Обоснование надежности технологических схем строительства и эксплуатации тоннелей

Кудрявцев, Андрей Васильевич

Автореферат диссертации по теме "Обоснование надежности технологических схем строительства и эксплуатации тоннелей"

На правах рукописи

КУДРЯВЦЕВ АНДРЕЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

ОБОСНОВАНИЕ НАДЕЖНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ТОННЕЛЕЙ (на примере ж/д тоннелей трасс Абакан-Тайшет и Абакан-Междуреченск)

Специальность 25.00.22 «Геотехнология» (подземная, открытая, строительная)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003469861

Красноярск - 2009

003469861

Работа выполнена в Институте горного дела, геологии и геотехнологий ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»

Научный руководитель кандидат технических наук, профессор

Вохмин Сергей Антонович

Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки РФ

доктор технических наук, профессор Першин Владимир Викторович

Заслуженный деятель науки РФ доктор технических наук, профессор Воронов Евгений Тимофеевич

Ведущая организация ОАО «Красноярскметропроект»

Защита состоится «26» июня 2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.299.01 при Читинском государственном университете по адресу: г. Чита, ул. Александро-Заводская, 30, зал заседаний ученого совета

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, подписанные и заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 672039 г. Чита, ул. Александро-Заводская, 30, ЧитГУ, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.299.01

Факс: (3022) 41-64-44; Web-server: vyww.chitgu.ru; e-mail: root@chitgu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Читинского государственного университета

Автореферат диссертации разослан « 25» мая 2009 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

канд. геол.-минерал. наук

Н.П. Котова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Дальнейшее освоение природных богатств Сибири и Дальнего Востока потребует строительства новых и реконструкции действующих тоннелей в сложных климатических и природно-геологических условиях. Практика показывает, что обделки большинства тоннелей железнодорожных трасс Абакан - Тайшет и Абакан - Междуреченск, возведенных в шестидесятых - семидесятых годах прошлого столетия, претерпели значительные изменения и на отдельных участках разрушились. Эти участки в сумме достигают 60-90 % общей длины тоннеля. Кроме того, произошла деформация обделки, при этом величина смешения стен тоннелей изменяется от 20 до 70 мм относительно проектного положения. Характер и объемы нарушений зависят от целого комплекса неблагоприятных факторов: горного давления, наличия напорных агрессивных вод, значительного и резкого перепада температур, промерзания обделки и окружающих пород, а также нарушения технологии возведения постоянной крепи в процессе строительства тоннелей. Необходимо количественно оценить степень влияния каждого из названных факторов на уровень готовности и эффективность эксплуатации тоннелей.

Важной задачей является определение структуры и надёжности технологического процесса не только строительства, но и поддержания тоннелей в рабочем состоянии. Большое влияние на эффективность эксплуатации тоннелей оказывает качество выполнения работ в процессе возведения транспортной выработки. Реальные технологические системы строительства тоннелей функционируют в условиях большого количества случайных факторов, источниками которых являются в основном воздействия внешней среды, что приводит к нарушению ритмичности строительного цикла, снижению производительности технологического оборудования, эффективности и качества строительства в целом. Оценка качества выполнения работ и влияния внешних факторов на эксплуатационные возможности тоннелей осуществима только на основе анализа фактического состояния сооружения по прошествии длительного времени. Однако до настоящего времени вопросы обеспечения надёжности технологических схем при строительстве и эксплуатации тоннелей исследованы недостаточно полно.

В этой связи разработка методических рекомендаций для комплексной количественной оценки надежности технологических процессов и схем строительства тоннелей является актуальной научной и практической задачей, имеющей важное значение при сооружении и эксплуатации тоннелей в сложных горно-технологических и климатических условиях.

Цель работы - разработать научно-методические положения, обеспечивающие возможность количественно оценить степень влияния различных факторов на уровень готовности и эффективность эксплуатации тоннелей.

Идея работы заключается в оценке внешних факторов и технологических схем строительства тоннелей с позиций надежности функционирования их в процессе проходки и эксплуатации.

Задачи исследований:

1. Выполнить анализ и разработать методические рекомендации для количественной оценки показателя надежности технологических процессов и схем строительства подземных транспортных сооружений, учитывающего особенности проходки и эксплуатации тоннелей в сложных природно-климатических условиях.

2. Разработать методические положения для количественной оценки величины смещения контура выработки от действия различных горнотехнических и климатических факторов при строительстве и эксплуатации транспортных тоннелей и установить степень влияния этих факторов на надежность производственных процессов строительства подземных сооружений.

3. Разработать методику и обосновать тип и параметры временной крепи при строительстве и эксплуатации тоннеля в зависимости от условий применения, назначения и срока службы выработки.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Надежность технологии строительства тоннелей обусловлена вероятностным характером работ при сооружении транспортной выработки с учетом структуры процессов и взаимосвязи отдельных элементов производственного цикла, а количественной оценкой служит коэффициент готовности технологической схемы, учитывающий все наиболее выявленные значимые факторы.

2. Безотказное состояние транспортного сооружения определяется исходя из смещения контура обделки в зависимости от глубины заложения выработки, крепости и трещиноватости пород, влажности окружающего массива с учетом морозобойного фактора в условиях отрицательных температур.

3. Эффективная и безопасная работа тоннелей достигается применением оптимальных типа, размеров и уровня надежности временной крепи и постоянной обделки, определяемых по разработанным методикам в зависимости от прочностных свойств вмещающих пород, конструктивных параметров, назначения, срока службы с учетом затрат на строительство и эксплуатацию транспортной выработки.

Научная новизна результатов исследований:

1. Строительство подземных горных выработок представлено как сложная производственная система, в оценке эффективности эксплуатации которой учтен фактор надёжности технологических процессов и операций при строительстве тоннелей.

2. Впервые установлены и применены аналитические зависимости для расчета коэффициентов готовности отдельных процессов строительства тоннелей с учетом состава и последовательности выполнения, интенсивности отказов и восстановления производственных операций.

3. Усовершенствована методика определения смещений окружающих пород от действия различных факторов применительно к тоннелям с учетом глубины их расположения, крепости, трещиноватости и степени обводненности пород, а также отставания крепи от забоя.

4. Разработаны:

- методика определения параметров и оценки влияния морозо-бойных трещин на устойчивость и надежность тоннеля в зависимости от их интенсивности, прочности вмещающих пород и материала обделки, длины и времени восстановления нарушенного участка транспортной выработки;

- методика расчета параметров анкерной, набрызгбетонной и комбинированной анкер-бетонной крепи в зависимости от степени нарушенное™ и крепости горных пород, глубины проведения и ширины выработки, прочностных свойств, формы и состава материала временной крепи;

- экономико-математическая модель строительства и эксплуатации тоннелей в различных горно-геологических и горнотехнических условиях с учетом фактора надежности транспортной выработки.

5. Определены оптимальные значения уровня надежности тоннелей в зависимости от их назначения (транспортные Р=0,9-0,95; дренажные штольни и каптажные скважины Р=0,7-0,8; опережающие штольни Р=0,5-0,6), вида крепи и срока службы (для временной крепи при сроке службы 3 года Р=0,58; для обделки при сроке службы 50 лет и более Р=0,82).

Методы исследований. В работе использован комплекс методов исследований, включающий: анализ литературных источников и практики строительства тоннелей, промышленные эксперименты и натурные наблюдения, статистический анализ и математическое моделирование на ПК, технико-экономический анализ.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается использованием при аналитических исследованиях методов теории надежности и математической статистики при обработке на ПК большого объема хронометражных наблюдений, разработкой рекомендаций по подготовке исходных данных к расчету, корректным технико-экономическим анализом, апробацией разработанных положений в ведущих научно-исследовательских и проектных институтах.

Практическое значение работы заключается в том, что она позволяет:

- комплексно решить производственную задачу выбора оптимальной технологии, обеспечивающей надежное выполнение установленных заданий всеми производственными процессами строительства тоннелей;

- учитывать реальный характер изменчивости основных природных и технологических, факторов в т.ч. времени на основе теоретического метода расчета надежности подземных сооружений;

- представление строительства и эксплуатации тоннеля как «единая сложная производственная система», применение разработанных методик и рекомендаций, учет фактора надежности при обосновании типа параметров крепи, экономико-математическое моделирование повышает качество рабочего проектирования и оптимизирует затраты на сооружение и эксплуатацию тоннелей различного назначения и срока службы в конкретных горно-геологических и горнотехнических условиях.

Реализация работы. Полученные результаты исследований нашли применение на предприятиях ООО «Красноярскинжиниринг» и ООО «Красноярскметропроект», а также в качестве методического обеспечения в ходе организации учебного процесса при подготовке горных инженеров по специальности «Шахтное и подземное строительство» ФГОУ ВПО Сибирский федеральный университет. Использование результатов работы позволило повысить качество принятия решений в практике технологического проектирования и оперативного руководства на строительстве и реконструкции подземных горных выработок, получить экономический эффект, подтвержденный актами внедрения, в размере 150,0 руб. в год на 1 м выработки по ООО «Красноярскинжиниринг» и 650,0 тыс. руб. на один тоннель протяженностью более 1,5 км по ООО «Красноярскметропроект».

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на научном симпозиуме «Неделя горняка» (2007 - 2008 гг., Москва, МГГУ), на краевых, республиканских и международных научно-практических конференциях г. Красноярск (2000 - 2007 гг.), на научных семинарах кафедры «Шахтное и подземное строительство» ФГОУ ВПО Сибирский федеральный университет (2000 - 2007 гг.) и «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» Читинского государственного университета (2009 г.) и получили положительную оценку.

