Совершенствование технологии тампонажа закрепных пустот капитальных выработок угольных шахт

Росстальной, Евгений Борисович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Совершенствование технологии тампонажа закрепных пустот капитальных выработок угольных шахт
ВАК РФ 25.00.22, Геотехнология(подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование технологии тампонажа закрепных пустот капитальных выработок угольных шахт"

На правах рукописи

ООЗ165474

Росстальной Евгений Борисович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ТАМПОНАЖА ЗАКРЕПНЫХ ПУСТОТ КАПИТАЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК УГОЛЬНЫХ ШАХТ

Специальность 25 00 22 - "Геотехнология (подземная, открытая и строительная)"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово 2008

003165474

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" и ОАО "Кузбасский научно-исследовательский институт шахтного строительства"

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Хямяляйнен Вениамин Анатольевич

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Першин Владимир Викторович

Защита состоится 27 марта 2008 г в ¿2® часов на заседании диссертационного совета Д 212 102 02 Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" по адресу 650026, г. Кемерово, ул Весенняя, 28

^-диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет"

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Кочетков Валерий Николаевич

Ведущая организация ОАО "Кузбассгипрошахт'

Л'

Автореферат разослан

2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Иванов В В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Угольная промышленность является одной из важнейших горнодобывающих отраслей В последние годы наметилась тенденция существенного повышения роли угля в топливно-энергетическом балансе России Объемы добычи угля будут возрастать Так, в Кузбассе к 2025 году планируется увеличить годовую добычу угля со 180 до 270 млн. тонн, что потребует строительства новых угольных шахт современного технического уровня Легкодоступные месторождения угля в основном отработаны Строительство новых шахт будет осуществляться на больших глубинах в осложненных горно-геологических условиях При этом особую актуальность приобретают вопросы проведения, крепления и поддержания капитальных выработок, предназначенных для эксплуатации на весь период работы шахт

В последние годы вполне определенно наметилась тенденция к максимальному использованию свойств массива горных пород и их управлению, вовлечению его в совместную работу с крепью для уменьшения ее материалоемкости и стоимости Одним из способов улучшения свойств массива горных пород и управления его состоянием является последующее инъекционное упрочнение совместно с тампонажем закрепного пространства Глубинное инъекционное упрочнение достаточно трудоемко ввиду необходимости бурения большого количества скважин Вместе с тем, уже при тампонаже закрепных пустот отмечен на практике эффект инъекционного упрочнения цементным молоком пород прикон-турной зоны Учет эффекта инъекционного упрочнения пород при тампонаже закрепных пустот требует изучения влияния тампонажа на напряженно-деформированное состояние массива горных пород, возможности уменьшения нагрузок на крепь и разработку способов контроля состояния массива

На основании вышеизложенного представляется актуальным совершенствование технологии тампонажа закрепных пустот на основе контроля состояния массива горных пород вокруг капитальных выработок

Настоящая работа отражает резучьтаты исследований, выполненных автором в Кузбасском государственном техническом университете и ОАО "Кузнии-шахтострой" в соответствии с координационными планами Минпромэнерго РФ

Цель работы заключается в совершенствовании технологии контролируемого тампонажа закрепных пустот, обеспечивающей снижение трудоемкости и стоимости крепления капитальных выработок угольных шахт

Основная идея работы состоит в учете эффекта инъекционного упрочнения массива горных пород цементным молоком при обосновании технологии заполнения закрепных пустот тампонажным материалом

Задачи исследований:

- изучение процесса и оценка эффективности тампонажа закрепных пустот, -совершенствование способов контроля состояния тампонажного слоя и

упрочненных пород,

-разработка технологии контролируемого тампонажа закрепных пустот с применением инвентарной и передвижной изолирующих оболочек

Методы исследований:

- анализ и обобщение литературных источников,

- лабораторные стендовые исследования процесса тампонажа закрепных

пустот;

- лабораторные экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния массива горных пород вокруг тампонажного слоя на эквивалентных материалах,

- натурные экспериментальные исследования состояния системы "крепь -тампонажный слой - массив горных пород",

- лабораторные и натурные экспериментальные реометрические и электрометрические исследования состояния системы "тампонажный слой - упрочненный массив,

- технические проработки и опытное внедрение технологии тампонажа за-крепных пустот вокруг капитальных выработок

Объекты исследований - технология тампонажа закрепных пустот, тампонажный слой, массив горных пород вокруг тампонажного слоя

Научные положения, защищаемые автором

- тампонажный слой по сравнению с забутовкой закрепных пустот породной мелочью увеличивает несущую способность системы "крепь ГТК -тампонажный слой - массив горных пород" в 1,6-2,5 раза и в зависимости от величины коэффициента устойчивости уменьшает конечные смещения породного контура в 1,8-2,6 раза,

- качество тампонажа обеспечивается применением щитовой инвентарной опалубки, передвижной металлической опалубки или закачкой раствора за крепь, зазоры в которой не должны превышать 0,03 м, при массовом соотношении це-ментно-песчаного раствора Ц.П В = 1.5 1,1 и давлении нагнетания до 0,4 МПа,

- частичное инъекционное упрочнение массива горных пород уменьшает нагрузку на крепь пропорционально проницаемости неупрочненных пород, изменение которой по длине выработки определяют путем поинтервального реомет-рического или электрометрического контроля, что позволяет увеличить расстояние между рамами арочной металлической крепи и обеспечить за счет этого экономию металла на 10-20 %

Научная новизна работы заключается

- в установлении влияния тампонажного слоя на несущую способность системы "крепь - тампонажный слой - массив горных пород" и в оценке конечных смещений в зависимости от коэффициента устойчивости,

- в оценке качества системы "тампонажный слой - упрочненный массив" реометрическим и геоэлектрическим методами путем установления плотности и размеров зоны дополнительного инъекционного упрочнения,

- в обосновании возможности использования опалубок для тампонажа закрепных пустот и режима нагнетания тампонажного раствора,

- в оценке влияния технологических параметров тампонажа и свойств массива горных пород на эффективность дополнительного инъекционного упрочне-

ния массива горных пород

В отличие от результатов исследований, полученных другими авторами, дана оценка дополнительного инъекционного упрочнения массива горных пород в приконтурной к выработке зоне за счет отфильтровывания цементного молока при тампонаже закрепных пустот

Обоснованность и достоверность научных положении, выводов и рекомендаций подтверждается

- использованием апробированных методов лабораторного моделирования на эквивалентных материалах,

- применением стандартных методик и аппаратуры для реометрических и геоэлектрических исследований,

- положительными результатами эффективности дополнительного инъекционного упрочнения в натурных условиях

Личный вклад автора заключается

- в анализе способов крепления капитальных выработок и инъектирования массива горных пород, методов контроля состояния массива;

- в разработке методики и проведении лабораторных экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния массива горных пород вокруг тампонажного слоя,

- в разработке способов контроля состояния системы "тампонажный слой -упрочненный массив",

- в установлении возможности использования изолирующих оболочек при тампонаже закрепных пустот и разработке технологических рекомендаций,

- в проведении натурных экспериментальных исследований оценки эффективности тампонажа закрепных пустот, обработке и анализе их результатов

Научное значение работы заключается в установлении влияния дополнительного инъекционного упрочнения на напряженно-деформированное состояние массива горных пород вокруг тампонажного слоя, оценке плотности и размеров зоны упрочнения

Практическая ценность работы заключается в обосновании возможности уменьшения нагрузок на крепь, экономии материалов и трудозатрат на ее возведение

крепью тампонаж закрепных пустот осуществлялся на опытных участках шахт им 50-летия Октябрьской революции (парный квершлаг гор +50 м), "Саранская" (полевой откаточный штрек гор. +80 м), "Стахановская" (откаточный квершлаг гор + 29 м), "Тентекская" (откаточный штрек гор. +125 м) Основные положения диссертационной работы вошли составной частью в руководящий документ "Методические указания по технологии контролируемого тампонажа закрепных пустот вокруг капитальных горных выработок угольных шахт". Кузниишахтострой, КузГТУ - Кемерово, 2007 - 67 с

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались на Неделе горняка-2006, 2007 (Москва, 2006, 2007 гг), XI Международной научно-практической конференции "Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири" (Кемерово, 2006 г ), VII Международной научно-практической конференции "Безопасность жизнедеятельности предприятий в промышленно-развитых регионах" (Кемерово, 2007 г.), IX Международной научно-практической конференции "Энергетическая безопасность России Новые подходы к развитию угольной промышленности" (Кемерово, 2007 г), ежегодных научных конференциях студентов, аспирантов и преподавателей КузГТУ (Кемерово, 2005-2007 гг)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, в том числе получено 5 авторских свидетельств на изобретения

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, изложена на 144 страницах машинописного текста, содержит 59 рисунков, 14 таблиц, список литературных источников из 151 наименования, 2 приложения

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приведен анализ современных способов крепления и поддержания капитальных горных выработок угольных шахт, инъекционных способов упрочнения массива горных пород и тампонажа закрепных пустот, способов контроля состояния массива горных пород вокруг капитальных выработок

Для крепления капитальных горных выработок применяют арочные металлические, анкерные, монолитные бетонные, металло-бетонные, сборные бетонные и железобетонные крепи Несмотря на то, что в настоящее время применяется очень большое число самых разнообразных конструкций крепей, проблема сохранения выработок в устойчивом состоянии остается одной из наиболее актуальных, особенно для угольной промышленности Наибольшее распространение получила арочная металлическая крепь, объемы применения которой составляют более 60 % В сложных горно-геологических условиях наиболее предпочтительно применять сборные конструкции крепей (например, гладкостенную тюбинговую крепь ГТК), которые способны воспринимать нагрузку сразу после их установки, технологичны в изготовлении и полностью механизировано их возведение

Вопросы технологии и обосновывающие ее методы расчета крепления выработок достаточно полно отражены в работах К А Ардашева, Ю Н. Айвазова, Б 3 Амусина, И В. Баклашова, А А Баряха, Ф А Белаенко, Н С Булычева, А Н Воробьева, С С Давыдова, Л А. Джапаридзе, А Н Динника, В П Друцко, П В Егорова, В В Егошина, А А Еременко, Л. М Ерофеева, Ж. С. Ержанова, Ю 3 Заславского, В Н Каретникова, Б А Картозия, С А Константиновой, И Г Коскова, В Н Кочеткова, Г А Крупенникова, А В Лебедева, Ю. М. Ли-

бермана, А П Максимова, Л Н Насонова, В Л Попова, М. М Протодьяконова, А Г Протосеня, К В Руппенейта, Г Н. Савина, Н. Н Фотиевой, Г С Франкеви-ча, П М Цимбаревича, И Л Черняка, Г Г Штумпфа и др

Одним из перспективных направлений повышения устойчивости выработок и снижения материалоемкости крепи является инъекционное упрочнение массива горных пород и тампонаж закрепных пустот.

