Совершенствование проектирования крепи вертикальных стволов с учетом геодинамической активности территории

• Автор: Афанасьев, Игорь Александрович
• Шифр специальности: 25.00.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 141 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ
ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Методика расчета воздействий на крепь
1.2. Обзор метода прогнозирования временных рядов «ББА»
1.3. Методы оценки сейсмического риска
1.4. Обоснование выбора стволов шахт предприятия ОАО «Тыретский солерудник» в качестве объекта исследований
Выводы
Цели и задачи диссертации
2. АНАЛИЗ ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ ДАННЫХ П.ТЫРЕТЬ
ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ
2.1. Анализ сейсмического районирование территории п. Тыреть Иркутской области РФ
2.2. Анализ статистических данных сейсмособытий на территории Иркутской области РФ с помощью базы данных ШвБ
2.3. Анализ данных сейсмографов Байкальского филиала геофизической службы РАН РФ
2.4. Уточнение сейсмичности территории п. Тыреть
Выводы
3. ОЦЕНКА УРОВНЯ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ ДЛЯ
ПОДЗЕМНОГО СООРУЖЕНИЯ
3.1. Анализ двумерного временного ряда геодинамических
данных методом сингулярного разложения
3.1.1. Построение матрицы наблюдений
3.1.2. Анализ и выбор главных компонент
3.1.3. Восстановление ряда по выбранным компонентам

3.2. Прогнозирование временного ряда данных сейсмособтий методом сингулярного разложения
3.3. Формализация идентификации шумовых компонент при анализе временного ряда методом сингулярного разложения
Выводы
4. РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ КРЕПИ ДЛЯ ШАХТЫ ОАО «ТЫРЕТСКИЙ СОЛЕРУДНИК» С УЧЕТОМ ПРОГНОЗИРУЕМОГО УРОВНЯ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ
4.1. Расчет тюбинговой крепи в доломите
4.2. Расчет тюбинговой крепи в илистых отложениях
4.3. Расчет монолитной бетонной крепи в солевых породах
Выводы
5 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ И ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПО АНАЛИЗУ И ПРОГНОЗУ СЕЙСМИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ НА ОАО «ТЫРЕТСКИЙ СОЛЕРУДНИК»
5.1. Методические положения динамического прогноза вероятности сейсмической опасности с помощью метода «SSA»
5.2. Методические положения расчета нагрузки на крепь с прогнозируемым уровнем сейсмической опасности с помощью программного обеспечения Lining Calculator
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Многие месторождения полезных ископаемых находятся в зонах сейсмической активности. Месторождения разрабатываются преимущественно подземным способом, при котором осуществляется строительство капитальных выработок. Подземные сооружения, в частности, вертикальные стволы различных горных выработок, являются чрезвычайно важными и ответственными сооружениями. Стоимость их сооружения велика, а время проходки может достигать не одно десятилетие.
Проектирование, строительство и эксплуатация подобных сооружений требует обоснованного подхода к анализу воздействия сейсмических нагрузок на различные типы конструктивных элементов сооружений, определения их напряженного и деформированного состояний с целью разработки и совершенствования методов расчета их сейсмичности.
Не смотря на то, что существуют карты сейсмического районирования территории РФ (ОСР-97), согласно которым строятся любые сооружения, в т.ч. подземные, даже на относительно спокойных в геологическом отношении равнинных территориях имели место, и возможны в будущем, достаточно сильные и разрушительные землетрясения.
В связи с этим, важной задачей является непрерывный мониторинг уровня сейсмической опасности, с целью принятия необходимых административных и технических мероприятий для предотвращения повреждения крепи подземных сооружений.
Таким образом, исследования, посвященные совершенствованию методики расчета крепи с учетом геодинамической активности территории строительства являются актуальной научной проблемой.
Целью работы являлось уточнение закономерностей динамики геодинамической активности территории, влияющее на напряженно - деформированное состояние горного массива для учета сейсмических нагрузок на крепь вертикальных стволов, что обеспечит повышение уровня безо-
основными сейсмическими районами являются Кавказ, район Байкала, Камчатка, Курильские острова.
Таблица
Соответствие шкалы М8К64 и шкалы Рихтера
МБК-64 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Шкала Рихтера 2,8- 4,3 2,8- 4,3 2,8- 4,3 4,3- 4,8 4,8- 6,2 4,8- 6,2 6,2- 7,3 6,2- 7,3 7,3- 9,0 7,3- 9
Магнитуда определяется для эпицентра землетрясения. Этот эпицентр может находиться как на большей глубине, так и на меньшей. Чем больше глубина, тем слабее ощущается землетрясение на поверхности планеты. Наиболее опасно расположение эпицентра на глубинах меньше 15 километров. Играет большую роль и удаление от эпицентра. Естественно, чем от него дальше, тем толчки слабее. Играет роль и продолжительность сильных подземных толчков. Чем они продолжительнее, тем большие беды приносят.
В РФ используется другая условная характеристика величины землетрясения, эквивалентная магнитуде и называемая энергетическим классом (А). Энергетический класс для землетрясений Прибайкалья определяется по методике Т.Г. Раутиан. Энергетические классы землетрясений варьируют в диапазоне значений до 18...20. В Байкальском регионе для пересчета магнитуд в значения энергетических классов К также приняты формулы Т.Г. Раутиан:
К = 4 + ,8М, при К <14;
И (2.3)
К = 8,1 + 1,16М, при К >14.
Землетрясения опасны из-за различных зданий и сооружений, которые могут быть повреждены и нанести урон людям. В связи с этим были разработаны карты сейсмического районирования. Согласно этим картам разрабатываются проекты и строятся дома и другие сооружения - наземные и подземные.