Личный вклад автора состоит:

- в установлении аналитической зависимости для расчета коэффициентов готовности отдельных процессов строительства тоннелей с учетом состава и последовательности выполнения, интенсивности отказов и восстановления производственных операций;

- в разработке методики определения смещений окружающих пород от действия различных факторов, включая глубину расположения тоннеля, крепость, трещиноватость и степень обводненности пород, а также отставание крепи от забоя;

- в определении характера влияния морозобойных трещин на устойчивость обделки и надежность тоннеля в целом;

- в разработке методики расчета параметров временной крепи в зависимости от горно-геологических и горнотехнических факторов, назначения, срока службы и надежности выработки.

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 13 печатных работах, в т.ч. 1 в издании, рекомендованном ВАК РФ.

Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 155 страницах машинописного текста, содержит 51 рисунок, 42 таблицы, список литературы из 112 наименований.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю диссертационной работы профессору С.А. Вохмину и сотрудникам кафедры «Шахтное и подземное строительство» ФГОУ ВПО ИГДГиГ Сибирского федерального университета за советы и реальную помощь при выполнении работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В диссертационной работе изучены опыт строительства и эксплуатации тоннелей на железнодорожных трассах Абакан — Тайшет и Абакан - Между-реченск, а также исследования по развитию теории и практики расчета обделок тоннелей и выработок большого сечения. Большой вклад в разработку теории надежности выработок и обделки внесли работы Б.З. Амусина, A.C. Бурчакова, В.М. Бусырева, B.C. Верхотурова, Л.М.Ерофеева, A.A. Картозии, Ф.И Кузьмина, М.В. Курлени, В.М. Мосткова, В.В. Першина, A.A. Перосова, Н.М.Покровского, А.Г.Протосени, Е.В.Шибаева, Я.Б. Шора и др. В них также рассмотрены вопросы устойчивости и надежности подземных сооружений. На основе обобщения и анализа результатов научных исследований установлено, что для обеспечения эффективной работы реконструируемых и строящихся тоннелей необходимо провести исследования по определению их готовности к работе в течение требуемого времени.

В имеющихся работах отсутствует оценка устойчивости транспортных тоннелей по фактору образования морозобойных трещин, а также влияния надежности отдельных производственных процессов, составляющих общую технологическую схему взведения тоннеля на ее эффективность.

Несмотря на многочисленность выполненных исследований, существующие методические разработки по определению параметров обделки тоннелей не учитывают случайный характер отдельных горнотехнических и горно-геологических факторов, определяющих значение нагрузки на обделку, не указывают путей повышения эффективности строительства и эксплуатации тоннелей, не учитывают влияния фактора морозобойного разрушения обделки тоннелей, пройденных в сложных климатических условиях; не обеспечивают достижения оптимального уровня коэффициента надежности устойчивого состояния тоннелей.

Поэтому актуальность проведения исследований по оценке устойчивости обделки тоннелей от действия ряда случайных факторов и определения общего уровня готовности транспортной системы при различных значениях надежности отдельных процессов очевидна.

Основные результаты проведенных исследований отражены в следующих защищаемых положениях.

1. Надежность технологии строительства тоннелей обусловлена вероятностным характером работ при сооружении транспортной выработки с учетом структуры процессов и взаимосвязи отдельных элементов производственного цикла, а количественной оценкой служит коэффициент готовности технологической схемы, учитывающий все наиболее значимые факторы.

Анализ состояния транспортных тоннелей, построенных в 60- 70-х годах прошлого столетия, свидетельствует о том, что эффективность использования подземных сооружений можно обеспечить лишь за счет устойчивости обделки и своевременном проведении ремонтно-восстановительных работ.

В ходе проведенных в 1998 - 2005 гг. регулярных осмотров за состоянием тоннелей вьивлен ряд нарушений обделки в виде вывалов, каверн, тре-

щин, участков выщелачивания, наледей. Нарушения распределены по поверхности тоннеля беспорядочно, участки нарушенной обделки составляют в сумме до 70 - 90 % от общей длины тоннеля.

Строительство подземных транспортных сооружений (ПТС) и выработок большого сечения обладает своими особенностями технологической системы - многооперационность, цикличность, постоянное перемещение рабочего места и средств производства, взаимозависимость между процессами, применение высокопроизводительного оборудования. В работе рассмотрено структурообразование надежности технологических систем строительства тоннелей и вспомогательных горных выработок и дана количественная оценка эксплуатационной надежности проходческих комплексов.

Производственный процесс строительства подземных сооружений может быть представлен в виде структурной схемы с четырьмя уровнями, на каждом из которых выполняются определенные технологические функции, производственные и рабочие процессы и операции.

. На первом уровне технологические функции производственно - технологической системы транспортная выработка (ТВ) связаны с оценкой надежности выполнения поставленной задачи, состоящей в обеспечении строительства в заданном объеме.

Технологические функции системы ТВ на втором уровне связаны с решением задачи определения производительности проходческих и крепежных работ с учетом надежности рабочих процессов, обделки и забутовки, стоимостных и трудовых затрат на сооружение и эксплуатацию тоннеля. Третий уровень производственно-технической системы ТВ связан с выделением в самостоятельные подсистемы рабочих процессов с агрегированными в них операциями, составляющими технологические схемы проходческих, работ по возведению временной крепи и обделки. Четвертый уровень иерархии ПТС ТВ образуют технологические операции, в которых агрегированы элементарные рабочие акты.

В основу анализа технологических систем сооружения транспортных выработок положены технологические схемы строительства и реконструкции тоннелей на железнодорожной трассе Тайшет - Абакан - Междуреченск. Статистический анализ фактических данных позволил установить законы распределения времени безотказной работы ДЧН) (вероятность безотказной работы) и времени восстановления )Г(1В) (вероятность продолжительности отказа) и построить математическую модель, отражающую изменение надежности процессов строительства тоннелей во времени.

Оценка точности и достоверности характеристик надежности процессов показывает, что при проведении выработок продолжительность хроно-метражных наблюдений в течение 20 - 30 смен является достаточной для получения оценок с точностью ± 10-15 % при надежности а = 0,85- 0,9.

В результате обработки опытно-статистических данных остановок и перерывов при раскрытии забоя установлено, что длительность работоспособного состояния процесса и время его восстановления достаточно хорошо аппроксимируются законами экспоненциальным и Вейбула с плотностью распределения:

для переносного бурового оборудования ад = ехр(-0,0121 х I);

для буровых кареток СБУ-2М и СБУ-2П, Кауо-ОгШ

= 0,0166 х ехр(- 0,0166 х 10; При работе погрузочно-доставочных машин в забое: Г(СМ) = 0,0898 х (0,0724 х 1)0'20 х ехр[-(0,0724 х 1)1,20].

(3)

(2)

Величина коэффициента согласия Колмогорова для установленных зависимостей составила 0,8 - 1,0.

Процесс поддержания выработки, связанный с ремонтом обделки, рассматривается как процесс замены со случайным характером выхода из строя крепи.

Представленные на рис.1, А экспериментальные кривые показывают, что в условиях тоннелей Манский, Ингольский, Джебский нарастание количества отказов обделок (крепи) имеет стационарный характер, а их интенсивность является относительно постоянной величиной. Вид экспериментальных кривых потока отказов свидетельствует также о близости исследуемых потоков к простейшим.

Статистический анализ надежности процесса возведения обделки по критериям времени безотказной работы и восстановления в условиях тоннелей Джебского и Нанхчульского позволил установить, что эмпирические распределения этого времени практически можно считать показательными, а процессы отказов и восстановлений Марковскими (рис.1,Б), т.е. имеющими вход и выход из каждого состояния, когда возможен переход в любое смежное с ним.

Метод динамики средних позволил получить искомые характеристики надежности системы рабочих секций опалубки с большим числом возможных состояний. Каждый участок возведения обделки может находиться в одном из трех состояний - исправном, частичного и полного отказа. Переходные состояния процесса укладки смесей в секции можно представить в виде графа, приведенного на рис. 2.

Для рассматриваемого графа при заданных интенсивностях перехода из одного состояния в другое с использованием метода динамики средних можно получить следующую систему линейно-разностных уравнений динамики средних (в предположении, что процесс стационарный):

где л13, А.2з - интенсивность возникновения частичного отказа; Хпз - интенсивность возникновения полного отказа; ц,3, рт- интенсивности восстановления соответственно частичного и полного отказов; |л.из, ц43, цпз- число секций опалубки, соответственно находящихся в исправном состоянии, частичного и полного отказов.

- + Ю * Низ + Ни Х 1*43 + Нпз X Низ = 0

- (^23 + Нп) Х Н43 + ^13 Х Низ = 0

- Нпз Х Низ + ^23 * Н43 + ^пз Х Низ = 0

из

•ИЗ

(4)

Р^С ^ ) = р ( 1: >

п0

з.г

с Т_

^•Р.с t > = р<Ъ>-1)

\ \

- Ра<*>

Рис. 1. Кумулятивные кривые и гистограммы теоретической Рр(0, Рв(() и эмпирической 2п/(пД1:) плотностей распределения времени безотказной работы Тр и времени восстановления Тв обделки тоннелей (А) и возведения обделки из монолитного бетона (Б)

Оед?т- с Закладке

р?^ + + +

Рис. 2. Граф состояний отказов и восстановлений подсистемы «.возведение обделки тоннеля»

С помощью метода динамики средних по данным об интенсивности отказов и восстановлений установлены показатели надежности процесса устройства обделки применительно к условиям Джебского тоннеля (рис. 3). Как видно из данных графиков, вероятность безотказной работы «крепление выработки» резко повышается при уменьшении времени восстановления отказов с 2-х до 0,4 часа, а затем рост эффективности замедляется. При росте наработки на отказ от 0,5 до 2-х часов надежность подсистем увеличивается в 2,0 - 2,2 раза.

