Киев: ООО «ПолиграфКонсалтинг», 2003. С. 204-211.
99. Бабушкин, Г.А. Металлические композиты (Введение в феноменологическую теорию) Текст. / Г.А. Бабушкин, В.Я. Буланов, И.А. Синицкий. — Свердловск: АН СССР. Уральский научный центр. 1987. — 312 с.
100. Радовский, Б.С. Плотность беспорядочной упаковки твердых частиц сферической формы Текст. / Б.С. Радовский // Изв. АН СССР: Механика твердого тела. 1972. - №4. - С. 193-198.
101. ГОСТ 8267-93*. Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия Текст. -М.: Изд-во стандартов, 1995. 18 с.
102. ГОСТ 8736-93*. Песок для строительных работ. Технические условия Текст. М.: Изд-во стандартов, 2001. - 7 с.
103. Ильин, Б.А. О расчете на прочность дорожных конструкций с покрытиями из малопрочных каменных материалов Текст. / Б.А. Ильин // Автомобильные дороги. 1993. - №1. - С. 24-26.
104. Грибников, С.М. Устройство дорог из мягких и очень мягких известняков УССР Текст. / С.М. Грибников. Киев: Главдорупр. УССР, 1940. - 37 с.
105. Зелейщиков, М.А. Слабые каменные материалы в дорожном строительстве Текст. / М.А. Зелейщиков. -М.: Дориздат, 1936. 53 с.
106. Долгов, А.Н. Улучшение свойств грунтощебеночных смесей Текст. / А.Н. Долгов // Тр. МАДИ. 1958. - №22. - С. 7-13.
107. Mogami Т. A statistical theory of mechanics of granular materials -Journal Faculty of Engineering, University of Tokyo, 1965, v. 28. P. 65-79.
108. Dodds Y.A. The porosity and contact points in multicomponent random sphere packings calculated by a simple statistical geometric model — Journal of Colloid and Interface Science, 1980, v. 77, N 2, P. 317-327.
109. Кандауров, И.И. Механика зернистых сред и ее применение в строительстве Текст. / И.И. Кандауров. 2-е изд., испр. и перераб. - J1.: Стройиздат, 1988.-281 с.
110. ВСЯ 7-89. Указания по строительству, ремонту и содержанию гравийных покрытий Текст. М.: Минавтодор РСФСР, 1989. - 23 с.
111. Китайгородский, А.И. Порядок и беспорядок в мире атомов Текст. / А.И. Китайгородский. М.: Наука, 1984. - 162 с.
112. Bernal J.D. The structure of liquids. Proc. Royal Soc. London, Ser A, v. 280, N1382, 1964, P. 299-322.
113. Radovskij В., Heckendorff H. Besonderheiten der deformation granulierter Medien. 5. Tagung uber Probleme und Methoden der Mathematischen Physic. H.I. Wissenschaftliche Schriftenreihe der Technischen Hochschule Karl-Marx-Stadt, 1975, P. 171-178.
114. Scott G.P. Packing of spheres. Nature, 1960, v. 188, N4754, P. 908-909.
115. Бирюков, A.B. Усреднение и смешивание дисперсных систем Текст. / А.В. Бирюков //Вестник КузГТУ. 2000. - №6. - С. 17-19.
116. Браун, С. Visual Basic 6: учебный курс Текст. / С. Браун. СПб: Питер, 2000. - 576 с.
117. Гетц, К. Программирование в Microsoft Office. Полное руководство по VBA: пер. с англ. Текст. / К. Гетц, М. Джилберт. Киев: BHV, 2000. - 768 с.
118. Васильев? А.Н. Научные вычисления в Microsoft Excel Текст. / А.Н. Васильев. М.: Вильяме, 2004. — 512 с.
119. Роман, С. Использование макросов в Excel Текст. / С. Роман. — 2-е изд. СПб.: Питер, 2004. - 507 с.
120. Информатика. Базовый курс / С.В. Симонович и др. [Текст]. СПб: Питер, 2000. - 640 с.
121. Каменные материалы и дорожные одежды Текст. — М.: Транспорт, 1977. С. 202-219. (Сб. науч. исслед. Союздорнии за 50 лет / Гос. дорож. науч.-исслед. ин-т).
122. Каменные материалы Текст. М., 1996. - С. 179-192. — (Сб. исслед. и разраб. Союздорнии за 20 лет (1976 - 1995 гг.); Юбил. вып. / Гос. дорож. науч.-исслед. ин-т).
