Обоснование способов упрочнения неустойчивых горных пород и руд при подземной разработке месторождений

• Автор: Усков, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 25.00.22
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 301 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1. Анализ существующих классификаций

горных пород по устойчивости
1.2. Механические модели неустойчивого
поведения скального массива
1.3. Дезинтеграционные процессы вокруг
выработок глубоких рудников
1.4. Способы упрочнения неустойчивых
горных пород
1.5. Методы расчета крепей, возводимых

в упрочняемом массиве
ГЛАВА 2. ДЕФОРМИРОВАНИЕ НЕУСТОЙЧИВЫХ
ПОРОД

2.1. Влияние природных и техногенных факторов
на смещения неустойчивых пород в выработку
2.2. Скорость смещения контура выработки и ее связь с временем устойчивого состояния
пород
2.3. Естественная трещиноватость пород и

ее влияние на устойчивость выработок
2.4. Параметры и свойства зоны
упрочнения породного массива
2.5. Выводы
ГЛАВА 3. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИИ УПРОЧНЕНИЯ НЕУСТОЙЧИВОГО МАССИВА
3.1. Параметры щелевой разгрузки забоя выработки

при опережающем упрочнении массива
3.2. Влияние законтурной щелевой разгрузки
на напряженно-деформированное состояние массива
3.3. Эффект саморазрушения
горных пород

3.4. Анкеры повышенной
несущей способности
3.5. Моделирование на эквивалентных материалах вариантов технологии упрочнения неустойчивых пород и руд
3.6. Выводы по главе
ГЛАВА 4. РАЗВИТИЕ МЕТОДА РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ СПЛОШНОЙ ЗАМКНУТОЙ КОЛЬЦЕВОЙ КРЕПИ, ФОРМИРУЕМОЙ УПРОЧНЕНИЕМ НЕУСТОЙЧИВЫХ ПОРОД
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ
ГОРНЫХ ПОГОД
Ъ 5.1. Параметры упрочнения пород кровли
при восходящей слоевой выемке руды в
условиях рудника «Октябрьский» НГМК
5.2. Оборудование для установки полимерных
штанг без применения ампул-патронов и варианты
технологии

Железобетонные штанги (ЖБШ) при относительно низкой удельной стоимости (около 2 дол. США/м, рис. 1.6) обычно имеют относительно большое время вступления крепи под расчетную нагрузку (порядка 10-15 суток). Даже при применении быстротвердеющих составов ЖБШ воспринимают нагрузку через 1,5-2 часа. Удельное усилие закрепления для анкерного стержня ЖБШ (с арматурой из периодического профиля №18 ГОСТ 5781-61, на цементном растворе марки 400-500 [74]) составляет 50-70 кН/м.
Металлические замковые анкера (МЗА) с механическим их закреплением в шпуре вступают под нагрузку сразу по установке, но сложны в изготовлении [73], что определяет относительно более высокую их стоимость при * относительно невысоком удельном усилии закрепления (70-80 кН/м) [75].
Более технологичны в установке разработанные американской фирмой «Ingersoll Rand» анкера «Сплит-Сет» (ССА) [76], представляющие стальную трубку диаметром на 2-3 мм больше диаметра шпура с продольной прорезью по всей длине, конусностью на переднем конце и буртиком для опорной пластины - на заднем. По удельному усилию закрепления ССА равен или чуть уступает ЖБШ, но по стоимости превышает МЗА (рис. 1.6).
Разработанная канадским отделением фирмы «Adas Сорсо» (Швеция) анкерная крепь «Свеллекс» (СВА) [77-80], представляет тонкостенную (до 2 мм) трубку с продольной вмятиной, выполненной холодной прокаткой, заглушенную с обеих сторон. Технология возведения состоит в следующем: на

анкер надевают опорную пластину, вставляют его в шпур и подают воду под давлением 25-30 МПа специальной насосной установкой. Испытания анкеров «Свеллекс» диаметром 32 мм и длиной 122-183 мм в шпурах диаметром 38 мм показали усилие закрепления их 138 кН [80].
Зарубежный [81-85] и отечественный [86-90] опыт применения армо-полимерных штанг (АПШ) с закреплением их в шпурах быстротвердеющими синтетическими смолами показал их эффективность в неустойчивых породах: проникая в трещины, составы склеивают блоки массива, упрочняя его.