5 ц™, ]/ч 1 г з 4 Хм,1/ч

Рис. 3. Графики зависимости коэффициента готовности Кг от параметров и ц, при возведении обделки

Предложенная методика расчета коэффициентов готовности производственных процессов строительства подземных сооружений позволяет установить оперативную надежность работы в условиях случайного протекания операций и процессов. Однако надежность отдельных элементов и звеньев технологической схемы проведения транспортной выработки еще не характеризует ее надежность в целом. Необходимо определить коэффициент готовности всей технологической схемы, на величину которого значительное влияние оказывает число элементов и звеньев, их взаимосвязь, надежность и степень совмещенности по времени.

Интенсивность сооружения тоннеля определяют исходя из технологической структуры производственного цикла строительства, числа процессов и операций проходческого цикла, их производительности. Уровень интенсивности в этом случае характеризуется удельной производительностью проведения выработки, предполагающей учет продолжительности выполнения работ по разбуриванию забоя, установке временного крепления, погрузке и откатке породы, возведению обделки. Данный показатель пригоден для соизмерения интенсивности строительства тоннелей при схемах с различными технологическими и геологическими условиями, причем его величина непосредственно связана с уровнем механизации, производительностью используемого оборудования и коэффициентом его загрузки во времени и по мощности.

Результаты исследований показали, что оценку эффективности функционирования тоннеля необходимо производить с учетом целостности технологической системы «транспортная выработка», взаимодействия всех процессов, как предшествующих, так и следующих за работами по проходке тоннеля. Для количественной оценки надежности производственно-технологической системы необходимо определить коэффициенты готовности Кг технологических процессов с учетом взаимозависимости и взаимодействия отдельных операций и видов работ по принятой технологии строительства подземных сооружений.

Вышеизложенное является доказательством первого защищаемого научного положения.

2. Безотказное состояние транспортного сооружения следует определять исходя из смещения контура обделки в зависимости от глубины заложения выработки, крепости и трещиноватости пород, влажности окружающего массива с учетом морозобойного фактора в условиях отрицательных температур.

В обеспечении эксплуатационной надежности подземных сооружений определяющее значение имеет степень устойчивости обделки, зависящей от воздействия факторов природного и техногенного характера.

При исследовании устойчивости подземных сооружений выделено три основные группы факторов, влияющих на надежность крепи транспортных выработок: геологические и гидрогеологические; технологические; геомеханические.

На основании экспериментальных данных о характере и величине смещений контура подземных транспортных выработок автором было установлено, что смещение пород кровли подземных сооружений в зависимости от глубины сооружения выработки (Н) возрастает по прямолинейной зависимости:

и„ = 0,12 Н+11,8, м. (5)

Приведенная зависимость справедлива при глубине от 40 до 300 м и прочности пород 20 - 100 МПа. Статистические критерии оценки тесноты связи между функцией и аргументом следующие: теоретическое корреляционное отношение т)у/х = 0,90; средняя ошибка его с^ = ± 0,02, коэффициент надежности |хп = 4,5 > 2,6, т.е. больше минимально допустимого.

Установлено, что зависимость между величиной смещения вмещающих пород и коэффициентом крепости аппроксимируется уравнением

Шр = B,/f + В2,

где Bi и Вг - коэффициенты, зависящие от степени трещиноватости пород.

Влажность горных пород является одним из основных факторов, влияющих на прочность пород и их устойчивость в горных выработках. В конечном счете, все виды воздействия воды приводят к снижению прочности и увеличению деформационной способности горных пород. Связь между смещениями пород и степенью обводненности аппроксимируется уравнением регрессии

ивл = 1,853 + 1,8 W-0,15 W2, мм, (6)

где W - влажность пород, %.

Смещения пород в строящихся выработках следует рассматривать как вероятностные в связи с изменчивостью свойств и условий залегания горных пород, носящих, применительно к конкретно рассматриваемой выработке, случайный характер. Как установлено выше, из комплекса горнотехнических и гидрологических факторов, оказывающих влияние на смещения пород, необходимо, в первую очередь, учитывать глубину расположения выработок Н, прочностные свойства пород f, трещиноватость пород Т, влажность окружающего массива пород W, расстояние неподкрепленной кровли L3K и между зонами нарушения вмещающих пород LH. Задача определения совместного влияния перечисленных факторов решалась методами регрессионного анализа.

Для упрощения расчетов на стадии проектирования строительства транспортных сооружений и полагая, что прочность пород зависит от ее структурного ослабления и влажности, принимаем в практических расчетах степенную модель, имеющую минимальное отклонение расчетных смещений от фактических:

Unp =233,0 х Н°'96х Rc''"07x Lh"0'52. (7)

На рис. 4 приведена номограмма, позволяющая определить смещения пород по контуру строящейся выработки, происходящие в течение одного года с момента начала производства горных работ в данной выработке.

По рассчитанным смещениям, известным прочностным, упругим свойствам и методикам расчета устанавливаем по условию прочности устойчивость выработки и обделки.

Первопричинами разрушения бетонной обделки от совместного действия воды и мороза являются, как правило, ее пористость и водопроницаемость.

По данным выполненных исследований по наиболее опасным участкам Майского и Крольского тоннелей установлено, что количество морозобой-ных трещин изменяется от 3-7 до 28-30 шт. на 10 пог. м обделки, составляя в среднем 16-18 штук. Плотность распределения количества трещин по длине тоннеля имеет вид:

F(NTp) = 5,55x10"4х ехр(5,55 х NTp). (8)

Прочность пород, МПа

1_Н I ' I " I I 1мч1| I I || I I I I I I I I I 1 I £00150 100 7 5 50 40 30 20 10

Расстояние между зонами нарушений, м

Рис. 4. Номограмма определения смещений пород при строительстве тоннелей

Исследования показали, что при числе трещин на 1 м тоннеля до 3 - 4 обделка разрушается на отдельные фрагменты размером не менее 0,6x0,6 м. В этом случае свод и бока выработки будут устойчивыми, поскольку силы сцепления обделки с породой превышают вес объема вывала. С ростом моро-зобойных трещин и постоянном обледенении надежность обделки снижается.

Установлено, что при увеличении числа трещин до 4-10 на 1 м обделки последняя разбивается на раздельные элементы величиной 0,3 х 0,4 м и толщиной, равной высоте обделки. Это снижает устойчивость крепи, ведет к образованию вывалов и обрушений.

Зависимость отказов движения поездов по причине нарушения обделки тоннеля из-за морозобойных трещин, полученная на основе обработки фактических результатов наблюдений, имеет вид

= 0,0606 х ехр(-0,0606 ТБ). (9)

и свидетельствуют о их марковском и стационарном характере.

Надежность транспортных выработок, в связи с указанными особенностями горнотехнических и климатических факторов, наиболее адекватно и

полно может быть охарактеризована вероятностью безотказной работы, если отказом (частичным или полным) считать какой-то заданный уровень дефектности обделки. В этом случае данная вероятность должна учитывать и интенсивность ремонтных работ по поддержанию тоннеля, и вероятность отказа обделки на отдельном участке. На рис. 5 приведен график зависимости надежности тоннеля (Майского и Крольского) как вероятности безотказной работы на заданном протяженном участке, установленной аналитически на основе моделирования процессов отказов и восстановлений обделки, рассматриваемых как случайные, в зависимости от количества морозобойных трещин.

Длина восстанавливаемого участка, м

Рис. 5. Графики надежности транспортной выработки от длины восстанавливаемого участка

Вышеизложенное является доказательством второго защищаемого научного положения.

3. Эффективная и безопасная работа тоннелей достигается применением оптимальных типа, размеров и уровня надежности временной крепи и постоянной обделки, определяемых по разработанным методикам в зависимости от прочностных свойств вмещающих пород, конструктивных параметров, назначения, срока службы с учетом затрат на строительство и эксплуатацию транспортной выработки.

В зависимости от горнотехнических и гидрогеологических условий строительства тоннелей в качестве временной поддерживающей и ограждающей крепи применяют набрызг-бетонную, арочную и комбинированную (анкера, сетка и бетон) крепь, что обеспечивает устойчивость выработки до возведения обделки.

Предварительное определение толщины набрызг-бетонного покрытия, работающего самостоятельно как ограждающая крепь, производят по формуле (B.C. Воронин, М.М. Вяльцев):

Ь = 0,346 [ч/(т X К, X Яри)]1/2, (10)

где q - интенсивность вертикальной нагрузки, МПа; К] - коэффициент, зависящий от крепости породы и ширины пролета выработки; ш - коэффициент условий работы; Яри - расчетное сопротивление набрызг-бетона на растяжение при изгибе, МПа.

На основании выполненных натурных исследований при ремонте Джебского, Крольского, Майского и Нанчхульского тоннелей выявлена зависимость сцепления анкера с бетоном от диаметра арматуры, длины ее заделки в бетоне и состава бетона, которая выражается уравнением:

тСц = КНСх КБ х Кдрх а,х 13"0'5, МПа, (11)

где Кнс - коэффициент начального сдвига, Кнс = 0,85 - 0,90; Кб - коэффициент, зависящий от состава бетона; Кдр - коэффициент, учитывающий зависимость сцепления от диаметра арматуры; а\ - эмпирический коэффициент, зависящий от типа арматуры; а) = 380; 13 - длина заделки в бетоне, м.