123. Слои дорожных одежд из каменных материалов и укрепленных грунтов Текст. М., 1996. - С. 157-178. — (Сб. исслед. и разраб. Союздорнии за 20 лет (1976 - 1995 гг.) ; Юбил. вып. / Гос. дорож. науч.-исслед. ин-т).
124. Каменные материалы и слои дорожных одежд из них Текст. М., 2001. — С. 144-155. - (Сб. науч. исслед. и разраб. Союздорнии / Гос. дорож. науч.-исслед. ин-т).
125. Применение местных каменных материалов и отходов промышленности для строительства оснований дорожных одежд: сб. науч. тр. Текст. / под. ред. В.М. Юмашева. М.: Союздорнии, 1987. - 320 с.
126. Харкута, Н.Я. Прочность, устойчивость и уплотнение грунтов земляного полотна автомобильных дорог Текст. / Н.Я. Харкута, Ю.М. Васильев. -М.: Транспорт, 1975. 283 с.
127. Телегин, М.Я. Методы уплотнения дорожных насыпей Текст. / М.Я. Телегин. М.: Дориздат, 1952. - 99 с.
128. Калужский, Я.А. Уплотнение земляного полотна и дорожных одежд Текст. / Я.А. Калужский, О.Т. Батраков. М.: Транспорт, 1971. - 160 с.
129. Васильев, Ю.М. Контроль уплотнения грунтов — основа качества земляных сооружений Текст. / Ю.М. Васильев, М.П. Костельвов // Материалы IV Всесоюз. совещ. по основным направлениям науч.-техн. прогресса в дор. стр-ве / Союздорнии. М., 1976. - С. 116-120.
130. ГОСТ 22733-2002. Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности Текст. М.: ГУЛ ЦПП, 2003. - 17 с.
131. Фонарев, П.А. Методика определения показателей прочности на сдвиг сыпучих грунтов Текст. / П.А. Фонарев // Автомобильные дороги. -1984.-№11.-С. 15.
132. ГОСТ 8269.0-97*. Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний Текст. -М.: ГУП ЦПП, 2001. — 104 с.
133. ГОСТ 8735-88*. Песок для строительных работ. Методы испытаний Текст. М.: Изд-во стандартов, 2000. - 22 с.
134. ГОСТ 5180-84. Грунты. Метод лабораторного определения физиче-хких характеристик Текст. — М.: Изд-во стандартов, 1986. 24 с.
135. Оценка прочности нежестких дорожных одежд: ОДН 218.1.052-2002 Текст. / Гос. служба дор. хоз-ва (Росавтодор) Минтранса России. М.: Инфор-мавтодор, 2003. - 65 с.
136. Колчанов, А.Г. О требуемой прочности дорожных конструкций для карьерных автосамосвалов Текст. / А.Г. Колчанов // Горный журнал. — 1987. -№6. -С. 16-18.
137. Карчихин, В.В. Контроль величины динамической нагрузки при полевых испытаниях дорожных одежд Текст. / В.В. Карчихин, С.С. Коновалов // Автомобильные дороги. 1995. - №1-2. - С. 21-23.
138. Радовский, Б.С. Проектирование дорожных одежд для движения большегрузных автомобилей Текст. / Б.С. Радовский, А.С. Супрун, И.И. Казаков; под общ. ред. Б.С. Радовского. Киев: Будивэльнык, 1989. - 168 с.
139. ГОСТ 30416-96. Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения Текст. М.: ГУП ЦПП, 1996. - 38 с.
140. Цытович, Н.А. Механика грунтов: краткий курс Текст. / Н.А. Цыто-вич. М.: Высш. школа, 1979. - 272 с.
141. Бартоломей, А.А. Механика грунтов: учеб. пособие Текст. / А.А. Бартоломей. М.: Изд-во ABC, 2004. - 304 с.
142. Ухов, С.Б. Механика грунтов, основания и фундаменты: учебник для вузов Текст. / С.Б. Ухов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во АБС, 2002. -565 с.
143. Швецов, Г.И. Инженерная геология, механика грунтов, основания и фундаменты: учебник для вузов Текст. / Г.И. Швецов. — 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Высш. школа, 1997. -319 с.
144. Шаламанов, В.А. Механика грунтов: текст лекций Текст. / В.А. Ша-ламанов [и др.]; ГУ КузГТУ. Кемерово, 2004. - 112 с.
145. Далматов, Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты (включая специальный курс инженерной геологии) Текст. / Б.И. Даламатов. 2-е изд., перераб. и доп. - JL: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1988. - 415 с.