Исследованием тампонажа трещиноватых пород и инъекционным укреплением грунтов занимаются в МГГУ, УГГУ, СПбГИ, ИГД им А А Скочинского, НИИОСПе, ПО "Спецтампонажгеология, ОАО "Днепрошахтострой", ОАО "Рос-товшахтострой", ДонУГИ, МГТУ, МакИСИ, КузГТУ, Пермском техническом университете, Гидроспецпроекте, ВНИИГе им Б Е Веденеева, ЦНИИСе, НИИ-ОМШСе, ВИОГЕМе, Кузниишахтострое и некоторых других научно-исследовательских и производственных организациях.

Современный уровень развития инъекционных технологий при проходке выработок в обводненных и нарушенных породах и упрочнении породно: о массива достигнут благодаря работам А Н Адамовича, И Т. Айтматова, Э Э Алласа, А А Баряха, Ю В Буркова, И И Вахрамеева, Н Н. Волкова, П П Гальченко, Е Г Дуда, Е Б Дружко, В В Евтушенко, Ю 3. Заславского, Е П Калмыкова, А Камбефора, Э Я Кипко, Б И Кравцова, Ю Н Куликова, Г И Комарова, В А Лагунова, Н Т Логачева, А 3 Литвина, Г Г Литвинского, О Ю Лушниковой, А П Максимова, Г И Маньковского, В И Митракова, И Д Насонова, В В Першина, Ю А Полозова, Б Д Половова, Л П Понасенко, С М Простова, М А Саламатова, Ю Н Спичака, П С Сыркина, Н Г Трупака, В Б Хейфеца, А В Угляницы, В А Хямяляйнена, М Н Шуплика и др

Установлено, что при тампонаже пустот растворами на основе вяжущего происходит дополнительное глубинное инъекционное упрочнение приконтурной части массива отжимаемым под действием давления нагнетания из тампонажного раствора цементным молоком. Однако эффективность дополнительного инъекционного упрочнения, его закономерности и влияния на напряженно-деформированное состояние массива горных пород в процессе тампонажа закрепных пустот к настоящему времени не изучены Решение этих вопросов, очевидно, возможно только на основе контроля состояния системы "тампонажный слой -массив горных пород"

В целом, вышеприведенные результаты анализа предопределили цель работы и постановку задач исследования

Во второй главе приведены результаты исследования процесса и оценки эффективности тампонажа закрепных пустот

С целью снижения трудозатрат при тампонаже закрепных пустот в горных выработках с рамной крепью и железобетонной затяжкой был выполнен ряд экспериментов Для этого была разработана лабораторная установка, состоящая из вертикального стенда, растворосмесителя и пневморастворонагнетателя (рис 1) Вертикальный стенд позволял изменять зазоры между затяжками При этом учитывалось, что на практике расстояние между затяжками редко превышает 5 см Результаты экспериментов по выбору составов растворов и режимам их нагнетания в закрепное пространство приведены в табл 1

Рис. 1. Схема лабораторной установки для исследования процесса заполнения закрепного пространства твердеющей смесью: 1 - вертикальный стенд; 2 - железобетонная затяжка; 3 - фиксатор раскрытия щели между затяжками; 4 - растворосмеситель; 5 - пневморастворонагнетатель; 6 - рукав для подачи твердеющей смеси в закрепное пространство

Таблица 1

Результаты подбора составов и режимов нагнетания твердеющих смесей в закрепное пространство

03 Состав раствора (весовые части) Кол-во составляющих 82 вГ о в о 1 о 2 ¡5 и а> р Й Й С ?, 2 1 Высота заполнения стенда, см Потери раствора, % и Я Я СЧ

с о я Ц П В Ц, кг п, кг в, л Крупн песка, и 2 я о и э о - П. ¡Й а 4 8 д. 5 « а к « X 5 я 3 4 о 2 я а С

1 1 3 0,7 7 5 2-5 2 0,2-0,4 30,0 нет

2 1 4 1 8 32 8 2-5 4 2 0,2-0.4 100,0 5,0

3 1 3,2 1 11 35 И 2-5 5 3 0,2-0,4 80,0 нет

4 1 5 1,1 8 43 9 2-5 7 3 0,2-0,4 120,0 нет

5 1 5 1,1 16 80 18 2-5 20 2 0,2-0,4 160,0 нет

6 1 5 1,1 16 80 18 2-5 20 2 0,2-0,4 160,0 нет

7 1 5 1.1 16 80 18 2-5 22 3 0,2-0,4 156,0 10,0

8 1 5 1,1 16 80 17,5 2-5 21 5 0,6 180,0 10,0 были пустоты

9 1 5 1,2 8 40 17,5 2-5 22 5 0,6 180,0 10,0 были пустоты

Результаты экспериментов показали, что при подаче раствора в закрепное пространство пневмонагнетателем раствор быстро теряет подвижность, что практически позволяет применять этот способ без потерь раствора. При этом давление нагнетания раствора не должно превышать 0,4 МПа. При повышении давления нагнетания утечки раствора через щели между затяжками не избежать. Раскрытие щели не должно превышать 0,03 м при массовом соотношении цементно-песчаного раствора Ц:П:В = 1:5:1,1.

В последние годы, особенно за рубежом, применяют технологию тампонажа закрепного пространства в выработках, закрепленных рамной крепью с решетчатой затяжкой и укладкой за нее матерчатого рулонного покрытия. В этом слу-

чае для предотвращения утечки раствора через лобовую поверхность выработки на рамы крепи в каждом цикле необходимо укладывать матерчатые рукава и, в первую очередь, нагнетать раствор в эти рукава. Заполненные твердеющей смесью рукава обеспечивают распор рам крепи и плотный контакт между породным контуром и рамами.

Одним из эффективных способов, обеспечивающих снижение затрат на сооружение и поддержание капитальных горных выработок при одновременном обеспечении устойчивого состояния крепи в сложных горно-геологических условиях, является создание комбинированных многослойных конструкций крепей за счет введения в систему "крепь - массив" тампонажного слоя.

Одним из вариантов такого вида крепи является сборная железобетонная тюбинговая крепь ГТК в сочетании с тампонажем закрепного пространства. С целью изучения работы такой комбинированной конструкции автором данной работы совместно с институтом Кузниишахтострой были проведены исследования в лабораторных условиях методом моделирования на эквивалентных материалах.

Исследования работы сборной многошарнирной крепи при забутовке закрепного пространства породной мелочью, с тампонажем закрепного пространства, а также распределение напряжений в массиве модели без крепи осуществляются на специально сконструированном стенде (рис. 2), который позволяет создавать в массиве плоскодеформированное состояние с любым соотношением вертикальных и горизонтальных напряжений. Стенд состоит из квадратной металлической рамы, на каждой стороне которой закреплено по 6 гидродомкратов. Размеры рабочего поля между площадками домкратов - 1300x1000 мм, толщина модели 300 мм.

Рис. 2. Общий вид испытательного стенда

Для создания в модели условий плоско деформированного состояния боковые стенки ее закрываются органическим стеклом толщиной 10 мм и составными металлическими балками из швеллеров и двутавров. Нагрузка на модели создается 2 гидравлическими домкратами через пластины из стали размерами 150x120x20 мм.

В нагнетательную магистраль гидросистемы вмонтированы гидроаккумуляторы, поддерживающие постоянное заданное давление в вертикальных и горизонтальных гидродомкратах, которое измеряется двумя манометрами Максимальная нагрузка на модель составляет около 0,3 МПа Для более полной передачи приложенной нагрузки на модель боковые стенки из оргстекла смазываются тонким слоем парафина или трансформаторного масла

Напряжения в массиве в процессе исследований регистрируются с помощью микродатчиков конструкции Кузниишахтостроя Микродатчик состоит из двух грузовых площадок (диаметр 26 мм, площадь сечения 5,31 см2) Одна из площадок служит крышкой, другая - днищем датчика В крышке установлен шток, который при нагрузке давит на другую пластину, на которую наклеены тен-зодатчики с базой 10 мм сопротивлением 100 Ом

Тензодатчики сопротивления соединены между собой в полумост, включаемый в цепь цифрового измерителя деформаций ИДЦ-1, серийно выпускаемого Новосибирским опытно-экспериментальным заводом ИГД СО РАН. Перед помещением в модель микродатчики тарируются на рычажном прессе

Во время изготовления модели в массив кровли и боков выработки закладываются марки для измерения смещений массива, а по вертикальной и горизонтальной осям симметрии - микродатчики для измерения нормальных 09 (тангенциальных) и аг (радиальных) напряжений

Для оценки эффективности тампонажа выполнены также исследования работы сборной крепи с забутовкой породной мелочью Исследовано напряженное состояние многослойной системы Измерены нагрузки на крепь в модели (табл. 2).