Были установлены зависимости необходимой величины рабочей длины анкера от пролета выработки, крепости и степени нарушенности пород (рис.6). При этом исследуемые параметры изменялись в широких пределах: крепость пород - от 2 до 8 по шкале проф. М.М. Протодьяконова; ширина выработки - от 3,2 до 11,0 м и коэффициент нарушенности пород - от 1,0 до 2,5. Значения требуемой длины рабочей части анкера (1р) в зависимости от пролета выработки при одной и той же крепости пород ф и степени их нарушенности (Кт) отличаются в 3,2 - 3,8 раза. Длина рабочей части анкеров достигает 3 - 10 м в ослабленных, трещиноватых породах, а в крепких, устойчивых породах - 0,3 - 1,0 м, т. е. уменьшается в 10 раз. На величину закрепления замковой части анкера существенное влияние оказывает пролет выработки. При изменении ширины тоннеля с 6,1 мдо 11 ми одинаковых горно-геологических условиях, рабочая часть анкера увеличилась в 1,8 раза. Это объясняется возрастающей величиной свода разгрузки над выработкой.

При использовании в качестве временной анкерной крепи сетка расположения анкеров в кровле выработки зависит, прежде всего, от прочности закрепления замка штанги в устойчивых породах. При увеличении прочности закрепления замка в массиве с 3 до 12 т безопасное расстояние между анкерами возрастает в 2 раза. При осложнении горнотехнических условий производства работ расстояние между анкерами уменьшается в 3,2 раза при увеличении коэффициента Кт от 1,0 до 2,5.

При использовании комбинированной анкер-бетонной крепи в виде временной толщина набрызг-бетонного покрытия изменяется от 2 до 50 см в зависимости (приведены в диссертации) от крепости пород и расстояния между анкерами. Полученный вид зависимости показывает, что наиболее интенсивно величина набрызг-бетонного покрытия уменьшается при крепости пород от 2 до 4-5.

На этом участке толщина временной крепи снижается на 80 - 100% от своего максимального значения. При дальнейшем возрастании крепости пород снижение толщины набрызг-бетонного покрытия менее значительно.

Замена комбинированной анкер-бетонной крепи на набрызг-бетонную целесообразна при крепости пород более 5 - 6. В этих горно-геологических

условиях при любых пролетах выработок толщина набрызг-бетона составит 12-30 см при коэффициенте крепости 5-6 (рис. 7), снижаясь до 9-16 см при крепости 10-12.

Строительство тоннелей с использованием в качестве временной крепи набрызг-бетона в породах крепостью 4-5 технологически целесообразно при пролете выработки не более 5-6 м; толщина временной крепи в этих условиях при глубине заложения тоннеля 100-500 м составит 23-^0 см.

Увеличение надежности тоннелей при их проходке и возведения обделки приводит к увеличению капитальных затрат за счет применения высоконадежных элементов, однако снижает эксплуатационные затраты.

Рис.

0

0 2 4 6 8

Коэффициент крепости пород,/ 6. Зависимость рабочей длины анкера от крепости пород

Коэффициент крепости пород, f

Рис.7. Изменение толщины набрызг-бетонной крепи при использовании ее в качестве постоянной обделки при разной ширине выработки

В общем виде стоимостная функция затрат на строительство и поддержание ПТС тоннеля с учетом фактора надежности может быть представлена в следующем виде:

Св = С0+ (R + Сущ) х f (Р) min, (12)

где Со - стоимость проведения и крепления горной выработки; R -стоимость ремонтно-восстановительных работ; Сущ - ущерб от отказа тоннеля; f (Р) - функция надежности транспортной выработки.

Определение ущерба от простоя ПТС тоннеля при строительстве может быть произведено по формуле

с

уш Т„К

Tp-Tjl-K,)-!

Тр

т

Tp-Tjl-K,) t

тд

ГА (13)

где Сь Сг, С3 - затраты на строительство тоннеля, возведение обделки и опережающую выработку; Пт, ПоВ - базовое число одновременно действующих проходческих забоев соответственно при строительстве тоннелей и проведении опережающих выработок; Сп - условно-постоянные затраты на подсистему; Ki — коэффициент компенсации потери интенсивности строительства тоннеля при простоях путем ввода дополнительных забоев; К2 - коэффициент, учитывающий компенсацию роста простоев одних забоев сокращением простоев в других.

1<К2<(Тр + Тпр)/Тр, где Кз - коэффициент, учитывающий изменение числа опережающих выработок при строительстве тоннеля в сравнении с базовым вариантом; Тр - длительность работы тоннеля при строительстве; Тпр - продолжительность простоев; © - вероятность наступления отказа: 0 = 1 - Р; Р - надежность горной выработки (тоннеля).

На основе экономико-математического моделирования по минимуму затрат установлены оптимальные значения уровня надежности тоннелей в зависимости от их назначения (транспортные Р=0,9-0,95; дренажные штольни и каптажные скважины Р=0,7-0,8; опережающие штольни Р=0,5-0,6), вида крепи и срока службы (для временной крепи при сроке службы 3 года Р=0,58; для обделки при сроке службы 50 лет и более Р=0,82).

Для обеспечения необходимого уровня надежности транспортных сооружений необходим комплекс технологических и организационных мероприятий, направленных на поддержание действующих тоннелей, их ремонт и реконструкцию. Это предполагает выбор и обоснование технических решений в области производства горно-строительных работ, непосредственно связанных с восстановлением нарушенных участков обделки.

Вышеизложенное является доказательством третьего защищаемого научного положения.

Результаты исследований работы внедрены в ООО «Красноярскин-жиниринг» и ООО «Красноярскметропроект» с экономическим эффектом соответственно в размере 150,0 руб. в год на 1 м выработки и 650,0 тыс. руб. на один тоннель протяженностью более 1,5 км.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на основе выполненных исследований дано новое решение актуальной научно-практической задачи повышения эффек-

тивности технологических схем строительства, реконструкции и эксплуатации тоннелей на основе учета фактора надежности, повышающего уровень готовности транспортных выработок, расположенных в сложных природно-климатических, горно-геологических и горнотехнических условиях.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем.

1. Выполненный анализ отечественной и зарубежной практик и научных исследований в области строительства, эксплуатации и реконструкции транспортных тоннелей в сложных природно-климатических, горногеологических и горнотехнических условиях показал, что основными факторами, определяющими эффективность технологии проведения выработок большого сечения, являются: крепость вмещающих пород; наличие дренажных вод; глубина заложения выработки; расстояние от забоя до места установки крепи; вероятность появления морозобойных трещин.

2. Разработаны конструктивные элементы технологических схем строительства и реконструкции транспортных тоннелей; определены области их эффективного применения в зависимости от горно-технических факторов.

Доказана возможность и необходимость структурного подхода к определению надежности производственно-транспортной системы «Тоннель», учитывающей надежность работы каждого технологического звена строительного процесса.

3. В результате анализа фактических данных по смещениям пород при строительстве Вторых Джебского и Нанчхульского тоннелей установлено, что при глубине залегания выработки от 50 до 300 м, прочности пород от 5 до 100 МПа и расстоянии между зонами нарушения от 10 до 200 м при влажности пород до 6 % сжатие обделки тоннеля составляет от 5 до 70 мм, что позволяет решать вопросы оценки устойчивости тоннелей с учетом надежности конструкций тоннелей.

4. С использованием результатов исследований существенно дополнен и обновлен методический арсенал инженерного анализа технологии сооружения транспортных выработок и их надежности, включающий:

- структурный анализ производственных схем строительства и реконструкции тоннелей исходя из принятого комплекса технологического оборудования;

- определение коэффициента готовности технологических процессов и схем сооружения тоннелей в зависимости от видов используемого оборудования и организации работ;

- математическую модель оценки показателей безотказного состояния процессов строительства тоннелей, исходя из структуры производственного цикла и соответствующего ему комплекса технологического оборудования;

- методику оценки устойчивости обделки и выбора типа временной крепи и плотности ее установки с целью обеспечения безопасности и эффективности производства работ при строительстве тоннелей на основе выявленных корреляционных зависимостей смещения контура транспортных выработок от глубины, крепости и нарушенное™ пород, влажности массива, размеров зон нарушений, расстояния отставания крепи от забоя;

- методику определения прочности пород, их нарушенное™ в зависимости от влажности массива;

- функциональные зависимости смещений вмещающих пород по контуру выработки от действия отдельных случайных факторов природного характера;

- графико-математическую модель устойчивости транспортных выработок на основе установленных зависимостей смещений контура обделки от группы случайных факторов.

5. Разработана методика расчетов параметров обделки в обстановке морозобойного разрушения пород и крепи при постоянном водопритоке, сопровождаемого образованием трещин, раковин, вывалов, с установлением логистических формул и графиков, отражающих действие морозобойного фактора на состояние обделки.

6. Разработаны конструктивно и технологически адаптированные схемы временного крепления строящегося тоннеля в зависимости от пролета выработки, крепости пород и степени трещиноватости.

7. Предложена компьютерная графическая модель расчета параметров временной крепи, учитывающая уровень надежности и готовности как отдельных элементов технологической цепочки строительства тоннелей, так и всей системы в целом.

8. Разработана экономико-математическая модель строительства и эксплуатации тоннелей с учетом фактора надежности. Установлены по минимуму суммарных затрат на строительство и эксплуатацию оптимальные значения уровня надежности тоннелей в зависимости от их назначения (транспортные Р=0,9-0,95; дренажные штольни и каптажные скважины Р=0,7-0,8; опережающие штольни Р=0,5-0,6), вида крепи и срока службы (для временной крепи при сроке службы 3 года Р=0,58; для обделки при сроке службы 50 лет и более Р=0,82).