146. Бабков, В.Ф. Основы грунтоведения и механики грунтов: учеб. пособие для автомоб.-дор. спец. вузов Текст. / В.Ф. Бабков, В.М. Безрук. .- 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Высш. школа, 1986. 239 с.
147. Малышев, М.В. Механика грунтов (в вопросах и ответах): учеб. пособие Текст. / М.В. Малышев, Г.Г. Болдырев. М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2004. — 328 с.
148. Гороховский, В.М. Механика грунтов Текст. / В.М. Гороховский. — Ростов-на-Дону: Изд-во Ростовского университета, 1988. 160 с.
149. Черкасов, И.И. Механические свойства грунтов в дорожном строительстве Текст. / И.И. Черкасов. — М.: Транспорт, 1976. 247 с.
150. Соболевский, Ю.А. Механика грунтов: учеб. пособие для вузов Текст. / Ю.А. Соболевский. Минск: Высш. школа, 1986. - 176 с.
151. Лысенко, М.П. Состав и физико-механические свойства грунтов Текст. / М.П. Лысенко. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1980. - 272 с.
152. Лужецкий, А.Н. Исследование методов определения сопротивляемости сдвигу оползневых накоплений Южного берега Крыма Текст. / А.Н. Лужецкий // Вопросы гидрогеологии и инженерной геологии Украины: сб. науч. тр. Вып. 2. - М.: Недра, 1969. - 168 с.
153. Минервина, Е.Е. Некоторые результаты исследования сдвигу грунтов земляной плотины Перепадной НЭС-1 Ингурского каскада Текст. / Е.Е. Минервина, В.М. Стражевский // Изв. ТНИСГЭИ. 1961. - Т.15. - С. 178-183.
154. Тулинов, Р.Г. Методика исследования физико-механических свойств обломочно-глинистых грунтов Текст. / Р.Г. Тулинов // Материалы к науч.-техн. конференции ПНИИИСа. М., 1968. - С. 244-247.
155. Шеко, А.И. Основные вопросы инженерно-геологической оценки оползневых склонов Южного берега Крыма Текст. : автореф. дис. . канд. геолого-минералогических наук. — М., 1958. — 16 с.
156. Симагин, В.Г. Влияние климатических факторов на устойчивость насыпей Текст. / В.Г. Симагин // Краткое содержание докладов на XXVII науч. конференции профессорско-преподавательского состава / ЛИСИ. Л., 1969. - С 18-21.
157. Методика оценки прочности и сжимаемости крупнообломочных грунтов с пылеватым и глинистым заполнителем и пылеватых и глинистых грунтов с крупнообломочными включениями Текст. / ДальНИИС. М.: Стройиздат, 1989. - 24 с.
158. Васильев, М.В. Автомобильный транспорт карьеров Текст. / М.В. Васильев, З.Л. Сироткин, В.П. Смирнов. -М.: Недра, 1973. — 280 с.
159. Еремеев, В.И. Скорость движения автосамосвалов по карьерным дорогам Текст. / В.И. Еремеев, В.В. Забелин, В.В. Шурыгин // Горный журнал. -1995.-№4.-С. 51-52.
160. ПБ 03-498-02. Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом Текст. — М.: Госгортех-надзор России, 2003. 60 с.
161. Бабков, В.Ф. Автомобильные дороги: учебник для вузов Текст. / В.Ф. Бабков. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1983. - 280 с.
162. Афиногенов, О.П. Проектирование нежестких дорожных одежд Текст. / О.П. Афиногенов. Кемерово: Кузбассвузиздат, 2004. - 130 с.
163. Сильянов, В.В. Транспортно-эксплуатационные качества автомобильных дорог Текст. / В.В. Сильянов. М.: Транспорт, 1984. - 287 с.
164. Афиногенов, О.П. Обеспечение эффективности жестких одежд карьерных автомобильных дорог Текст. / О.П. Афиногенов. — Кемерово: Кузбассвузиздат, 1998. 120 с.
165. Бусел, Б.У. Алгоритм и устройство управления движением карьерного самосвала Текст. / Б.У. Бусел, В.И. Мелеш // Автомобильная промышленность. 1993. - №3. - С. 9-11.
166. Территориальный сборник сметных цен на перевозку грузов для строительства и капитального ремонта зданий и сооружений в Кемеровской области. Часть 1. Автомобильные перевозки Текст. — Кемерово, 2001. — 31 с.
167. МДС 81-35.2004. Методика определения стоимости строительной продукции на территории Российской Федерации Текст. — М.: Госстрой России, 2004. 35 с.