В натурных условиях установление закономерностей совместного деформирования системы "крепь - тампонажный слой - массив" осуществлялось на 12 замерных станциях в выработках, закрепленных сборной железобетонной тюбинговой крепью При этом использованы динамометрические крепи конструкции Кузниишахтостроя Исследования проведены на шахтах им 50-летия Октябрьской революции, "Стахановская", "Казахстанская", "Саранская", "Тентекская" Результаты измерений приведены на рис 3

Таблица 2

Результаты лабораторных измерений нагрузок на крепь в модели

Средняя нагрузка на крепь ГТК, при которой выработка теряет устойчивость Отношение Л/Л

с тампонажем закреггного пространства, МПа с забутовкой) породной мелочью, МПа

В модели

в кровле 0,166 0,068 2,44

в боках 0,265 0,151 1,77

По периметру 1,63

в среднем 0,196 0,119 1,94

и, мм

Рис 3. Графики смещений массива горных пород и в зависимости от критерия устойчивости п 1 - при креплении крепью ГТК с забутовкой породной мелочью, 2 - при креплении крепью ГТК с тампонажем закрепного пространства

В третьей главе приведены результаты разработки и исследований способов контроля эффективности тампонажа закрепных пустот Представлены методика и результаты исследований реометрического и геоэлектрического способов в лабораторных и натурных условиях

Суть реометрического способа заключается в бурении шпуров по контуру выработки, изоляции участка шпура герметизирующим устройством, подаче жидкости или газа в массив на изолированном участке шпура, регистрации расхода, давления и времени нагнетания, определении проницаемости массива При этом фильтрующая способность массива оценивается скоростью падения давления в аккумулирующей емкости или расходом жидкости Передвигая герметизирующее устройство по длине шпура, можно установить границу зоны нарушения и распределение коэффициента трещинова-тости в пределах нарушенной зоны

В зависимости от применяемого расчетного аппарата контролируемым параметром является коэффициент проницаемости кпр, поглощающая способность массива ц или коэффициент трещинной пустотности т (отношение объема пустот к объему исследуемого участка массива)

Нагнетание жидкости или газа производят в одиночные скважины по одной из трех нижеприведенных схем

- при переменной величине испытываемого интервала по схеме суммарного нагнетания, передвигая герметизирующее устройство (пакер) с одной манжетой от забоя к устью скважины, либо производя поочередное бурение и нагнетание с герметизацией только устья скважины (рис 4, а),

- при постоянной величине испытываемого интервала дифференцированно на каждом участке шпура, используя герметизирующее устройство с двумя манжетами, либо с одной манжетой путем поочередного бурения и нагнетания (рис 4,6)

- по схемам одной из выше описанных при наличии параллельного дополнительного шпура, служащего для повышения проницаемости пород и повышения тем самым точности измерений (рис 4, в)

Рис 4. Схемы реометрических измерений с одним изолирующим пакером (а), с двумя пакерами (б), с дополнительной скважиной (в) 1 - аккумулирующая емкость, 2 - манометр, 3 - кран, 4 - изолирующий пакер, 5 - контрольная скважина, 6 - дополнительная скважина

Для определения остаточной пустотности массива после дополнительного инъекционного упрочнения в процессе тампонажа в шпуры после нагнетания в них жидкости или газа по вышеприведенной методике дополнительно поинтер-вально нагнетают тампонажный раствор При этом прогнозное изменение коэффициента пустотности упрочненного массива при удалении от контура выработки определяют из соотношения (а с. № 989067)

(о

т{\) /2( 1) /2(1)'

где т(г) — коэффициент трещинной пустотности как функция безразмерного радиуса, т(1) - значение т на контуре выработки; f\ (г), fiir) - измеренные распределения поглощающей способности горного массива вокруг выработки жидкости и тампонажного раствора, /i(l), fiiX) ~ измеренные поглощающие способности горного массива на контуре выработки жидкости и тампонажного раствора Величину т(1) определяют по формуле (а с №933999)

где тн - коэффициент трещинной пустотности до проведения выработки, ¿У - относительное (отнесенное к радиусу деформированного участка контура выработки) смещение пород на контуре выработки; Я - относительный радиус влияния выработки, г - относительный текущий радиус

Величину тн принимают по данным геологического заключения Величину и определяют либо путем проведения натурных замеров, либо расчетным путем, например по методике Кузниишахтостроя или ВНИМИ.

Комплект реометрической аппаратуры для определения поглощающей способности массива состоит из двух основных частей1 аккумулирующей емкости с манометром и герметизирующего устройства, связанного с емкостью соединительным шлангом

Аккумулирующая емкость предназначена для создания запаса сжатого воздуха и жидкости при максимальном давлении 0,5-0,6 МПа Объем аккумулирующей емкости может составлять 0,025 м\ В качестве аккумулирующей емкости может быть использовано серийно выпускаемое бытовое насосное ручное устрой-

ство типа ОП-1-12 объемом 0,012 м3, а остальная часть заполняется сжатым воздухом Наполнение аккумулирующей емкости сжатым воздухом производят от шахтной сети или ручным насосом

Герметизирующее устройство служит для подачи сжатого воздуха и изоляции исследуемого участка скважины с помощью манжет из вакуумной резины В зависимости от особенностей конструкции различают герметизирующие устройства с одной или двумя манжетами Применяются два известных типа герметизирующих устройств с механическим распором и распором, осуществляемым пневматическим или гидравлическим способами

В устройствах с механическим распором герметизация достигается за счет деформации резиновой манжеты при поступательном перемещении внешней трубы путем навинчивания натяжной гайки Для обеспечения независимости сжатия двух манжет и повышения тем самым качества герметизации герметизирующее устройство снабжено установленными на полой тяге дополнительным приводом для сжатия нижнего уплотнительного элемента и упором, который размещен в перфорированном патрубке над нижним уплотнительным элементом (а с № 987076)

Суть геоэлектрического контроля состояния массива при тампонаже за-крепных пустот заключается в следующем

- контроль гидродинамических процессов заполнения трещин цементным молоком;

- оценка степени заполнения трещин цементным камнем и наличия остаточных пустот

Схема геоэлектрического контроля дополнительного инъекционного упрочнения массива в процессе тампонажа закрепных пустот представлена на рис 5

На участке выработки 1 бурят параллельно две контрольные скважины 5 глубиной Н на расстоянии одну в зоне тампонажа, другую - вне зоны В скважины помещают электроды 6 В процессе тампонажа измерительным прибором 7 фиксируют изменение удельного электрического сопротивления контролируемого участка во времени р(г) и при удалении от контура выработки р(г) На основании полученной зависимости делают вывод о размерах зоны фильтрации цементного

1 - контур выработки, 2 - тампонажный закрепный слой, 3 - тампонажная установка; 4 -зона фильтрации цементного молока, 5 - контрольные скважины, 6 - электроды, 7 -измерительный прибор

Рис 5 Схема геоэлектрического

контроля

молока в массиве горных пород

Измерения производили каротажным прибором конструкции КузГТУ по схеме четырехэлектродного зонда

Экспериментальные исследования дополнительного инъекционного упрочнения массива в процессе тампонажа закрепных пустот выполнены в натурных условиях на опытном участке путевого квершлага гор. -260м ш "Юбилейная" Наиболее характерные результаты геоэлектрического контроля представлены на

Рис 6 Результаты геоэлектрического контроля состояния массива горных пород 1 - рамная металлическая крепь с инвентарной опалубкой, 2 - тампонажная оболочка, 3 - затампонированная переходная зона, заполненная сцементированными обломками, 4 - зона попутной цементации трещиноватого массива, 5 - естественный массив, I - график т(г) до тампонажа заопалубочного пространства, II - то же после тампонажа

Установлено, что на интервале г — 0,67 1,0 м от тампонажного слоя четко прослеживается зона цементации трещиноватой породы Размер зоны цементации составляет в боках выработки при высоте от почвы h < 0,5Rn (радиус выработки) - 1,0 м, при 0,5Rq <h <0,8 7?в - 0,8-1,0 м, в кровле выработки - 0,05-0,10 м

В четвертой главе приведены результаты разработки и опытно-промышленных испытаний технологии контролируемого тампонажа закрепных пустот вокруг капитальных горных выработок Приведена принципиальная технологическая схема тампонажа с вышеизложенными элементами системы контроля массива Даны технические решения по использованию изолирующих оболочек для тампонажа Приведены результаты контроля эффективности тампонажа Описаны примеры опытного внедрения технологии тампонажа

В качестве изолирующих оболочек предложено использовать опалубки Кузниишахтостроя передвижную металлическую и инвентарную щитовую металлическую Передвижная опалубка используется и как временная ограждающая крепь С целью обеспечения податливости системы "тампонажный слой - упрочненный массив" до тампонажных работ за зоной упрочнения образуют разгру-

женную зону взрыванием камуфлетных зарядов (ас №1025894) С целью повышения плотности системы "тампонажный слой - упрочненный массив" предложено бурение шпуров и взрывание в них зарядов осуществлять после проведения тампонажных работ в период схватывания тампонажного раствора (ас №1027400)

При креплении выработок металлической арочной крепью в качестве изолирующей оболочки целесообразно использовать щитовую инвентарную опалубку, секции которой навешиваются на металлические арки. Щитовая инвентарная опалубка для заполнения пространства за крепью включает в себя секции щитов, соединяемых внахлест друг с другом и с секциями соседних щитов. Секции щитов снабжены устройствами для соединения с металлическими профилями арочной крепи и засовом, вставляемым в ручки-скобы

Секции щитов представляют собой прямоугольную трапецию и соединяются между собой наклонными сторонами с нахлестом, образуя прямоугольную форму щита Такая конструкция щитов обеспечивает соединение не только на закруглениях выработок, но и при непараллельной установки рам

Экспериментальные исследования контроля состояния массива на ш "Юбилейная", проведенные на опытном участке, закрепленном арочной металлической крепью, позволили установить особенности структуры техногенного массива (рис. 7)

нажный слой, 3 - слой обломков породы с частично зацементированными пустотами, 4 - зацементированная трещиноватая порода, 5 - незацементированная зона технологической трещиноватости

Несущая способность возведенной крепи в значительной степени зависит от толщины слоя зацементированной породы В реальных условиях толщина этого слоя изменяется в диапазоне от 0,1 до 1,5 м в зависимости от типа породы и ее естественной нарушенное™, технологии проходки выработки, геомеханического влияния соседних выработок, состава смеси, давления ее нагнетания и других факторов Глубина проникновения цементного раствора определяется трещинной проницаемостью пород Существующая технология не позволяет учесть неоднородность горных пород в приконтурной зоне выработки, что приводит в результате к неравнопрочности облицовочно-несущей оболочки и фактическому перерасходу материалов (металла и раствора)

Снижение расхода материалов при сохранении равнопрочности облицовоч-

но-несущей оболочки крепи можно обеспечить за счет учета частичного упрочнения пород при тампонаже заопалубочного пространства

До установки крепи и монтажа опалубки дополнительно измеряют распределение трещинной проницаемости пород по нормали к поверхности выработки по всей длине участка крепления, расчетную нагрузку на облицовочно-несущую оболочку крепи уменьшают пропорционально трещинной проницаемости пород, а параметры крепи изменяют в соответствии с уменьшенной нагрузкой

Результаты проведенного геоконтроля позволили скорректировать параметры крепи с учетом фактического изменения проницаемости приконтурной зоны массива Установлено, что уменьшение расчетной нагрузки на облицовочно-несущую оболочку за счет дополнительного инъекционного упрочнения можно определить по формуле

О^Оц

Дв

где АР - величина уменьшения нагрузки, МПа, а - гидродинамическая постоянная, м/(МПа м2), Рц - давление нагнетания цементно-песчаного раствора, МПа, £Пр - коэффициент проницаемости неупрочненных пород, м2, ац - предел прочности при сжатии зацементированной породы, МПа, /?в - приведенный радиус выработки, м,

Аналогичные работы по тампонажу закрепных пустот и контролю состояния массива выполнены при строительстве главного квершлага гор +180 м ш "Нагорная" закрепленного арочной металлической крепью. При этом уменьшение нагрузки на крепь за счет дополнительного инъекционного упрочнения позволило увеличить расстояние между рамами крепи, что позволило обеспечить экономию металла не менее, чем на 20 %.