9. Сравнительная оценка стоимости строительства и эксплуатации ранее пройденных тоннелей, параметры которых определены по известным методикам, и тоннелей, рассчитанных с учетом коэффициента надежности и по разработанной методике, показала, что внедрение этой методики позволило получить экономический эффект в размере 150,0 руб. в год на 1 м выработки по ООО «Красноярскинжиниринг» и 650,0 тыс. руб. на один тоннель протяженностью более 1,5 км по ООО «Красноярскметропроект».

Основные положения диссертации изложены в следующих публикациях:

1. Кудрявцев, A.B. Анализ состояния обделок железнодорожных тоннелей трассы Абакан - Тайшет. [Текст]/ С.А. Вохмин, A.B. Кудрявцев // Сборник научных трудов «Современные технологии освоения минеральных ресурсов «выпуск 1». - Красноярск. - 2003.- С. 73...76.

2. Кудрявцев, A.B. Анализ состояния транспортных тоннелей на линии Тайшет - Междуреченск. [Текст]/ С.А. Вохмин, Г.Н. Иванов, A.B. Кудрявцев // Сборник научных трудов «Современные технологии освоения минеральных ресурсов «выпуск 3». - Красноярск. - 2005.- С. 176... 179.

3. Кудрявцев, A.B. Оценка устойчивости транспортных тоннелей. [Текст]/ A.B. Кудрявцев // Сборник научных трудов «Современные технологии освоения минеральных ресурсов «выпуск 3». — Красноярск. - 2005,- С. 208...211.

4. Кудрявцев, A.B. Определение смещений контуров тоннелей в зависимости от горнотехнических факторов. [Текст]/ С.А. Вохмин, Г.Н. Иванов, A.B. Кудрявцев, JI.JI. Неронова И Сборник научных трудов «Современные технологии освоения минеральных ресурсов «выпуск 4». - Красноярск. -2006,-С. 197...201.

5. Кудрявцев, A.B. Оценка смещения контура тоннеля в зависимости от крепости пород. [Текст]/ С.С. Киселёв, A.B. Кудрявцев // Сборник материалов «Совершенствование методов поиска и разведки, технологий добычи и переработки полезных ископаемых». - Красноярск. - 2006,- С. 45.. .46.

6. Кудрявцев, A.B. Оценка надёжности устойчивого состояния подземных горных выработок и сооружений. [Текст]/ С.А. Вохмин, A.B. Кудрявцев, Г.Н. Иванов // Сборник научных трудов «Современные технологии освоения минеральных ресурсов «выпуск 2». - Красноярск. - 2004.- С. 118... 121.

7. Кудрявцев, A.B. Оценка смещения контура тоннеля в зависимости от влажности пород. [Текст]/ С.С. Киселёв, A.B. Кудрявцев // Сборник материалов «Совершенствование методов поиска и разведки, технологий добычи и переработки полезных ископаемых». - Красноярск. -2006.- С. 47...48.

8. Кудрявцев, A.B. Расчёт несущих конструкций станций метрополитенов мелкого заложения. [Текст]/ A.B. Кудрявцев, Г.Н. Иванов, JI.JL Неронова // Сборник материалов « Эффективные инновации в геотехнологии». - Красноярск.-2005.- С. 249...252.

9. Кудрявцев, A.B. Повышение надёжности набрызг - бетонной крепи при эксплуатации железнодорожных тоннелей. [Текст]/ A.B. Кудрявцев // Сборник материалов «Перспективные материалы: получение и технологии обработки». - Красноярск. - 2004,- С.187...188.

10. Кудрявцев, A.B. Определение технологических параметров тампонажа закрепного пространства. [Текст]/ A.B. Кудрявцев, Г.О. Фёдоров // Сборник материалов «Перспективные материалы: получение и технологии обработки». -Красноярск. - 2004,- С. 45...46.

11. Кудрявцев, A.B. Влияние времени упрочнения вмещающих пород на устойчивость выработки. [Текст]/ A.B. Кудрявцев, A.B. Марьясов, P.A. Овсяников // Сборник материалов «Совершенствование технологий производства цветных металлов». - Красноярск. - 2005.- С. 67.. .68.

12. Кудрявцев, A.B. Обеспечение устойчивости обделок транспортных выработок. [Текст]/ A.B. Кудрявцев, P.A. Овсяников // Сборник материалов «Совершенствование технологий производства цветных металлов». - Красноярск. - 2005,- С. 68...69.

13. Кудрявцев, A.B. Оценка устойчивости и надежности транспортных выработок. [Текст]/ С.А. Вохмин, A.B. Кудрявцев // Изв. ВУЗов. Горный журнал,-2007,-№ 5.-С. 49...55.

Лицензия ЛР № 020525 от 02.06.97 Подписано в печать Об.05.2009 г. Формат 60x84 1/16 Усл.печ.л.1 Тираж 100 экз. Заказ №68

Читинский государственный университет ул. Александро-Заводская. 30, г. Чита, 672039 РИК ЧитГУ

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Кудрявцев, Андрей Васильевич

ВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Горно-геологическая характеристика районов расположения тоннелей.

1.2. Оценка состояния эксплуатируемых тоннелей.

1.3. Анализ практики определения толщины обделки тоннеля, с учетом условий его дальнейшей эксплуатации.

1.4. Задачи исследования.

2. .ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ СТРОИТЕЛЬСТВА ПОДЗЕМНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ.

2.1. Анализ структуры технологических схем строительства подземных сооружений.

2.2. Классификация отказов и простоев технологических схем строительства тоннелей.

2.3. Вероятностно-статистический анализ потоков отказов и восстановлений производственных процессов строительства тоннелей 57 Выводы.

3. УСТОЙЧИВОСТЬ И НАДЕЖНОСТЬ ТОННЕЛЕЙ.

3.1. Статистические модели для оценки надежности тоннелей.

3.2. Исследование факторов, влияющих на устойчивость подземных сооружений.

3.3. Методика определения параметров морозобойных трещин.

Выводы.

4. ОБОСНОВАНИЕ ТИПА ВРЕМЕННОЙ ПОДДЕРЖИВАЮЩЕЙ КРЕПИ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ

ЕЕ УСТАНОВКИ.

4.1. Методика определения параметров временной крепи при строительстве и ремонте тоннелей.

4.2. Технологические параметры ограждающей крепи.

4.3. Экономическая оценка целесообразности устройства различных типов временной и поддерживающей крепи при строительстве и реконструкции тоннелей и подземных сооружений.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование надежности технологических схем строительства и эксплуатации тоннелей"

Дальнейшее освоение природных богатств Сибири и Дальнего Востока потребует строительства новых и реконструкции действующих тоннелей в сложных климатических и природно-геологических условиях. Практика показывает, что обделки большинства тоннелей железнодорожных трасс Абакан - Тайшет и Абакан - Междуреченск, возведенных в шестидесятых - семидесятых годах прошлого столетия, претерпели значительные изменения и на отдельных участках разрушились. Эти участки в сумме достигают 60-90 % общей длины тоннеля. Кроме того, произошла деформация обделки, при этом величина смешения стен тоннелей изменяется от 20 до 70 мм относительно проектного положения. Характер и объемы нарушений зависят от целого комплекса неблагоприятных факторов: горного давления, наличия напорных агрессивных вод, значительного и резкого перепада температур, промерзания обделки и окружающих пород, а также нарушения технологии возведения постоянной крепи в процессе строительства тоннелей. Необходимо количественно оценить степень влияния каждого из названных факторов на уровень готовности и эффективность эксплуатации тоннелей.

Важной задачей является определение структуры и надёжности технологического процесса не только строительства, но и поддержания тоннелей в рабочем состоянии. Большое влияние на эффективность эксплуатации тоннелей оказывает качество выполнения работ в процессе возведения транспортной выработки. Реальные технологические системы строительства тоннелей функционируют в условиях большого количества случайных факторов, источниками которых являются в основном воздействия внешней среды, что приводит к нарушению ритмичности строительного цикла, снижению производительности технологического оборудования, эффективности и качества строительства в целом. Оценка качества выполнения работ и влияния внешних факторов на эксплуатационные возможности тоннелей осуществима только на основе анализа фактического состояния сооружения по прошествии длительного времени. Однако до настоящего времени вопросы обеспечения надёжности технологических схем при строительстве и эксплуатации тоннелей исследованы недостаточно полно.

В этой связи разработка методических рекомендаций для комплексной количественной оценки надежности технологических процессов и схем строительства тоннелей является актуальной научной и практической задачей, имеющей важное значение при сооружении и эксплуатации тоннелей в сложных горно-технологических и климатических условиях.

Цель работы — разработать научно-методические положения, обеспечивающие возможность количественно оценить степень влияния различных факторов на уровень готовности и эффективность эксплуатации тоннелей.

Идея работы заключается в оценке внешних факторов и технологических схем строительства тоннелей с позиций надежности функционирования их в процессе проходки и эксплуатации.

Задачи исследований:

1. Выполнить анализ и разработать методические рекомендации для количественной оценки показателя надежности технологических процессов и схем строительства подземных транспортных сооружений, учитывающего особенности проходки и эксплуатации тоннелей в сложных природно-климатических условиях.

2. Разработать методические положения для количественной оценки величины смещения контура выработки от действия различных горнотехнических и климатических факторов при строительстве и эксплуатации транспортных тоннелей и установить степень влияния этих факторов на надежность производственных процессов строительства подземных сооружений.