168. ТЕР-81-02-27-2001. Территориальные единичные расценки на строительные работы по Кемеровской области. Сборник 27. Автомобильные дороги. Часть 1 Текст. Кемерово, 2001. — 95 с.
169. ТЕР-81-02-01-2001. Территориальные единичные расценки на строительные работы по Кемеровской области. Сборник 1. Земляные работы Текст. -Кемерово, 2001.- 145 с.
170. МДС 81-4.99. Методика определения величины накладных расходов Текст. М.: Госстрой России, 2004. - 23 с.
171. МДС 81-25.2001. Методика определения величины сметной прибыли Текст. М.: Госстрой России, 2001. — 10 с.
172. Дьяконов, В.П. MathCAD 8 PRO в математике, физике и Internet Текст. / В.П. Дьяконов, И.В. Абраменкова. М.: Нолидж, 2000. - 512 с.
173. Очков, В.Ф. MathCAD PLUS 6.0 PRO Текст. / В.Ф. Очков. М.: СК-ПРЕСС, 1997.-336 с.
174. Рыжов, П.А. Математическая статистика в горном деле : учеб. пособие для вузов спец. «Маркшейдерское дело» Текст. / П.А. Рыжов. М.: Высш. школа, 1973.-287 с.
175. Румшинский, JI.3. Математическая обработка результатов эксперимента Текст. / JI.3. Румшинский. М.: Наука, 1971. - 192 с.
176. Сухов, А.Н. Математическая обработка результатов измерений Текст. / А.Н. Сухов. М.: МИСИ им. В.В. Куйбышева, 1982. - 89 с.
177. Штефан, И.А. Математические методы обработки экспериментальных данных: учеб. пособие Текст. / И.А. Штефан, В.В. Штефан; ГУ КузГТУ. — Кемерово: Кузбассвузиздат, 2003. — 123 с.
178. Ушаков, В.В. Транспортно-эксплуатационное состояние автомобильных дорог в регионах с суровыми природно-климатическими условиями Текст. /
179. В.В. Ушаков, А.В. Вишневский // Вестник Читинской орг. научно-техн. об-ва строителей / Читинский гос. техн. ун-т. Чита, 1997. - Вып. 1. — С. 118-122.
180. Ушаков, В.В. Повышение эффективности проектирования и строительства автомобильных дорог горнодобывающих предприятий Текст. Чита: «Забтранс», 1994. - 162 с.
181. Замышляев, В.Ф. Эксплуатация и ремонт карьерного оборудования Текст. / В.Ф. Замышляев, В.И. Русихин, Е.Е. Шешко. М.: Недра, 1992. - 415 с.
182. Афиногенов, О.П. Физико-технические предпосылки применения цементобетонных покрытий для карьерных дорог Текст. // Обеспечение качества автомобильных дорог в условиях Сибири: Сб. науч. тр. / Кузбасский гос. техн. ун-т. Кемерово, 1997. - С. 94-104.
183. Орловский, B.C. Устойчивость неукрепленных слоев дорожной одежды Текст. / B.C. Орловский // Автомобильные дороги. 1995. - №1-2. - С. 17-18.
184. Бабков, В.Ф. Проектирование автомобильных дорог. 4.1. Текст.-/ В.Ф. Бабков, О.В. Андреев. -М.: Транспорт, 1987. 368 с.
185. Васильев, М.В. Оценка величины сцепления колес автомобиля с покрытием карьерных автодорог Текст. / М.В. Васильев, В.П. Смирнов, Э.В. Горшков // Шахтный и карьерный транспорт. Вып. 2 / Под ред. А.О. Спиваков-ского. М.: Недра, 1975. - С. 211 -216.
186. Проектирование нежестких дорожных одежд. ОДН 218.046-01 Текст. -М.: Информавтодор, 2001. — 143 с.
187. СНиП IV-4-82. Сборник средних районных сметных цен на материалы, изделия и конструкции. Ч. IV. Местные материалы Текст. — М.: Стройиз-дат, 1984.-167 с.
188. Платонов, Г.А. Сметы в дорожном строительстве: учеб. для автомобильно-дорожных техникумов. 3-е изд., перераб. и доп. Текст. М.: Транспорт, 1985. - 256 с.
189. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация Текст. М.: Минстрой России, 1995.-24 с.
190. Лидин, Г.Д. Горное дело: Терминологический словарь Текст. / Г.Д. Лидин [и др.]. 4-е изд., перераб. и доп. -М.: Недра, 1990. - 694 с.
191. Королев, И.В. Пути экономии битума в дорожном строительстве Текст. М.: Транспорт, 1986. - 149 с.