Результаты работы использованы ОАО "Кузниишахтострой" при проектировании и реализации технологии тампонажа закрепных пустот с элементами контроля состояния массива на участках капитальных выработок 6 шахт Кузнецкого и 5 шахт Карагандинского угольных бассейнов

В целом результаты опытно-промышленного внедрения технологии тампонажа закрепных пустот на угольных шахтах Кузнецкого и Карагандинского угольных бассейнов показали его эффективность при креплении металлическими арочными, монолитными бетонными и гладкостенными тюбинговыми крепями

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой изложены научно обоснованные технические и технологические решения по совершенствованию технологии тампонажа закрепных пустот капитальных выработок угольных шахт на основе контроля состояния массива, обеспечивающие снижение трудоемкости и стоимости крепления за счет эффекта дополнительного инъекционного упрочнения, имеющие существенное значение для строительной геотехнологии

Основные научные результаты, выводы и рекомендации сводятся к следующему

1 Тампонаж закрепных пустот как первая стадия последующего инъекционного упрочнения массива горных пород нашел достаточно широкое применение при строительстве и поддержании капитальных горных выработок угольных шахт Однако его использование как самостоятельного способа крепления выработок не нашло должного применения вследствие неизученности дополнительного инъекционного упрочнения массива горных пород в процессе тампонажа за-крепного пространства

2 Тампонажный слой увеличивает несущую способность системы "крепь ГТК - тампонажный слой - массив" в 2 раза по сравнению с забутовкой закрепных пустот породной мелочью

3 При креплении выработок крепью ГТК с забутовкой закрепного пространства породной мелочью деформации пород сопровождаются их разрушением в глубь массива на 3,5-4,0 м, а при ГТК с тампонажем - на 0,5-1,0 м

4. Тампонаж закрепного пространства, проведенный через 25-30 суток после проходки выработки, закрепленной ГТК в 1,8-2,5 раза сокращает величину конечных смещений массива горных пород При этом после окончания работ по тампонажу процесс развития смещений полностью прекращается

5 Относительное распределение остаточной пустотности упрочненного массива горных пород после тампонажа реометрическим способом определяется разностью величин относительного распределения поглощающей способности воды и цементного молока, отнесенными к соответствующим величинам на контуре выработки При этом качественную изоляцию опробуемого интервала обеспечивает герметизатор с независимым сжатием каждого уплотнительного элемента за счет дополнительного привода нижнего элемента и упора, размещенного в перфорированном патрубке над ним

6 Относительное распределение пустотности массива горных пород при удалении от контура выработки электрометрическим способом определяется величиной относительного удельного кажущегося сопротивления, отнесенными к соответствующим величинам вне зоны влияния выработки (в ненарушенном массиве) При этом оценка плотности заполнения пустот и трещин осуществляется сравнением результатов замера до и после окончания тампонажных работ

7 Коэффициент заполнения трещин цементным камнем при тампонаже закрепных пустот составляет 30-50 % Размер зоны упрочнения пород при высоте от почвы И < 0,5 Лв (радиус выработки) составляет 1,0 м, при 0,5ЛН <И< 0,8/?в составляет 0,8-1,0 м, в кровле выработки - 0,05-0,10 м

8 Качественный тампонаж обеспечивается применением щитовой инвентарной опалубки, или осуществляется за традиционную крепь, зазоры в которой не должны превышать 0,03 м при массовом соотношении цементно-песчаного раствора Ц П В = 1 5 1,1 и давлении нагнетания до 0,4 МПа

9 Частичное инъекционное упрочнение массива горных пород в процессе тампонажа закрепных пустот за металлической арочной крепью позволяет увеличить расстояние между рамами крепи и обеспечивает экономию металла не менее чем на 20 %

Основное содержание диссертации опубликовано

в изданиях, рекомендованных ВАК России

1 Росстальной, Е Б Лабораторные исследования влияния тампонажа закрепного пространства на несущую способность крепей методом эквивалентных материалов — Кемерово: Вестник КузГТУ. — 2006 - №6 - С 4749

2 Росстальной, Е Б Совершенствование технологии комбинированного крепления выработок с применением сталебетонных конструкций - Кемерово Вестник КузГТУ -2006 -№6 - С 49-53

3 Росстальной, Е Б Тампонаж закрепных пустот как эффективный способ повышения устойчивости капитальных горных выработок - Уголь - 2008 - № 1 -С 15-16

в прочих изданиях

4 Бурков, Ю В Исследование влияния укрепительной цементации на состояние породных массивов / Ю В Бурков, Л П Понасенко, Е Б Росстальной / Материалы научно-технической конференции "Совершенствование техники, технологии и организации шахтного строительства". Кузниишахтострой, НТО-горное -Кемерово, 1980 - С 39-40

5 Бурков, Ю В Упрочнение горных пород цементацией при сооружении горных выработок / Ю В Бурков, Е Г Дуда, В А Жеребцов, Л П Понасенко, Е Б Росстальной, В А Хямяляйнен (Кузниишахтострой) Обзор / ЦНИЭИуголь, ЦБНТИ Минуглепрома УССР, - М, 1981 - 45 с

6 Росстальной, Е Б Заполнение закрепных пустот твердеющими смесями - необходимое условие обеспечения безопасности эксплуатации горных выработок / Материалы XI Международной научно-практической конференции "Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири" ГУ КузГТУ. - Кемерово, 2006 -С 35

7 Росстальной, Е Б Совершенствование технологии тампонажа закрепных пустот капитальных выработок угольных шахт - Кемерово Вестник КузГТУ -2007 - № 6 - С 22-27

8 Ас № 933999 СССР, МКИ3 Е21 С39/00 Способ определения трещино-ватости горных пород вокруг выработок / В А Хямяляйнен, Е Г" Дуда, Е Б Росстальной (СССР) -Заявл 07 04 80, Опубл 07 06 82, Бюл №21

9 А с № 987076 СССР, МКИ3 Е21 СЗЗ/12 Устройство для изоляции опробуемого интервала скважины / В А Хямяляйнен, Е Г Дуда, Е Б Росстальной (СССР) - Заявл 09 07 81, Опубл 07 01 83, Бюл № 1

10 Ас № 989067 СССР, МКИ3 Е21 С39/00 Способ определения пустот горного массива вокруг выработок / В А Хямяляйнен, Е Г Дуда, Е. Б Росстальной (СССР) -Заявл. 31 08.81, Опубл 15.01 83, Бюл № 2

11 А с № 1025894 СССР, МКИ3 Е21 Д11/10 Способ возведения крепи горной выработки / В А Хямяляйнен, В Д Дулин, Ю В Бурков, Е Г Дуда, Е Б Росстальной (СССР) - Заявл 31 03 82, Опубл 30 06 83, Бюл № 24

12 Ас № 1027400 СССР, МКИ3 Е21 Д11/00 Способ возведения крепи горных выработок / Ю В Бурков, В Д Дулин, Е Г Дуда, Е Б Росстальной (СССР) - Заявл 10 03 82, Опубл 07 07 83; Бюл. № 25

Подписано в печать <6~. О2 Формат 60x84/16 Бумага офсетная Отпечатано на ризографе Печ л 1 0 Тираж 100 экз Заказ 80 ГУ КузГТУ, 650026, Кемерово, ул Весенняя, 28 Типография ГУ КузГТУ, 650099, Кемерово, ул. Д Бедного, 4а

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Росстальной, Евгений Борисович

Введение.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА В ОБЛАСТИ КРЕПЛЕНИЯ И ПОДДЕРЖАНИЯ КАПИТАЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК УГОЛЬНЫХ ШАХТ.

1.1. Анализ современных способов крепления и поддержания капи-тальн£1х горных выработок угольных шахт.

1.2. Анализ инъекционных способов упрочнения массивов горных пород и тампонажа закрепных пустот вокруг капитальных горных выработок.

I 1.3. Анализ способов контроля состояния массива горных пород вокруг капитальных выработок.

1.3.1. Способы контроля качества упрочнения тампонирования) горных пород.

1.3.2. Электромагнитные способы контроля состояния и свойств горных пород.

Выводы, цель и задачи исследований.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА И ЭФФЕКТИВНОСТИ

ТАМПОНАЖА ЗАКРЕПНЫХ ПУСТОТ.

2.1 Методика и результаты лабораторных экспериментальных исследований процесса тампонажа закрепных пустот.

2.2. Методика и результаты лабораторных экспериментальных исследований влияния тампонажа закрепных пустот на изменение напряженно-деформированного состояния массива горных пород.

2.2.1. Методика исследований.

2.2.2. Результаты лабораторных исследований.

2.3. Экспериментальные натурные исследования влияния тампонажа на несущую способность крепи.

2.3.1. Методика экспериментальных исследований.