3. Разработать методику и обосновать тип и параметры временной крепи при строительстве и эксплуатации тоннеля в зависимости от условий применения, назначения и срока службы выработки.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Надежность технологии строительства тоннелей обусловлена вероятностным характером работ при сооружении транспортной выработки с учетом структуры процессов и взаимосвязи отдельных элементов производственного цикла, а количественной оценкой служит коэффициент готовности технологической схемы, учитывающий все наиболее выявленные значимые факторы.

2. Безотказное состояние транспортного сооружения определяется исходя из смещения контура обделки в зависимости от глубины заложения выработки, крепости и трещиноватости пород, влажности окружающего массива с учетом морозобойного фактора в условиях отрицательных температур.

3. Эффективная и безопасная работа тоннелей достигается применением оптимальных типа, размеров и уровня надежности временной крепи и постоянной обделки, определяемых по разработанным методикам в зависимости от прочностных свойств вмещающих пород, конструктивных параметров, назначения, срока службы с учетом затрат на строительство и эксплуатацию транспортной выработки.

Научная новизна результатов исследований:

1. Строительство подземных горных выработок представлено как сложная производственная система, в оценке эффективности эксплуатации которой учтен фактор надёжности технологических процессов и операций при строительстве тоннелей.

2. Впервые установлены и применены аналитические зависимости для расчета коэффициентов готовности отдельных процессов строительства тоннелей с учетом состава и последовательности выполнения, интенсивности отказов и восстановления производственных операций.

3. Усовершенствована методика определения смещений окружающих пород от действия различных факторов применительно к тоннелям с учетом глубины их расположения, крепости, трещиноватости и степени обводненности пород, а также отставания крепи от забоя.

4. Разработаны:

- методика определения параметров и оценки влияния морозо-бойных трещин на устойчивость и надежность тоннеля в зависимости от их интенсивности, прочности вмещающих пород и материала обделки, длины и времени восстановления нарушенного участка транспортной выработки;

- методика расчета параметров анкерной, набрызгбетонной и комбинированной анкер-бетонной крепи в зависимости от степени нару-шенности и крепости горных пород, глубины проведения и ширины выработки, прочностных свойств, формы и состава материала временной крепи;

- экономико-математическая модель строительства и эксплуатации тоннелей в различных горно-геологических и горнотехнических условиях с учетом фактора надежности транспортной выработки.

5. Определены оптимальные значения уровня надежности тоннелей в зависимости от их назначения (транспортные Р=0,9-0,95; дренажные штольни и каптажные скважины Р=0,7-0,8; опережающие штольни Р=0,5— 0,6), вида крепи и срока службы (для временной крепи при сроке службы 3 года Р=0,58; для обделки при сроке службы 50 лет и более Р=0,82).

Методы исследований. В работе использован комплекс методов исследований, включающий: анализ литературных источников и практики строительства тоннелей, промышленные эксперименты и натурные наблюдения, статистический анализ и математическое моделирование на ПК, технико-экономический анализ.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается использованием при аналитических исследованиях методов теории надежности и математической статистики при обработке на ПК большого объема хронометражных наблюдений, разработкой рекомендаций по подготовке исходных данных к расчету, корректным технико-экономическим анализом, апробацией разработанных положений в ведущих научно-исследовательских и проектных институтах.

Практическое значение работы заключается в том, что она позволяет:

- комплексно решить производственную задачу выбора оптимальной технологии, обеспечивающей надежное выполнение установленных заданий всеми производственными процессами строительства тоннелей;

- учитывать реальный характер изменчивости основных природных и технологических, факторов в т.ч. времени на основе теоретического метода расчета надежности подземных сооружений;

- представление строительства и эксплуатации тоннеля как «единая сложная производственная система», применение разработанных методик и рекомендаций, учет фактора надежности при обосновании типа параметров крепи, экономико-математическое моделирование повышает качество рабочего проектирования и оптимизирует затраты на сооружение и эксплуатацию тоннелей различного назначения и срока службы в конкретных горно-геологических и горнотехнических условиях.

Реализация работы. Полученные результаты исследований нашли применение на предприятиях ООО «Красноярскинжиниринг» и ООО «Красноярскметропроект», а также в качестве методического обеспечения в ходе организации учебного процесса при подготовке горных инженеров по специальности «Шахтное и подземное строительство» ФГОУ ВПО Сибирский федеральный университет. Использование результатов работы позволило повысить качество принятия решений в практике технологического проектирования и оперативного руководства на строительстве и реконструкции подземных горных выработок, получить экономический эффект, подтвержденный актами внедрения, в размере 150,0 руб. в год на 1 м выработки по ООО «Красноярскинжиниринг» и 650,0 тыс. руб. на один тоннель протяженностью более 1,5 км по ООО «Красноярскметропроект».

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на научном симпозиуме «Неделя горняка» (2007 — 2008 гг., Москва, МГГУ), на краевых, республиканских и международных научно-практических конференциях г. Красноярск (2000 — 2007 гг.), на научных семинарах кафедры «Шахтное и подземное строительство» ФГОУ ВПО Сибирский федеральный университет (2000 - 2007 гг.) и «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» Читинского государственного университета (2009 г.) и получили положительную оценку.

Личный вклад автора состоит:

- в установлении аналитической зависимости для расчета коэффициентов готовности отдельных процессов строительства тоннелей с учетом состава и последовательности выполнения, интенсивности отказов и восстановления производственных операций;

- в разработке методики определения смещений окружающих пород от действия различных факторов, включая глубину расположения тоннеля, крепость, трещиноватость и степень обводненности пород, а также отставание крепи от забоя;

- в определении характера влияния морозобойных трещин на устойчивость обделки и надежность тоннеля в целом;

- в разработке методики расчета параметров временной крепи в зависимости от горно-геологических и горнотехнических факторов, назначения, срока службы и надежности выработки.

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 13 печатных работах, в т.ч. 1 в издании, рекомендованном ВАК РФ.

Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 155 страницах машинописного текста, содержит 51 рисунок, 42 таблицы, список литературы из 112 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Кудрявцев, Андрей Васильевич

выводы проходке ^оьшелей^^щ^е^да^т ZTфЖИВ™ и ограждающей крепи при комбинированную ^р^о^р^Г0' набРызг-бетонную, арочную и зависимость ^^^^^^^ натурных исследований установлена

Делки в бетоне и состава бетоня М °Т ДИаметРа арматуры, длины ее за

3 lía

Давления Р^т4ьГР~вдапии ^закономерностей проявления горного метров временной крепи Соабо^й „ определению рациональных пара-т.ч. в комбинации с ^кер^Г, Д ™bI ЭНКера' толЩины набрызг-бетона, в ватос™ пород,^оЛеТа Грабит ВИСИМОС™ °Т КреП0СТИ и етепени трещинонированной анкер-бетоншй вдепи' ZT"^ МеЖДУ ЭНКерами " при комби

4- Разработана эконом " ' ГЧуввны заложени» выработки. эксплуатации тоннеля с уСом ГМаТеМаТИ,еСКаЯ МОДель строительства и

На основе моделировад™ v * РЭ надежн00ти транспортной выработ-Дежности тоннелей 0n™Ma™ значения уровм накрепи. зависимости от их назначения, срока службы и вида

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на основе выполненных исследований дано новое решение актуальной научно-практической задачи повышения эффективности технологических схем строительства, реконструкции и эксплуатации тоннелей на основе учета фактора надежности, повышающего уровень готовности транспортных выработок, расположенных в сложных природно-климатических, горно-геологических и горнотехнических условиях.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем.

1. Выполненный анализ отечественной и зарубежной практик и научных исследований в области строительства, эксплуатации и реконструкции транспортных тоннелей в сложных природно-климатических, горногеологических и горнотехнических условиях показал, что основными факторами, определяющими эффективность технологии проведения выработок большого сечения, являются: крепость вмещающих пород; наличие дренажных вод; глубина заложения выработки; расстояние от забоя до места установки крепи; вероятность появления морозобойных трещин.

2. Разработаны конструктивные элементы технологических схем строительства и реконструкции транспортных тоннелей; определены области их эффективного применения в зависимости от горно-технических факторов.

Доказана возможность и необходимость структурного подхода к определению надежности производственно-транспортной системы «Тоннель», учитывающей надежность работы каждого технологического звена строительного процесса.

3. В результате анализа фактических данных по смещениям пород при строительстве Вторых Джебского и Нанчхульского тоннелей установлено, что при глубине залегания выработки от 50 до 300 м, прочности пород от 5 До 100 МПа и расстоянии между зонами нарушения от 10 до 200 м при влажности пород до 6 % сжатие обделки тоннеля составляет от 5 до 70 мм, что позволяет решать вопросы оценки устойчивости тоннелей с учетом надежности конструкций тоннелей.

4. С использованием результатов исследований существенно дополнен и обновлен методический арсенал инженерного анализа технологии сооружения транспортных выработок и их надежности, включающий:

- структурный анализ производственных схем строительства и реконструкции тоннелей исходя из принятого комплекса технологического оборудования;

- определение коэффициента готовности технологических процессов и схем сооружения тоннелей в зависимости от видов используемого оборудования и организации работ;

- математическую модель оценки показателей безотказного состояния процессов строительства тоннелей, исходя из структуры производственного цикла и соответствующего ему комплекса технологического оборудования;

- методику оценки устойчивости обделки и выбора типа временной крепи и плотности ее установки с целью обеспечения безопасности и эффективности производства работ при строительстве тоннелей на основе выявленных корреляционных зависимостей смещения контура транспортных выработок от глубины, крепости и нарушенности пород, влажности массива, размеров зон нарушений, расстояния отставания крепи от забоя;

- методику определения прочности пород, их нарушенности в зависимости от влажности массива;

- функциональные зависимости смещений вмещающих пород по контуру выработки от действия отдельных случайных факторов природного характера;

- графико-математическую модель устойчивости транспортных выработок на основе установленных зависимостей смещений контура обделки от группы случайных факторов.