192. Шаламанов, В.А. Экспериментально-теоретические основы совершенствования методов прогнозирования прочностных свойств горных пород Кузбасса Текст. : дис. . д-ра техн. наук / КузГТУ. Кемерово, 1996. — 306 с.
193. Штумпф, Г.Г. Физико-технические свойства горных пород и углей Кузнецкого бассейна Текст.: Справочник. / Г.Г. Штумпф [и др.]. М.: Недра, 1994.-447 с.
194. Гридин, В.Г. Современное состояние и проблемы развития ТЭК Кузбасса Текст. // Уголь. №4. - 2007. - С. 22-24.
195. Ржевский, В.В. Карьерные рудоспуски Текст. / В.В. Ржевский [и др.]. М.: Недра, 1969. - 208 с.
196. Ржевский, В.В. Опыт применения новых способов вторичного дробления горных пород Текст. / В.В. Ржевский [и др.]. М.: ЦИТИ угля, 1964. — 39 с.
197. Ржевский, В.В. Основы физики горных пород: Учеб. для горн. спец. вузов Текст. / В.В. Ржевский. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1984. - 359 с.
198. Ржевский, В.В. Проблемы горной промышленности и комплекса горных наук Текст. / В.В. Ржевский. М.: Ладья, 1991. - 243 с.
199. Мельников, Н.В. Краткий справочник по открытым горным работам Текст. / Н.В. Мельников. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1982. - 414 с.
200. Мельников, Н.В. Новые решения в технике и технологии добычи угля открытым способом Текст. / Н.В. Мельников [и др.]; Под ред. Н.В. Мельникова. М.: Недра, 1976. - 424 с.
201. Мельников, Н.В. Открытая разработка месторождений Текст. / Н.В. Мельников. М.: Наука, 1985. - 279 с.
202. Мельников, Н.В. Теория и практика открытых разработок Текст. / Н.В. Мельников [и др.]; Под общ. ред. Н.В. Мельникова. М.: Недра, 1973. — 636 с.
203. Паначев, И.А. Особенности открытой добычи и переработки углей сложноструктурных месторождений Кузбасса Текст. / И.А. Паначев [и др.]. — Кемерово: Кузбассвузиздат, 1997. 220 с.
204. Повышение надежности автомобильных дорог Текст. / Под ред. И.А. Золотаря. -М.: Транспорт, 1997. — 183 с.
205. Слободчиков, Ю.В. Условия эксплуатации и надежность работы автомобильных дорог Текст. / Ю.В. Слободчиков. -М.: Транспорт, 1987. 128 с.
206. Шабаев, С.Н. Некоторые вопросы решения задачи о проектировании оптимального гранулометрического состава Текст. / С.Н. Шабаев // Вестник КузГТУ. 2005. - №4. - С. 94-96.
207. Шаламанов, В.А. Оценка экономической эффективности при проведении мероприятий по улучшению качества покрытий карьерных автомобильных дорог Текст. / В.А. Шаламанов, С.Н. Шабаев, Н.В. Крупина // Вестник КузГТУ. №3. - 2007. - С. 54-55.
208. Шабаев, С.Н. Улучшение свойств раздробленных вскрышных пород за счет оптимизации их гранулометрического состава Текст. / С.Н. Шабаев // Вестник КузГТУ. № 5. - 2008. - С. 93-95.
209. Шабаев, С.Н. Обоснование конструкций дорожных одежд карьерных автодорог с покрытием из раздробленных вскрышных пород рационального гранулометрического состава Текст. / С.Н. Шабаев // Вестник КузГТУ. № 5. — 2008. - С. 95-97.
210. Шабаев, С.Н. Улучшение физико-механических характеристик грунтов за счет оптимизации их гранулометрического состава Текст. / С.Н. Шабаев // Вестник ТГАСУ. № 4. - 2008. - С. 182-186.
- Шабаев, Сергей Николаевич
- кандидата технических наук
- Кемерово, 2009
- ВАК 25.00.20
- Обоснование параметров технологии взрывного перемещения вскрышных пород на угольных карьерах Вьетнама
- Геоэкологическое обоснование технологии фильтрационной очистки карьерных вод в массивах вскрышных пород
- Обоснование параметров технологии отработки вскрышных пород высокими уступами при транспортной системе разработки на угольных разрезах
- Обоснование параметров гидровскрышных работ угольных разрезов с извлечением песка и гравия из гидросмеси
- Обоснование рациональных технологических параметров производства вскрышных работ обратными гидравлическими лопатами на разрезах Кузбасса