Технико-экономическое обоснование мероприятий по повышению надежности конструкций устьев вертикальных стволов шахт и технологических схем их строительства

• Автор: Харченко, Дмитрий Игоревич
• Шифр специальности: 25.00.22
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 203 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ИЗУЧЕННОСТИ ТЕМАТИКИ ДИССЕРТАЦИИ

1.1. Конструкции устьев вертикальных стволов

1.2. Технологические схемы строительства устьев

1.3. Методы расчета конструкций устьев вертикальных стволов

1.4. Причины возникновения аварий при проходке устьев вертикальных стволов

1.5. Выводы по главе

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ УСТЬЕВ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
2.1. Методика формирования конечно-элементных моделей устьев в системе РЬАХГБ 30 :
2.1 Л. Общие сведения
2.1.2. Геометрия
2.1.3. Общие настройки
2.1.4. Свойства материалов
2.1.5. Рабочие плоскости
2.1.6. Геологические колонки
2.1.7. Геометрическая модель устья
2.1.8. Построение двумерной сетки
2.1.9. Построение трехмерной сетки
2.1.10. Расчеты
2.1.11. Просмотр полученных результатов
2.2. Моделирование конструкций устья
2.3. Моделирование влияния интерфейса
2.4. Выводы по главе
3. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ОПТИМИЗАЦИИ И ПОВЫШЕНИЮ НАДЕЖНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ УСТЬЕВ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ
3.1. Вертикальное давление на устье
3.1.1. Детерминированный анализ
3.1.2. Вероятностный анализ
3.2. Горизонтальное давление на устье
3.3. Выводы по главе
4. АНАЛИЗ И РАЗРАБОТКА ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМ СТРОИТЕЛЬСТВА УСТЬЕВ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ
4.1. Классификация способов строительства устьев
4.2 Элементы технологических схем. Перспективные технологические схемы

4.2.1. Конструктивные элементы
4.2.2. Порядок выполнения горно-строительных работ
4.2.3. Перспективные технологические схемы
4.3. Научно-техническое сопровождение строительства
4.4. Критерии выбора рациональных схем строительства устьев
4.5. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ УКАЗАТЕЛЬ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Сооружение устьев вертикальных стволов по объему, затратам и продолжительности составляет относительно небольшую долю в общем комплексе работ по строительству шахт и рудников. Надежность устьев в стадиях строительства и эксплуатации во многом предопределяет завершение строительства стволов в запланированные сроки и бесперебойную работу при их эксплуатации. Между тем уровни аварийности при проходке устьев в отдельных регионах страны составляют до 20 % от общего количества строящихся стволов. Пятнадцать процентов устьев после проходки по сведениям Е. П. Калмыкова пришли в аварийное состояние, что сопровождалось значительными затратами времени и средств. Эти показатели существенно ухудшаться, если из общего числа построенных устьев исключить проходки, выполненные в благоприятных горно-геологических условиях. К настоящему времени ситуация существенно не улучшалась, о чем свидетельствуют крупные аварии при строительстве устьев вертикальных стволов и выработок на Уральских предприятиях. Локализация таких аварий, как правило, требует восстановления устья, что не всегда осуществимо. В результате места заложения стволов (ствола) переносятся и все горно-строительные работы выполняются заново. Таким образом, разработка комплекса мероприятий по повышению надежности конструкций устьев и совершенствования технологических схем сооружения устьев с малыми уровнями риска остается актуальной проблемой.
Объект исследований - устья вертикальных стволов.
Предмет исследований - надежность конструкций устьев и технологических схем их строительства.
Основная идея работы — на основе технико-экономического анализа с привлечением исследований объекта в среде ЗБ и имитационного моде-
Окончание таблицы 2.
1 2 3 3
Модель материала Model Mohr- Coulomb Mohr- Coulomb Linear- Elastic
Тип поведения материала Туре Drained (дрениро- ванный) Drained (дрениро- ванный) Drained (дрениро- ванный)
Вес грунта выше уровня грунтовых вод У unsat 18,0 18,0 23,
Вес грунта ниже уровня грунтовых вод У sat 20,0 19,0 23,
Модуль Юнга (константа) Eref МО4 9-103
Коэффициент Пуассона power ст) 0,2 0,2 0,
Сцепление (константа) Cref 49,0 60
Mohr-Coulomb - Clav loam.
General Parameters 1 Interfaces
Material Set
Identification: Clay loam
Material model: tMohr-Coulomb
Material type: ' Drained
Comments
General properties -ïunsat 1^000 ysät
kJ4/m3 I kN/m
Permeability
к ■ лмми 1 m/day
ky : ■0,000 | m/day
k, . 0,000 m/d ay
Advanced..

Cancel
Рис. 2.9. General (общие свойства) окна с набором данных по грунту