5. Разработана методика расчетов параметров обделки в обстановке морозобойного разрушения пород и крепи при постоянном водопритоке, сопровождаемого образованием трещин, раковин, вывалов, с установлением логистических формул и графиков, отражающих действие морозобойного фактора на состояние обделки.

6. Разработаны конструктивно и технологически адаптированные схемы временного крепления строящегося тоннеля в зависимости от пролета выработки, крепости пород и степени трещиноватости.

7. Предложена компьютерная графическая модель расчета параметров временной крепи, учитывающая уровень надежности и готовности как отдельных элементов технологической цепочки строительства тоннелей, так и всей системы в целом.

8. Разработана экономико-математическая модель строительства и эксплуатации тоннелей с учетом фактора надежности. Установлены по минимуму суммарных затрат на строительство и эксплуатацию оптимальные значения уровня надежности тоннелей в зависимости от их назначения (транспортные Р=0,9-0,95; дренажные штольни и каптажные скважины Р=0,7-0,8; опережающие штольни Р=0,5-0,б), вида крепи и срока службы (для временной крепи при сроке службы 3 года Р=0,58; для обделки при сроке службы 50 лет и более Р=0,82).

9.^Сравнительная оценка стоимости строительства и эксплуатации ранее пройденных тоннелей, параметры которых определены по известным методикам, и тоннелей, рассчитанных с учетом коэффициента надежности и по разработанной методике, показала, что внедрение этой методики позволило получить экономический эффект в размере 150,0 руб. в год на 1 м выработки по ООО «Красноярскинжиниринг» и 650,0 тыс. руб. на один тоннель протяженностью более 1,5 км по ООО «Красноярскметропроект».

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Кудрявцев, Андрей Васильевич, Красноярск

1. Невечеря, В.Л. К оценке сезонного промерзания грунтов при транспортном строительстве в таежных районах юга Западной Сибири // Сб. Мерзлотные исследования. Вып. V.- М: изд. МГУ, 1966. С. 81 .91.

2. Кудрявцев, A.B. Анализ состояния обделок железнодорожных тоннелей трассы Абакан Тайшет. Текст./ С.А. Вохмин, A.B. Кудрявцев // Сборник научных трудов «Современные технологии освоения минеральных ресурсов «выпуск 1». - Красноярск. - 2003. - С. 73. .76.

3. Терцаги, К. Инженерная геология.- М.: Георазведиздат, 1932 392 с.

4. Орлов, В.В. Выбор рациональных типов крепей для горизонтальных выработок, находящихся в сложных условиях // Исследования горного давления. М.: Госгортехиздат, 1960. - 220 с.

5. Давыдов, С.С. Расчет и проектирование подземных конструкций.-М.: Стройиздат, 1950. 376 с.

6. Слесарев, В.Д. Механика горных пород и крепление подземных горных выработок.- М.: Углетехиздат, 1948. 250 с.

7. Квапил, Р. Новые взгляды на вопросы теории давления горных пород и горных ударов // Горное давление.- М.: Госгортехиздат, 1961.-С.30.36.

8. Покровский, Н.М. Ремонт и восстановление выработок.- М.: Углетехиздат, 1948. 300 с.

9. Борисов, A.A. Механика горных пород и массивов.- М.: Недра, 1980.-360 с.

10. Савин, Г.Н. Концентрация напряжений около отверстий.- М.: Гос-техиздат, 1951. 150 с.

11. Савин, Г.Н. Влияние крепления на распределение напряжений возле узких подземных горных выработок. Записки института горной механики АН УССР,- Киев, Изд-во АН УССР, 1947. С. 53. .57.

12. Динник, А.Н. и др. Распределение напряжений вокруг подземных горных выработок // Труды совещания по управлению горным давлением.-М.: Академиздат, 1938. С. 26. .31.

13. Лехницкий, С.Г. Определение напряжений в упругом изотропном массиве вблизи вертикальной цилиндрической выработки круглого сечения // Известия АН СССР.- М.: ОТН, 1938, №7. -С. 13. 16.

14. КрыжаноГкая^ ТА Г^^ т°"С' 52-57'на крепь горизонтальный ^пя^0®™® ВОПроса Давления горных породтечения,в«.: Ш°СНОВе теоРии вязко-пластического

15. С. 38.44. ^следование горного давления, М.: Госгортехиздат, 1960. -техиздат, тТ-320^' Механические свойства торных пород, М., Угле

16. Ггосгортемодот^ 1 %1Н-^з о^с^ * УГ°ЛЬНЫХ ШаХТаХ 77 Г°РН°етехиздат, тв.^т Механические свойства горных пород, М.: Угле22. Руппенейт К К Т-г

17. Углетехиздат, 1954.1154с РЬ,е В0Пр0СЫ механики горных пород.- М.,23. Ершов Л 74 тс

18. Яческие метода исследов^™60*0* Те°РШ ГОрНОГО Давлет™ " Анали

19. ПР0Це2СГл„^ Г°СГ°Рте™з™19бЗМТзТЛГе М°ДеЛИр0ВаНИе Г°РНЬ1Х

20. Наука, «бЯ^пЗс: Ю'М' ДаВЛеНие на кРе*ь капитальных выработок,- М-:

21. Недра, 1979Т-30?"' АЛ" ПрОТОСеня> А-Г- Пластичность горных пород,- М-:тойтавостьГьфа°богоКАнГб^1ОСе^ А'Г' ПРоч™«ь горных пород и ус

22. РУШе„™ горныхпо'од £Механика деформирован™ и раз-2о. Максимов А ГТ Д^тттГ ' ' иг«™—^»м»ротехнические. Метрополите^ыеЛМЙСг^еЗН"Д°^,С>ЖНЬ1е' автоД°Рожные и

23. СНиП 32-04 97 т " СтРоииздат, 1978. Стройиздат, 1998. ' °ННеЛИ железнодорожные и автодорожные. ЪЛ-:32. СНиП 2 01 07 й^ ипереизд,). ' 1'07-85 На*РУЗки и воздействия. М.: Стройиздат, 200333. СНиП 2 03 0. Я4 к

24. Стройиздат, 1986.' ' Ьетонные и железобетонные конструкции. .УГ-п 3354' ^ШиП^П-94-80 ' ^ОПОЛ—. -М, Стройиздат, 2004 Стройиздат, 1981. 1 °Ризонтальные и наклонные выработки. МГ--М.: НедрП™з^с3'' ^^ ВЛ1 Кре~е подземных сооружены^

25. Баклащов Ив тс конструкций крепей, -м-Н^аЛЭ^^ТГ™" П°ДЗеМНЫХ сооРУ»ений

26. Гелескул, М.Н., Каретников, В.Н. Справочник по креплению капитальных и подготовительных горных выработок. М.: Недра, 1982. - 330 с.

27. Першин, В.В. Интенсификация горнопроходческих работ при реконструкции шахт. М.: Недра, 1988. - 350 с.

28. Першин, В.В. и др. Надежность технологических систем строительства горных выработок/ В.В. Першин, Г.П. Баранов, A.B. Лебедев. М.: Недра. - 160 с.

29. Бродский, В.П. Вероятностная модель надежности системы конструкций шахтной крепи горной выработки. // Устойчивость и крепление горных выработок. Межвузовский сб. научных трудов. Л.: ЛГИ, 1981, вып.7 -С. 128.132.

30. Вентцель, Е.С., Овчаров, Л.А. Прикладные задачи теории вероятности. М: Наука, 1983. 360 с.

31. Вентцель, Е.С. Теория вероятности. М.: Наука, 1969. - 364 с.

32. Вентцель, Е.С. Исследование операций. М.: Советское радио, 1972.-550 с.

33. Болотин, В.В. Статистические методы в строительной механике. -М: Стройиздат, 1965. 250 с.

34. Кеденцер, Б.П. Прогнозирование надежности систем с временной избыточностью. Киев: Техника, 1978.-275 с.

35. Корягин, В.Ф. Исследование и разработка методов расчета надежности очистной выемки // Автореф. дисс. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук /М.:МГИ, 1973.-22 с.

36. Урсул, Д.А. Общенаучный статус и функции системного подхода // Системные исследования. М.: Наука, 1977. - С. 17. .38.

37. Месарович, М., Мако, Д., Такахара, И. Теория иерархических многоуровневых систем. М.: Мир, 1973. - 486 с.

38. Плющев, Н.Г., Экбер, В.А. Технико-экономическая оценка надежности горного оборудования. М.: Недра, 1969. - С. 5. 19.

39. Надежность технических систем: Справочник / Ю.К. Беляев, В.А. Богатырев, В.В. Болотин и др. Под ред. И.А. Ушакова A.M. М.: Радио исвязь, 1985.-608 с.

40. Болотин, В.В. Применение методов теории вероятности и теории надежности в расчетах сооружений М.: Стройиздат, 1971. - 300 с.-335с53 БуСЛеНК0' Н-ГТ- Моделирование сложных систем. -М.: Наука, 1968.

41. Черкесов, Г.Н. Надежность технических систем с временной избыточностью. М.: Наука, 1974. - 296 с.