2.3.2. Анализ результатов шахтных наблюдений.

Выводы.

3. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СПОСОБОВ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ТАМПОНАЖНОГО СЛОЯ

И УПРОЧНЕННЫХ ПОРОД.

3.1. Методика и результаты реометрических исследований.

3.1.1. Методика реометрического контроля.

3.1.2. Геометрическое оборудование.

3.1.3. Результаты натурных экспериментальных реометрических исследований.

3.2. Методика и результаты геоэлектрических исследований.

3.2.1. Физические основы и методика геоэлектрического контроля.

3.2.2. Аппаратура для геоэлектрических исследований.

3.2.3. Результаты натурных экспериментальных геоэлектрических исследований.

Выводы.

4. РАЗРАБОТКА И ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОЕ ИСПЫТАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ КОНТРОЛИРУЕМОГО ТАМПОНАЖА ЗАКРЕПНЫХ ПУСТОТ ВОКРУГ КАПИТАЛЬНЫХ

ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК.

4.1. Принципиальная технологическая схема контролируемого тампонажа.

4.2. Принципиальные конструктивные решения изолирующих оболочек для тампонажа.

4.3. Контроль эффективности тампонажа.

4.4. Внедрение технологии тампонажа.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Совершенствование технологии тампонажа закрепных пустот капитальных выработок угольных шахт"

Угольная промышленность является одной из важнейших горнодобывающих отраслей. В последние годы наметилась тенденция существенного повышения роли угля в топливно-энергетическом балансе России. Объемы добычи угля будут возрастать. Так, в Кузбассе к 2025 году планируется увеличить годовую добычу угля до 270 млн. тонн, что потребует строительства новых угольных шахт современного технологического уровня. Легкодоступные месторождения угля в основном отработаны. Строительство новых шахт будет осуществляться на больших глубинах в осложненных горно-геологических условиях. При этом особую актуальность приобретают вопросы проведения, крепления и поддержания капитальных выработок, предназначенных для эксплуатации на весь период работы шахт.

В последние годы вполне определенно наметилась тенденция к максимальному использованию свойств массива горных пород и их управлению, вовлечению его в совместную работу с крепью для уменьшения ее материалоемкости и стоимости. Одним из способов улучшения свойств массива горных пород и управления его состоянием является последующее инъекционное упрочнение совместно с тампонажем закрепного пространства. Глубинное инъекционное упрочнение достаточно трудоемко ввиду необходимости бурения большого количества скважин. Вместе с тем, уже при тампонаже закрепных пустот отмечен на практике эффект инъекционного упрочнения цементным молоком пород приконтурной зоны. Учет эффекта инъекционного упрочнения пород при тампонаже закрепных пустот требует изучения влияния тампонажа на напряженно-деформированное состояние массива горных пород, возможности уменьшения нагрузок на крепь и разработку способов контроля состояния массива.

В диссертационной работе приведены методика и результаты экспериментальных исследований процесса тампонажа закрепных пустот на лабораторном стенде, результаты лабораторных экспериментальных исследований влияния тампонажа на изменение напряженно-деформированного состояния, массива горных пород, результаты натурных экспериментальных исследований влияния тампонажа на несущую способность крепи. Описаны методика и результаты применения реометрического и геоэлектрического способов контроля эффективности тампонажа закрепных пустот. Приведены результаты разработки и опытного применения технологии контролируемого тампонажа закрепных пустот с применением инвентарной и передвижной изолирующих оболочек. Дана оценка эффективности дополнительного инъекционного упрочнения массива горных пород в процессе тампонажа закрепных пустот. Приведены результаты опытно-промышленного внедрения технологии тампонажа.

Методы исследований: анализ и обобщение литературных источников; лабораторные стендовые исследования процесса тампонажа закрепных пустот; лабораторные экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния массива горных пород вокруг тампонажного слоя на эквивалентных материалах; натурные экспериментальные исследования состояния системы "крепь-тампонажный слой - массив горных пород"; лабораторные и натурные экспериментальные реометрические и электрометрические исследования состояния системы "тампонажный слой - упрочненный массив"; технические проработки и опытное внедрение технологии тампонажа закрепных пустот вокруг капитальных выработок.

Объекты исследований - технология тампонажа закрепных пустот, тампонажный слой, массив горных пород вокруг тампонажного слоя.

Научные положения, защищаемые автором:

- контроль пустотности массива горных пород при удалении от контура выработки до и после тампонажа обеспечивается по изменениям удельного электрического сопротивления и поглощения жидкости, отнесенным к соответствующим величинам на контуре и вне зоны влияния выработки, при этом коэффициент заполнения трещин цементным камнем составляет 30-50 %, а размер зоны упрочнения - до 1,0 м; качество тампонажа обеспечивается применением щитовой инвентарной опалубки, передвижной металлической опалубки или закачкой раствора за крепь, зазоры в которой не должны превышать 0,03 м, при массовом соотношении цементно-песчаного раствора Ц:П:В = 1:5:1,1 и давлении нагнетания до 0,4 МПа; частичное инъекционное упрочнение массива горных пород уменьшает нагрузку на крепь пропорционально проницаемости неупрочненных пород, изменение которой по длине выработки определяют путем поинтервального рео-метрического или электрометрического контроля, что позволяет увеличить расстояние между рамами арочной металлической крепи и обеспечить за счет этого экономию металла на 10-20 %.

Научная новизна работы заключается: в установлении влияния тампонажного слоя на несущую способность системы "крепь - тампонажный слой - массив горных пород" и в оценке конечных смещений в зависимости от коэффициента устойчивости; в оценке качества системы "тампонажный слой - упрочненный массив" реометрическим и геоэлектрическим методами путем установления плотности и размеров зоны дополнительного инъекционного упрочнения; в обосновании возможности использования опалубок для тампонажа закрепных пустот и режима нагнетания тампонажного раствора; в оценке влияния технологических параметров тампонажа и свойств массива горных пород на эффективность дополнительного инъекционного упрочнения массива горных пород.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается: использованием апробированных методов лабораторного моделирования на эквивалентных материалах; применением стандартных методик и аппаратуры для реометрических и геоэлектрических исследований; положительными результатами эффективности дополнительного инъекционного упрочнения в натурных условиях.

Личный вклад автора заключается:

- в анализе способов крепления капитальных выработок и инъектирова-ния массива горных пород, методов контроля состояния массива;

- в разработке методики и проведении лабораторных экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния массива горных пород вокруг тампонажного слоя;

- в разработке способов контроля состояния системы "тампонажный слой - упрочненный массив";

- в установлении возможности использования изолирующих оболочек при тампонаже закрепных пустот и разработке технологических рекомендаций;

- в проведении натурных экспериментальных исследований оценки эффективности тампонажа закрепных пустот, обработке и анализе их результатов.

Практическая ценность работы заключается в обосновании возможности уменьшения нагрузок на крепь, экономии материалов и трудозатрат на ее возведение.

Реализация работы. Рекомендации по технологии контролируемого тампонажа закрепных пустот использованы ОАО "Кузниишахтострой" при проектировании и производстве тампонажных работ в Кузбассе на шахтах "Юбилейная" (камера гидроподъема гор. —260 м, закрепленная монолитным бетоном; участок квершлага гор. -260 м, закрепленный арочной металлической крепью), "Нагорная" (главный квершлаг гор. +180 м, закрепленный арочной металлической крепью), "Коксовая" (выработки гор. -135 м, закрепленные монолитной бетонной и металлобетонной крепью), "Зенковская" (главные откаточные выработки горизонта +100 м, закрепленные металлобетонной крепью), "Красно-каменская" (главные откаточные выработки гор. +100 м). В Карагандинском угольном бассейне тампонаж закрепных пустот как самостоятельный способ повышения устойчивости выработок использовался на шахтах "Майкудукская", им. 50-летия Октябрьской революции, "Тентекская" и "Карагандинская" в капитальных выработках, закрепленных арочной металлической крепью. Совместно с гладкостенной тюбинговой крепью тампонаж закрепных пустот осуществлялся на опытных участках шахт им. 50-летия Октябрьской революции (парный квершлаг гор. +50 м), "Саранская" (полевой откаточный штрек гор. +80 м), "Стахановская" (откаточный квершлаг гор. + 29 м), "Тентекская" (откаточный штрек гор. +125 м). Основные положения диссертационной работы вошли составной частью в руководящий документ "Методические указания по технологии контролируемого тампонажа закрепных пустот вокруг капитальных горных выработок угольных шахт". Кузниишахтострой, КузГТУ. - Кемерово, 2007. — 67 с.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждались на Неделе горняка-2006, 2007 (Москва, 2006, 2007 гг.), XI Международной научно-практической конференции "Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири" (Кемерово, 2006 г.), VII Международной научно-практической конференции "Безопасность жизнедеятельности предприятий в промышленно-развитых регионах" (Кемерово, 2007 г.), IX Международной научно-практической конференции "Энергетическая безопасность России. Новые подходы к развитию угольной промышленности" (Кемерово, 2007 г.), ежегодных научных конференциях студентов, аспирантов и преподавателей КузГТУ (Кемерово, 2005-2007 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, в том числе получено 5 авторских свидетельств на изобретения.

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Росстальной, Евгений Борисович

Выводы

1. Технология контролируемого тампонажа закрепных пустот включает в себя приготовление и нагнетание тампонажного раствора, реометрический и геоэлектрический контроль степени заполнения пустот и трещин тампонажным материалом по изменению падения давления закачиваемого воздуха и кажущегося электрического сопротивления в шпурах вокруг выработки.

2. Качественный тампонаж обеспечивается применением щитовой инвентарной опалубки, или осуществляется за традиционную крепь, зазоры в которой не должны превышать 0,03 м при массовом соотношении цементно-песчаного раствора Ц:П:В = 1:5:1,1 и давлении нагнетания до 0,4 МПа.

3. Для обеспечения податливости системы "закрепный тампонажный слой + упрочненный массив" за упрочненной зоной производят камуфлетное взрывание зарядов до начала схватывания скрепляющего состава и разгруженную зону заполняют не схватывающимся пластичным материалом.

