Разработка технологии создания маркшейдерских опорных сетей на глубоких горизонтах шахт Донбасса с учетом влияния геомеханических процессов

• Автор: Фабричный, Николай Николаевич
• Шифр специальности: 05.15.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 201 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Современное состояние вопроса .

1.2. Задачи и цель исследований.

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ И КЛАССИФИКАЦИЯ ФАКТОРОВ, ВЫЗЫВАЩИХ

ДЕФОРМАЦИИ ПОДЗЕМНЫХ МАРКШЕЙДЕРСКИХ СЕТЕЙ

2.1. Состояние подземных маркшейдерских сетей

на шахтах Донбасса .

2.2. Оценка факторов, вызывающих деформации маркшейдерских сетей . ,

2.3. Классификация условий расположения маркшейдерских сетей .

Выводы.
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ ВЛИЯНИЯ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА УСТОЙЧИВОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ МАРКШЕЙДЕРСКИХ СЕТЕЙ .
3.1. Выбор методики и условий проведения шахтных наблюдений.
3.2. Характеристика наблюдательных станций .
3.3. Анализ результатов наблюдений на станциях глубинных и контурных реперов.
3.4. Анализ результатов повторных полигонометрических ходов по горным выработкам.
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ПУНКТОВ ПОДЗЕМНЫХ МАРКШЕЙДЕРСКИХ СЕТЕЙ МЕТОДАМИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.
4.1. Общие положения.
4.2. Расчет смещений с учетом пространственного характера развития очистных работ
4.3. Расчет смещений с учетом слоистого строения
массива горных пород
4.4. Расчет смещений в неоднородном массиве горных
пород методом конечных элементов МКЭ
4.5. Сравнение результатов аналитических расчетов
и натурных наблюдений.
Выводы.
ГЛАВА 5. ПОСТРОЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ МАРКШЕЙДЕРСКИХ СЕТЕЙ
С УЧЕТОМ ПРОЯВЛЕНИЯ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ.
5.1. Рациональное закрепление подземных маркшейдерских сетей в горных выработках
5.2. Разработка оптимальной конструкции маркшейдерских центров
5.3. Методика контроля и реконструкции подземных маркшейдерских сетей с учетом выявленных закономерностей .
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Поскольку пункты маркшейдерских сетей закрепляются непосредственно в горных выработках, то устойчивость последних определяет устойчивость и маркшейдерских пунктов. И если устойчивость пунктов маркшейдерских сетей до сих пор не стала предметом детального изучения, то проявление горного давления и его влияние на выработки изучаются почти два столетия. К концу ПХ века были изучены основные виды деформирования и разрушения горных пород в выработках. Начало XX века открыло новый период в развитии механики горных пород - создаются более или менее стройные гипотезы о механизме процессов, развивающихся в массиве горных пород при проведении выработок. Конец XIX - начало XX века знаменовались периодом сооружения транспортных тоннелей значительной длины (Сен-Готтардский, Симплонский и др. Швейцарских и Австрийских Альп. В этот период особенно детально изучалось проявление горного давления в тоннелях [, ]. Первой стройной системой взглядов на устойчивость выработок была работа []. Свойства массива горных пород М. М.Протодьяконов уподобил свойствам некоторой условной сыпучей среды и сделал вывод об образовании над выработка! Параметры этого свода связаны с размерами поперечного сечения выработки. В.Д. Слесарев [ТОО] выделял три зоны, окружающие горизонтальную выработку. Границы этих зон он определял методами мтроитель-ной механики и сопротивления материалов. С.Г. Авершин [ I ]впервые предложил изучать кинетику процесса сдвижения пород, а не фиксировать лишь конечные проявления этого процесса. Первые аналитические исследования картины распределений напряжений вокруг выработок выполнил А. Н.Динник []. Изучение сдвижения, деформирования горного массива и перераспределения напряжений в нем под влиянием очистных работ на моделях из эквивалентных материалов проводил Г. Н.Кузнецов [4б], непосредственно в натурных условиях - М. А.Иофис [,3б], В. Н.Земи-сев [], И. А.Петухов [, ], И. М.Петухов [, ], Г. Л.Фисен-ко [9]. Проведение горных выработок вызывает изменение естественного поля напряжений массива горных пород. Первое обусловлено действием закона всемирного тяготения Ньютона, второе - неравномерным распределением в пространстве тектонических движений и деформаций. Проявления горного давления в выработках зависят от сочетания перечисленных факторов, причем, с увеличением глубины разработок не только возрастает горное давление, по возникают и качественные изменения его проявления. Основные качественные изменения проявления горного давления и сдвижения горных пород, связанные с увеличением глубины разработок, заключаются в следующем [П9] . Влияние очистных работ на подготовительные выработки предотвращается охранными целиками относительно небольших размеров. На глубоких горизонтах в предельное состояние переходят большие области вокруг выработок и глубина разработки начинает существенно влиять на размеры этих областей. Охрана подготовительных выработок целиками становится неэффективной. Современные исследователи [, , , , 7] выделяют вокруг выработок несколько зон, в пределах которых породы находятся в разлтчном напряженно-деформированном состоянии (рис. Если напряжения на контуре выработок вследствшг их концентрации превышают пределы прочности пород, то вблизи контура выработки формируется зона нарушенных пород 1У. Зона неупругих деформации Ш - это область массива пород вокруг выработки, в которой проявляются пластические, вязкие деформации . Сразу же после проведения очередного участка выработки породы вокруг нее практически мгновенно образуется зона упругих деформаций П. Она охватывает значительную область вокруг выработки, в том числе и вокруг ранее пройденной части этой же выработки на некотором расстоянии позади забоя. РисЛ. Однако многие исследователи, как правило, не разграничивают признаки, по которым область влияния очистной выработки делится на зоны. Только в работе [4] четко выделены зоны по форме проявления сдвижения горных пород, по характеру деформирования и по характеру напряжений (рис. Состояние горной выработки зависит от того, в какой из указанных зон она расположена. Рис.