42. Мирошников, С.И., Лебедев, Н.И. Моделирование процесса перекрепления выработок методом теории массового обслуживания // Изв. вузов, горный журнал, 1971,№3.-С. 11.17.

43. Нечипоренко, В.И. Структурный анализ и методы построения надежных систем. М.: Советское радио, 1968. - 376 с.

44. Бернштейн, С.Н. О кривых распределения вероятности // Собраниесочинении, том 4.-М.: Наука, 1964.-С. 108.120.

45. Бурчаков, A.C., Черняк, И.Л. О закономерностях деформирования массива пород вокруг одиночных выработок //Уголь, 1969, №6. С. 12. 14.

46. Романовский, В.И. Дискретные цепи Маркова. М.: Гостехиздат, 1949.-420 с.

47. Ушаков, H.A. Оптимальные задачи надежности. М.: изд. стандартов, 1968.-300 с.

48. Беляев, Ю.К. Линейчатые Марковские процессы и их приложение к задачам теории надежности. Труды VI Всесоюзного совещания по теории вероятностей и математической статистике. Вильнюс, 1962. - С. 16. .23.

49. Крамер, Г., Линдбеттер, М. Стационарные случайные процессы. -М.: Мир, 1969.-400 с.

50. Свешников, A.A. Прикладные методы теории случайных функций. -М.: Наука, 1968.-463 с.

51. Никаноров, С.П. Системный анализ и системный подход // Системные исследования М: Наука, 1972. - С. 55. .71.

52. Кариман, С.А., Шрамко, В.М. Надежность производственных процессов при подземной добыче угля. М.: Наука, 1975.-159 с.

53. Амусин, Б.З., Череменский, В.Г., Пискунова, Г.П. Оценка надежности капитальных горных выработок. // Устойчивость и крепление горных выработок. Межвузовский сб. научных трудов. Л.: ЛГИ, 1980, вып.6 - С. 115.117.

54. Бусырев, В.М., Пешев, Н.Г. Оценка надёжности технологических схем выдачи руды при подземной разработке мощных месторождений // Научные исследования и технический прогресс на горных предприятиях Л.: Наука, 1972. — С. 8. 13.

55. Булычев, Н. С. Механика подземных сооружений: Учебник для вузов.— 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Недра, 1994. 382 с.

56. Булычев, Н.С., Амусин, Б.З., Оловянный, А.Г. Расчет крепи капитальных горных выработок. -М.: Недра, 1974. 320 с.

57. Кудрявцев, A.B. Оценка устойчивости транспортных тоннелей. Текст./ A.B. Кудрявцев // Сборник научных трудов «Современные технологии освоения минеральных ресурсов «выпуск 3». Красноярск. - 2005. - С. 208. .211.

58. Антонов, А. Ю. О некоторых факторах, влияющих на статическую работу тоннельной обделки//Метрострой, 1963, № 3-4 С. 46. .50.

59. Прочность и деформируемость горных пород / Ю. М. Карташов, Б. В. Матвеев, Г. В. Михеев, А. Б. Фадеев. М.: Недра, 1979. - 410с.

60. Пиньковский, Г.С., Безазьян, A.B. Определение прочностных характеристик горных пород при естественной влажности // Уголь Украины, 1979, №8.-С. 21.22.

61. Медведев, Р.В. Статистическая интерпретация результатов прочностных испытаний горных пород // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 1974, №4. С. 29. .34.

62. Кудрявцев, A.B. Расчёт несущих конструкций станций метрополитенов мелкого заложения. Текст./ A.B. Кудрявцев, Г.Н. Иванов, JLJL Неронова // Сборник материалов « Эффективные инновации в геотехнологии». -Красноярск. 2005. - С. 249. .252.

63. Вяльцев, М.М., Вяльцева, Т.М. Влияние температуры окружающей среды и влажности на работу системы крепь-порода // Сб. Добыча угля подземным способом. М.: ЦНИЭИуголь, 1977, №8. - С. 6. .7.

64. Вотяков, И.Н. Температурные коэффициенты расширения мерзлых грунтов и породы // Сб. Прочность и ползучесть мерзлых грунтов. М.: изд. АН СССР, 1963.-С. 171. 177.

65. Доставалов, Б.Н. Исследования морозобойного и диагенетического растрескивания пород // Сб. Мерзлотные исследования. Вып. II. М.: изд. МГУ, 1961.-С. 12.29.

66. Шушерина, Е.П. О коэффициенте поперечной деформации и об объемных деформациях мерзлых грунтов в процессе ползучести // Сб. Мерзлотные исследования. ВыпУ. -М.: изд. МГУ, 1961. С. 229.237.

67. Шушерина, Е.П., Вялов С.С. Изучение длительной прочности замороженных грунтов при одноосном сжатии // Сб. Мерзлотные исследования. Вып. III. М.: изд. МГУ, 1966. - С. 10. 14.

68. Шушерина, Е.П., Рачевский, Б.С., Отрощенко, О.П. Исследование температурных деформаций мерзлых горных пород // Сб. Мерзлотные исследования. Вып.Х. -М.: изд. МГУ, 1970. С. 273.279.

69. Лукьянов, B.C., Головко, М.Д. Расчет глубины промерзания грунтов. -М.: Гострансжелдориздат, 1957.-238 с.

70. Баклашов, И.В., Тимофеев, О.В. Конструкции и расчет крепей и обделок. -М.: Недра, 1980. 360 с.

71. Справочник по креплению горных выработок / М.Н. Гелескул, В.Н. Хорин, Е.С. Киселев, Н.П. Бушуев. М.: Недра, 1972. - 368 с.

72. Мельников, Н.И. Анкерная крепь. М.: Недра, 1980. - 340 с.

73. Крепление выработок комбинированной анкер-металлической крепью / В.И. Черемнов, Е.С. Стрельцов, Л.М. Ерофеев и др. // Шахтное строительство, 1981, №1.-С. 24.25.

74. Воронин, B.C. Набрызг-бетонная крепь. М.: Недра, 1980. - 205 с.

75. Вяльцев, М.М. Применение набрызг-бетонной крепи в капитальных выработках шахт. -М.: ЦНИЭИуголь, 1983. 1 с.

76. Ержанов, Ж.С., Айталиев, Ш.М., Шилкин, П.И. Конструирование и расчет набрызг-бетонной крепи. -М.: Недра, 1971. 150 с.

77. Гуминский, М.В., Клыков, Я.Л. Применение набрызг-бетонной и штанговой крепи в Криворожском бассейне. // Шахтное строительство, 1979, №1-С. 16.17.

78. Широков, А.П. Теория и практика применения анкерной крепи. -М.: Недра, 1981.-391 с.

79. Анкерная крепь: Справочник / А.П. Широков, В.А. Лидер, М.А. За-уров и др. // м.: Недра, 1990. 205 с.

80. Кудрявцев, A.B. Повышение надёжности набрызг бетонной крепи при эксплуатации железнодорожных тоннелей. Текст./ A.B. Кудрявцев // Сборник материалов «Перспективные материалы: получение и технологии обработки». - Красноярск. - 2004. - С. 187. .188.

81. Кудрявцев, A.B. Обеспечение устойчивости обделок транспортных выработок. Текст./ A.B. Кудрявцев, P.A. Овсяников // Сборник материалов «Совершенствование технологий производства цветных металлов». Красноярск.-2005.-С. 68.69.

82. Семевский, В.Н. Область применения штанговой крепи. Л.: ЛГИ, 1964.-42 с.

83. Кудрявцев, A.B. Определение технологических параметров тампонажа закрепного пространства. Текст./ A.B. Кудрявцев, Г.О. Фёдоров // Сборник материалов «Перспективные материалы: получение и технологии обработки». Красноярск. - 2004. - С. 45. .46.

84. Ланге, О. Оптимальные решения. М: Прогресс, 1967. - 475 свыпабот^ ??ГВТ^А;В^ОЦеНКа УСТ0ЙЧИВ0СТИ и надежности транспортных выработок. Текст./ С.А. Вохмин, A.B. Кудрявцев // Изв вузов Гооный журнал. 2007. - № 5. - С. 49. .55 вузов, i орныи

85. УТВЕРЖДАЮ» Генеральный директор 000«Крансоярскметропроект>>1. Васильев В.В. 2009 г.о внедрении результатов исследований по диссертационной работе Кудрявцева Андрея Васильевича

86. Зам. генерального директора Зам. главного инженера1. Гоппе В,Р.1. Горобченко A.B.

87. К-Мар«*, 95. Корпус1,7 этаж

88. ИНН 246000835, КПП 246001001, огин0с4017ш7» р*е 40702310Э312В0128764 ^30101810800000000627

89. Заместитель генерального директора по проектным работам1. Главный инженер проекта

90. О. А. Ястребова В. А. Карнаухов

91. Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального обраювання «СнОнрскнй федеральный уннверсн |<м» Институт цветных металлов и золота

92. ООО «КРАСНОЯРСКИНЖИНИРИНГ»1. Согласовано: Утверждаю:

93. Зам. директора по НР, д.т.н. Генеральный директор ООО

94. ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ОБДЕЛКИ ТОННЕЛЯ1. Методические рекомендации

95. Красноярск Желез но горек, 2007

96. Строительство и реконструкция подземных выработок большого сечения.

97. Проектирование горнотехнических зданий и сооружений.

98. Директор института Горного дела, геологии и геотехнологий, доктор геол.-минер. наук, профессор

99. Зав. кафедрой Шахтного и подземного строительства, канд. техн. наук, профессор1. Макаров В.А.1. Вохмин С.А.