4. Уменьшение нагрузки на крепь за счет частичного инъекционного упрочнения горных пород прямо пропорционально давлению нагнетания тампо-нажного раствора, коэффициенту проницаемости неупрочненных пород, прочности упрочненных пород и обратно пропорционально приведенному радиусу выработки.

5. Частичное инъекционное упрочнение массива горных пород в процессе тампонажа закрепных пустот за металлической арочной крепью позволяет увеличить расстояние между рамами крепи и обеспечивает экономию металла не менее, чем на 20 %.

6. Результаты опытно-промышленного внедрения технологии тампонажа закрепных пустот на угольных шахтах Кузнецкого и Карагандинского угольных бассейнов показали его эффективность при креплении металлическими арочными, монолитными бетонными и гладкостенными тюбинговыми крепями.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные результаты, выводы и рекомендации сводятся к следующему.

1. Тампонаж закрепных пустот как первая стадия последующего инъекционного упрочнения массива горных пород нашел достаточно широкое' применение при строительстве и поддержании капитальных горных выработок угольных шахт. Однако его использование как самостоятельного способа крепления выработок не нашло должного применения вследствие неизученности дополнительного инъекционного упрочнения массива горных пород в процессе тампонажа закрепного пространства.

2. Тампонажный слой увеличивает несущую способность системы "крепь ГТК - тампонажный слой - массив" в 2 раза по сравнению с забутовкой закрепных пустот породной мелочью.

3. При креплении выработок крепью ГТК с забутовкой закрепного пространства породной мелочью деформации пород сопровождаются их разруше- ' нием в глубь массива на 3,5-4,0 м, а при ГТК с - на 0,5-1,0 м.

4. Тампонаж закрепного пространства, проведенный через 25-30 суток после проходки выработки, закрепленной ГТК в 1,8-2,5 раза сокращает величину конечных смещений массива горных пород. При этом после окончания работ по тампонажу процесс развития смещений полностью прекращается.

5. Относительное распределение остаточной пустотности упрочненного массива горных пород после тампонажа реометрическим способом определяется разностью величин относительного распределения поглощающей способности воды и цементного молока, отнесенными к соответствующим величинам на контуре выработки. При этом качественную изоляцию опробуемого интервала обеспечивает герметизатор с независимым сжатием каждого уплотнительного элемента за счет дополнительного привода нижнего элемента и упора, размещенного в перфорированном патрубке над ним.

6. Относительное распределение пустотности массива горных пород при удалении от контура выработки электрометрическим способом определяется величиной относительного удельного кажущегося сопротивления, отнесенными к соответствующим величинам вне зоны влияния выработки (в ненарушенном массиве). При этом оценка плотности заполнения пустот и трещин осуществляется сравнением результатов замера до и после окончания тампонажных работ.

7. Коэффициент заполнения трещин цементным камнем при тампонаже закрепных пустот составляет 30-50 %. Размер зоны упрочнения пород при высоте от почвы А < 0,5 Кв (радиус выработки) составляет 1,0 м; при 0,5.Кв <к< 0,8.Кв составляет 0,8-1,0 м; в кровле выработки - 0,05-0,10 м.

8. Качественный тампонаж обеспечивается применением щитовой инвентарной опалубки, или осуществляется за традиционную крепь, зазоры в которой не должны превышать 0,03 м при массовом соотношении цементно-песчаного раствора Ц:П:В = 1:5:1,1 и давлении нагнетания до 0,4 МПа.

9. Частичное инъекционное упрочнение массива горных пород в процессе тампонажа закрепных пустот за металлической арочной крепью позволяет увеличить расстояние между рамами крепи и обеспечивает экономию металла не менее чем на 20 %.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Росстальной, Евгений Борисович, Кемерово

1. Ардашев, К. А. Методы и приборы для исследования проявления горного давления : Справочник / К. А. Ардашев, В. И. Ахматов, Г. А. Катков. М: : Недра, 1981.- 128 с.

2. Баклашов, И. В. Деформирование и разрушение породных массивов. — М. : Недра, 1988,270 с.

3. Баклашов, И. В. Конструкции и расчет крепей и обделок / И. В. Баклашов, О. В. Тимофеев.- М. : Недра, 1979; 263 с.

4. Баклашов, И. В. Механика горных пород / И. В. Баклашов, Б. А.Кар'-тозия. М.: Недра, 1975. - 270 с.

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

6. Барон, Л. И. Абразивность горных пород при добывании / Л. И. Барон;

7. A. В. Кузнецов. М. : изд. АН СССР, 1961. - 135 с.

8. Батугин, С. А. Анизотропия трещиноватости и ее проявление в анизотропии физико-механических свойств горных пород и массивов // Математические методы в механике горных пород / Труды Кузбасск. политех, ин-та, Кемерово, 1972. № 48. - С. 3-38.

9. Безденежных, В. М. Контроль эффективности смолоинъекционного упрочнения трещиноватых скальных пород ультразвуковым методом /

10. B. М. Безденежных, Е. В. Кузьмич, С. И. Пачев и др. // Изв. вузов. Горный журнал. 1987.-№ 7. - С. 7-10.

11. Борисов, А. А. Механика горных пород и массивов. М. : Недра, 1980.-860 с.

12. Боровков, В. П. Об изучении состояния пород в зоне опорного давления / В. П. Боровков,. И. П. Вайнриб, Е. А. Маркина // Механика горных пород : Записки Ленингр. горн, ин-та. Л., 1972. - т. 61, вып.1. - С. 87-91.

13. Булычев, Н. С. Оценка устойчивости трещиноватых скальных пород при проведении горных выработок / В кн. : Устойчивость и крепление горных выработок. Межвузовский сб. № 4, 1977. С. 3-8.

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

15. Булычев, Н. С. Механика подземных сооружений. М. : Недра, 1994, 300 с.

16. Булычев, Н. С. Об оценке устойчивости пород вокруг горных выработок в поле тектонических напряжений / В кн. : Устойчивость и крепление горных выработок // Н. С.Булычев, Н. Н. Фотиева. Межвузовский сб. № 5, 1978.-С. 10-15.

17. Булычев, Н. С. Расчет крепи капитальных горных выработок/ Н. С. Булычев, Б. 3. Амусин, А. Г.Оловянный. М. : Недра, 1974. - 320 с.

18. Бурков, Ю. В. Комбинированные инъекционные крепи / Ю. В. Бурков, В. А. Хямяляйнен, Г. С. Франкевич // РАЕН. Кемерово, 1999. - 289 с.

19. Вахрамеев, И. И. Теоретические основы тампонажа горных пород. -М. : Недра, 1968.-291 с.

20. Гелескул, М. Н. Справочник по креплению горных выработок. М.: Недра, 1972.-368 с.

21. Гелескул, М. Н. Справочник по креплению капитальных и подготовительных горных выработок / Гелескул М. Н., Каретников В. Н. М. : Недра, 1982.-479 с.

22. Глушко, В. Т. Разрушение горных пород и прогнозирование проявлений горного давления / В. Т~. Глушко, В. В. Виноградов. М. : Недра. - 1982. -211 с.

23. Голодковская, Г. А.Определение расчетного коэффициента крепости породы в массиве / В кн. : Гидротехническое строительство / Г. А. Голодковская, А. Г. Лыкошин, В. М. Мостков, С. П. Павлушина. 1977. - № 1. — С. 49-51.

24. Горюнов, И. И. Удельное электрическое сопротивление трещиноватой породы // Прикладная геофизика. М., 1964. - Вып. 38. - С. 173-179.

25. Горюнов, И. И. Электрическое сопротивление трещиноватой породы и его зависимость от коллекторских свойств / И. И. Горюнов, Л. А. Молотков // Труды ВНИГРИ. Л., 1961. - Вып. 165. - С. 53-67.

26. Государственный стандарт Союза СССР (проект). Породы горные, методы определения показателей прочности при сжатии. — Л. : ВНИМИ, 1963. -10 с.

27. Гуджабидзе, И. К. Обоснование и выбор параметров крепей капитальных горных выработок в сложных геомеханических условиях. Дис. канд. техн. наук. — Москва, 1983.

28. Давыдов, В. В. Применение некоторых смол для укрепления горных пород // Проектирование и строительство угольных предпрятий. 1963. —№ 8. -С. 36-38.

29. Давыдов, В. В. Химические способы укрепления горных пород. -М. : Недра, 1965.- 180 с.

30. Дахнов, В. Н. Электрические и магнитные методы исследования скважин. -М. : Недра, 1981. 344 с.

31. Дубровин, В. С. Пенетрационные комплексные геофизические исследования противофильтрационной щелевой завесы- Марганецкого ГОКа /

32. B. С. Дубровин, Ю. С. Погорелов // Геофизические методы контроля и исследования массива горных пород и процессов : Сб. науч. тр. Белгород, 1985.1. C. 102-106.

33. Егоров, П. В. Структура модели горного массива в механизме геомеханических процессов (отв. редактор Г. И. Грицко)/ П. В. Егоров, В. Н. Вылегжанин, В. И. Мурашев. АН СССР, Сиб. фил. Ин-та угля. - Новосибирск : Наука, Сиб. отд-ние, 1990. - 291 с.

34. Ермеков, Т. М. Исследование свойств и напряженно-деформированного состояния пород непосредственной кровли очистных камер ультразвуковым методом (в условиях Джезказгана) : Автореф. дис. канд. техн. наук. Алма-Ата, 1972. - 26 с.

35. Ермолович, В. В. Геоакустический контроль качества тампонажа закарстованных сред // Геофизические методы контроля и исследования массива горных пород и процессов : Сб. науч. тр. Белгород, 1985. - С. 88-94.

36. Ерофеев, Jl. М. Определение области применения гладкостенной тюбинговой крепи / JI. М. Ерофеев, J1. А. Мирошникова, А. А. Рущин, Г. С. Франкевич // Шахтное строительство. -№ 9. 1978. - С. 74-16.

37. Ерофеев, JI. М. Повышение надежности крепи горных выработок / Jl. М. Ерофеев, JI. А. Мирошникова. М. : Недра, 1988. - 248 с.

38. Ерофеев, Jl. М. Расчет крепей горных выработок / Jl. М. Ерофеев,

39. Л. А. Мирошникова. М. : Недра, 1984. - 325 с.

40. Ефремов, Г. Д. Крепь для капитальных горных выработок глубоких шахт. — Уголь Украины, 1963. № 12. - 56 с.

41. Заславский, М. Ю. Экспериментальные исследования эффективности тампонажа закрепного пространства / М. Ю. Заславский, Н. Ф. Бородуля, С. А. Резник и др. // Шахтное строительство 1986. №4. — С. 14-16.

42. Заславский, Ю. 3. Инъекционное упрочнение горных пород / Ю. 3. Заславский, Б. А. Лопухин, Е. Б.Дружко, И. В. Качан. М. : Недра, 1984. - 176 с.

43. Заславский, Ю. 3. Крепление капитальных выработок на больших глубинах / Ю. 3. Заславский, Ф. И. Перепичка. Донецк, Донбасс, 1971. — 230 с.

44. Заславский, Ю. 3. Крепление подземных сооружений / Ю. 3. Заславский, В. М. Мостков. М.: Недра, 1979. — 325 с.

45. Зборщик, М. П. Электромагнитный контроль трещинообразования вокруг горных выработок / М. П. Зборщик, А. М. Малярчук, А. Ф. Морозов // Шахтное строительство. 1978. - № 9. - С. 10-11.

46. Иванов, В. В. Зависимость электросопротивления высокопроводя-щих трещиноватых горных пород от механических напряжений / В. В. Иванов, С. М. Простов, В. В. Дырдин // Изв. вузов, Горный журнал- 1979. № 11-С. 6-10.

47. Изаксон, В. Ю. Оценка устойчивости пород, обнажаемых при строительстве подземных сооружений / В кн. : Устойчивость и крепление горных выработок //Межвузовский сб. Л., 1978. - № 5. - С. 6-9.

48. Исаев, И. И. Способ устойчивости стенок скважин при бурении / Известия вузов. Нефть и газ. № 10. — 1958. - С. 37-40.

49. Калмыков, Е. П. Технологические схемы тампонирования горных пород при сооружении вертикальных стволов / ЦИИЭИуголь. М., 1975. — 28 с.

50. Каретников, В. Н. Крепление капитальных и подготовительных выработок : Справочник / В. Н. Каретников, В. Б. Клейменов, А. Г. Нуждихин. -М. : Недра, 1989.-571 с.

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

52. Кипко, Э. Я. Электрохимический тампонаж неустойчивых пород при сооружении устья шахтных стволов / Э. Я. Кипко, Ю. А. Полозов, П. И. Должиков // Шахтное строительство. 1989. - № 1. - С. 13-15.

53. Кипко, Э. Я. Электрохимический тампонаж обводненных пористых пород / Э. Я. Кипко, Ю. А. Полозов, П. И. Должиков и др. // Шахтное строительство.- 1988.-№ 9. С. 9-13.

54. Клайнер, Й. Тампонаж пород при горнотехнических работах // Глю-кауф. 1979. - № 13. - С. 33-45.

55. Кобранова, В. И. Физические свойства горных пород. (Петрофизи-ка). -М. : Гостоптехиздат, 1962. С. 157-138.

56. Комаров, С. Г. Определение пористости пород по удельному сопротивлению // Прикладная геофизика. М., 1956. - Вып. 14. - С. 129-155.

57. Кондратов, А. Б. Исследование и прогнозирование основных физико-механических свойств породного массива при его инъекционном упрочнении / А. Б. Кондратов, А. А. Барях //ФТРПИ. 1981. - № 5. - С. 6-14.

58. Косков, И. Г. Новые материалы и конструкции крепи горных выработок. М. : Недра, 1987. - 197 с.

59. Кочетков, П. Ф. Использование данных электрометрии скважин для оценки трещиноватости и крепости скальных пород // Труды Гидропроекта. -М., 1966. Вып. 14. - С. 245-253.

60. Кошелев, К. В. Влияние фактора времени на величину смещения пород в горных выработках, шахтное строительство / К. В. Кошелев, В. И. Черняев, № 2. 1985. - С. 13-14.

61. Крупенников, Г. А. Взаимодействие массивов горных пород с крепью вертикальных выработок / Г. А. Крупенников, Н. С. Булычев, Л. М. Козел, И. А. Филатов. М. : Недра, 1966. - 314 с.

62. Крупенников, Г. А. О расчете крепей вертикальных шахтных стволов на пологом падении применительно к условиям типа Донбасса // Труды ВНИМИ, №43, Л., 1961.-С. 290-309.

63. Кузнецов, Г. Н. Моделирование проявлений горного давления. -М. : Недра, 1968.- 195 с.

64. Либерман, Ю. М. Давление на крепь капитальных выработок. М. : Наука, 1969.- 118 с.

65. Литвинский, Г. Г. Способы повышения несущей способности рамной металлической крепи // Крепление, поддержка и охрана горных выработок. Новосибирск, 1983. - С. 24-27.

66. Логов, А. Б. Моделирование состояния угольного комплекса Кузбасса на стадии реструктуризации / А. Б. Логов, В. И. Поварницын, В. Н. Кочетков // Новосибирск: Изд-во Сиб. отд. РАН, 1999. 102 с.

67. Логачев, Н. Т. Цементационные растворы с добавкой жидкого стекла и бентонита // Гидротехн. стр-во. 1966. - № 7. - С. 24-26.

68. Лушникова, О. Ю. Выбор оптимального режима давления нагнетания при тампонажных работах // Шахтное строительство. 1985. - №8. -С. 14-16.

69. Максимов, А. П. Выдавливание горных пород и устойчивость подземных выработок. М. : Госгортехиздат, 1963. - 144 с.

70. Максимов, А. П. Горное давление и крепь выработок. М. : Недра, 1973.- 192 с.

71. Максимов, А. П. Тампонаж горных пород / А. П. Максимов, В. В. Евтушенко. М. : Недра, 1978. - 180 с.

72. Маньковский, Г. И. Специальные способы проходки горных выработок. М. : Углетехиздат, 1958. - С. 453 с.

73. Матонин, П. К. Доследование проявления горного давления в полевых штреках Карагандинского бассейна / В кн. : Горное давление в капитальных и подготовительных выработках // П. К. Матонин, А. О. Спроге, В. П. Яковлев. Новосибирск, 1977. - С. 37-40.

74. Методика автоматизированного проектирования к репей капитальных горных выработок для условий Кузнецкого угольного бассейна / Кузнии-шахтострой. — Кемерово, 1988. 119с.

75. Методика контроля качества укрепления трещиноватых горных пород химическими растворами / Ин-т горн, дела им. А.А. Скочинского- М., 1978.-36 с.

76. Методические указания по контролю последующего инъекционного упрочнении горных пород вокруг выработок растворами / КузПИ; Кузниишах-тострой. Кемерово, 1991. — 32 с.

77. Методические указания по определению коэффициента трещинова-тости горного массива вокруг выработок реометрическим и электрометрическим методами (временные) / Кузниишахтострой; КузПИ. Кемерово, 1988. -36 с.

78. Методическое руководство по оценке напряженного состояния, трещиноватости и степени удароопасности массивов сплошных сульфидных руд комплексным электрометрическим методом. Кемерово, 1978. - 23 с.

79. Минчук, В. П. О методике ультразвукового контроля ледопородных ограждений шахтных стволов / В. П. Минчук, В. П. Жук // Шахтное строительство. 1977.-№ 11. - С. 10-14.

80. Насонов, А. И. Проявления горного давления на больших глубинах в горизонтальных горных выработках. -М. : Недра, 1964. 44 с.

81. Насонов, И. Д. Моделирование горных процессов. М. : Недра, 1969.-206 с.

82. Нестеренко, А. С. Электрометрический метод исследования области неупругих деформаций пород вокруг выработки / А. С. Нестеренко, Д. И. Сосик // Шахтное строительство. 1978. - № 10. - С. 18-20.

83. Нечай, А. М. Оценка продуктивности и коллекторских свойств трещиноватых карбонатных пород // Прикладная геофизика. 1960. - Вып. 26. -С. 149-186.

84. Орлов, В. В. Тампонаж в капитальных горных вы работках. Киев, 1980,- 130 с.

85. Першин, В. В. Надежность технологических систем строительства горных выработок / В. В. Першин, Г. П. Баранов, А. В. Лебедев. М. : Недра,1992.- 159 с.

86. Попов, В. JL Проектирование строительства подземных сооружений. М. : Недра, 1981. - 286 с.

87. Попутников, В.П. Исследования деформации массива пород с целью выбора типов и основных параметров крепей для выработок не подверженных влиянию очистных работ : Дис. канд. техн. наук / МГИ, 1969. 183 с.

88. Потапкин, И. И. Применение метода радиоволновой интроскопии при ведении тампонажных и цементационных работ / И. И. Потапкин, И. Ф. Потапкин, В. Г. Илюшенко и др. // Шахтное строительство. 1985. - № 3. -С. 21-23.

89. Простов, С. М. Геоэлектрический контроль зон укрепления глинистых горных пород / С. М. Простов, В. А. Хямяляйнен, С. П. Бахаева, М. В. Гу-цал // РАЕН. Томск : Изд-во Том. ун-та, 2005. - 127 с.

90. Простов, С. М. Комплексный контроль качества укрепления неустойчивых грунтов инъекционными растворами / С. М. Простов, М. В. Гуцал, О. В. Герасимов // Вестник ТГАСУ. 2003. - № 1. - С. 231-237.

91. Простов, С. М. Комплексный мониторинг процессов высоконапорной инъекции грунтов / С. М. Простов, В. А. Хямяляйнен, О. В. Герасимов // РАЕН. Кемерово; М. : Издат. объединение "Российские университеты" : Куз-бассвузиздат. - АСТШ, 2006. - 94 с.

92. Протодьяконов, М. М. Давление горных пород // Вопросы разрушения и давления горных город. М. :Углетехиздат, 1955. - С. 26-62.

93. Руководство по проектированию крепей подземных горных выработок и расчету крепи. М. : Стройиздат, 1983. - 272 с.

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

95. Руководство по производству предварительной цементации горных пород при проходке вертикальных стволов шахт глубиной до 400-500 м (временное) / Кузниишахтострой. Кемерово, 1972. - 159 с.

96. Руководство по технологии крепления горных выработок с применением опалубки OMIT, основанной на использовании несущей способности упрочненных пород / Ю. В. Бурков, Е. Г. Дуда, Г. И. Комаров, В. А. Хямяляй-нен и др. Кемерово, 1990. - 78 с.

97. Руппенейт, К. В. Некоторые вопросы механики горных пород. -М. : Углетехиздат, 1954. 382 с.

98. Руппенейт, В. К. Введение в механику горных пород / В. К. Руппенейт, Ю. М. Либерман // Госгортехиздат, I960. 356 с.

99. Семенов, А. С. Влияние структуры на удельное сопротивление агрегатов // Геофизика. 1948-№ 12. - С. 43-61.

100. Смирнов, В. В. Акустический контроль качества тампонажа горных пород при сооружении ствола шахты/ В. В. Смирнов, H. Н. Андреева, П. М. Тютюнник и др. // Шахтное строительство. 1986. —№ 8. -С. 4-6.

101. Справочник инженера-шахтостроителя, т. I. М. : Недра. - 1963, С. 180-184.

102. Тарасов, Б. Г. Применение индукционного каротажа для оценки напряженного состояния массивов / Б. Г. Тарасов, С. М. Простов // Вопросы рудничной аэрологии : Труды Кузбасск. политехи, ин-та. Кемерово, 1977. - Вып. 5.-С. 163-168.

103. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Прибор для испытания грунтов на сдвиг. П1СС. М. : Внемторгиздат, 25489/75 (4953). -4 с.

104. Технологические схемы упрочнения массивов горных пород цементацией при проведении капитальных горных выработок в зонах геологичекских нарушений. Кемерово, Кузниишахтострой, 2000. - 70 с.

105. Тимофеев, О. В. Упрочнение угольного массива смолизацией при проведении горных выработок / О. В. Тимофеев, И. Г. Шелехов // Шахтное стр-во.- 1972.-№4.-С. 13-15.

106. Типовые проектные решения № 401-011-60 "Унифицированные сечения горных выработок со сборной железобетонной гладкостенной тюбинговой крепью". M. : 1981. - 93 с.

107. Трупак Н. Г. Цементация трещиноватых пород в горном деле. М. :

108. Металлургиздат, 1956. 420 с.

109. Трупак, Н. Г. Упрочнение нарушенных горных пород цементацией // Шахтное строительство. 1978. - № 7. - С. 5-7.

110. Турчанинов, И. А. Геофизические методы определения и контроля напряжений в массиве / И. А. Турчанинов, В. И. Панин. JI. : Наука, Ленингр. отд. 1976.- 132 с.

111. Тютюнник, П. М. Геоакустический контроль состояния пород и качества предварительного тампонажа массива при сооружении шахтных стволов / П. М. Тютюнник, В. В. Смирнов, В. П. Сбитнев // Шахтное строительство. -1984.-№2.-С. 20-24.

112. Угляница, А. В. Цементация трещиноватых пород в условиях подготовительных горных выработок / А. В. Угляница, В. В. Першин. Кемерово : Кузбасс, гос. техн. ун-т, 1998. - 220 с.

113. Франкевич, Г. С. Определение расчетных нагрузок на сборную железобетонную тюбинговую крепь. Строительство предприятий угольной промышленности. Научно-технический реф. сб. ЦНИЭИуголь, ЦБНТИ Минугле-прома УССР, 1983, № 4. - С. 23-25.

114. Хмелевский, В. К. Опережающая электрическая разведка проходки тоннелей методом ПЭЗ // Изв. вузов. Горный журнал. 1984. - № 10. - С. 7-11.

115. Хохлов, И. В. Комплексное исследование массива горных пород. -М. .-Наука, 1986.- 163 с.

116. Хямяляйнен, В. А. Геоэлектрический контроль разрушения и инъекционного упрочнения горных пород / В. А. Хямяляйнен, С. М. Простое, П. С. Сыркин. -М. : Недра, 1996. 288 с.

117. Хямяляйнен, В. А. Физико-химическое укрепление пород при сооружении выработок / В. А. Хямяляйнен, В. И. Митраков, П. С. Сыркин. М. : Недра, 1996.-352 с.

118. Хямяляйнен, В. А. Формирование цементационных завес вокруг капитальных горных выработок / В. А. Хямяляйнен, Ю. В. Бурков, П. С. Сыркин. М. : Недра, 1994. - 400 с.

119. Хямяляйнен, В. А. Цементация слоистых пород / В. А. Хямяляйнен, Угляница А. В. Кемерово : Изд-во РАЕН, КузГТУ, 2000. - 217 с.

120. Черняк, И. JL Влияние способа проведения выработки на смещения контора выработки. — В кн. : Добыча угля подземным способом. М. : ЦНИЭИ-уголь, 1980, №6.-С. 12-13.

121. Черняк, И. JL Некоторые закономерности деформирования массива песчано-глинистых пород вокруг горизонтальных горных выработок / И. J1. Черняк, А. С. Бурчаков, А. С. Гаркуша // В кн. : Физика горных пород и процессов.-Изд. МГИ, 1971.-С. 19-23.

122. Черняк, И. JL Управление состоянием массива горных пород / И. Л. Черняк, С. А. Ярунин. М. : Недра, 1995. - 320 с.

123. Чумичев, А. М. Каротажные методы исследования скважин /

124. A. М. Чумичев, В. С. Ямщиков // Горная геофизика : Раздел 1. М., 1983. -45 с.

125. Чупрунов, Г. Д. Основы упрочнения горных пород. — М. : Недра, 1965.- 128 с.

126. Шаламанов, В. А. Прогноз прочностных свойств углевмещающих горных пород Кузбасса / В. А. Шаламанов, Г. Г. Штумпф, В. В. Першин. -Томск : Изд-во Том. ун-та, 1995. 160 с.

127. Шейнин, В. И. Определение статистических характеристик вывало-образования на контуре незакрепленной подземной выработки. ФТПРИ, 1969. -№4.-С. 13-17.

128. Шильман, В. Л. Повышение устойчивости горных выработок путем безнапорного тампонажа закрепного пространства тампонажным раствором // Шахтное строительство. — № 9. — 1982. С. 16-18.

129. Шпарбер, П. А. Контроль за процессом замораживания горных пород // Шахтное строительство. 1978. - № 2. - С. 29-30.

130. Штумпф, Г. Г. Физико-механические свойства горных пород и углей Кузнецкого бассейна : Справочник / Г. Г. Штумпф, Ю. А. Рыжков,

131. B. А. Шаламанов, А. И. Петров М. : Недра, 1994. - 448 с.

132. Ямщиков, В. С. Акустическая установка "Цемент-МГИ" для контроля качества предварительного тампонажа горных пород / В. С. Ящиков, П.М. Тютюнник, В. В. Смирнов // Шахтное строительство. 1981. - № 8.1. C. 10-13.

133. Ямщиков, В. С. Методы и средства исследования и контроля горных пород и процессов : Учебник для вузов. М. : Недра, 1932. - 296 с.

134. Barton N, Zien R, Zunge J, Rock Mechanics Vol, 6/4 1974. С. 23-25.

135. Deere D. U. Felsmeihanik und Jngenergeologie Vol, 1, 1963, № 1. -C. 19-22.

136. Lichtenecker, К. Der elektrische Leitungswieder-stand kunstlicher Aggregate // Phusikalische Zeitschrift. Leipzig, 1974. - № 8. - S. 169-183; № 9. -S. 193-210; № 10. - S. 225-233.

137. A.c. 1308683 СССР, МКИ3 E 02 В 3/16. Способ контроля качества пленочного экрана / Ю. С. Погорелов, М. И. Семушев, А. В. Васильев (СССР). Опубл. 07.05.37, Бюл. № 7.

138. A.c. 918918 СССР, МКИ3 G 01 V 3/13. Способ контроля зоны гидроразрыва горных пород / О. И. Чернов, Г. Ф. Бобров, Н. Г. Кю и др. (СССР). -Опубл. 07.04.82, Бюл. № .13.

139. A.c. 972093 СССР МКИ3 Е 21С 39/00. Способ определения заполнения трещин / М. П. Зборщик, А. М. Малярчук, В. В. Назимко и др. (СССР). -Опубл. 07.11.32, Бюл. №41.

140. A.c. № 1025894 СССР, МКИ3 Е21 Д11/10. Способ возведения крепи горной выработки / В. А. Хямяляйнен, В. Д. Дулин, Ю. В. Бурков, Е. Г. Дуда, Е. Б. Росстальной (СССР). Заявл. 31.03.82; Опубл. 30.06.83; Бюл. № 24.

141. A.c. № 107400 СССР, МКИ3 Е21 Д11/00. Способ возведения крепи горных выработок / Ю. В. Бурков, В. Д. Дулин, Е. Г. Дуда, Е. Б. Росстальной (СССР). Заявл. 10.03.82; Опубл. 07.07.83; Бюл. № 25.

142. A.c. № 933999 СССР, МКИ3 Е21 С39/00. Способ определения тре-щиноватости горных пород вокруг выработок / В. А. Хямяляйнен, Е. Г. Дуда, Е. Б. Росстальной (СССР). Заявл. 07.04.80; Опубл. 07.06.82; Бюл. № 21.

143. A.c. № 987076 СССР, МКИ3 Е21 СЗЗ/12. Устройство для изоляции опробуемого интервала скважины / В. А. Хямяляйнен, Е. Г. Дуда, Е. Б. Росстальной (СССР). Заявл. 09.07.81; Опубл. 07.01.83; Бюл. № 1.

144. A.c. № 989067 СССР, МКИ3 Е21 С39/00. Способ определения пустот горного массива вокруг выработок / В. А. Хямяляйнен, Е. Г. Дуда, Е. Б. Росстальной (СССР). Заявл. 31.08.81; Опубл. 15.01.83; Бюл. № 2.

Информация о работе

Росстальной, Евгений Борисович
кандидата технических наук
Кемерово, 2008
ВАК 25.00.22

Диссертация

Совершенствование технологии тампонажа закрепных пустот капитальных выработок угольных шахт - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы