Обоснование параметров проходнического цикла и ледопородного ограждения при строительстве вертикальных стволов

• Автор: Роменский, Андрей Алексеевич
• Шифр специальности: 05.15.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 227 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ ПРОХОДКИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ СПОСОБОМ

ЗАМОРАЖИВАНИЯ И МЕТОД РАСЧЕТА ТОЛЩИНЫ ЛЕДОПОРОДНЫХ

ОГРАЖДЕНИЙ .

1.1. Анализ горнегеологических условий и применяемых технологических схем прохвдкн вертикальных СТВОЛОВ способам замораживания
1.2. Обзор существующих методов определения напряженнодеформированного состояния незакрепленных стенок вертикальных стволов, проводимых в искусственно замороженных породах .
1.3. Анализ методов н результатов исследований физикотехнических свойств замороженных горных пород .

1.4. Актуальность, цель, задачи и методы исследований

Выводы

2. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ЖСЛЕДСВАНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ И МЕХАНИЧЕСКИХ

ПРОЦЕСС В ЛЕДЯШРОДНШ ОГРАЖДЕНИИ ПРИ ПРОХОДКЕ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛ .
2.1. Распределение температурных полей в искусственно неоднородных массивах горных пород.
2.2. Температурные напряжения ж деформации в искусственно замороженных горных породах .
2.3. Исследование механического состояния замороженных пород в ледопородном ограждении
2.4. Распространение упругих волн в неоднородном массиве
ледопороджого ограждения
В ы в о ды
Стр.
3. ЭКСПЕРШЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКОТЕХНЖЕСКЙХ СВОЙСТВ
И НАШЖЕННОДЕФОРМИРШАННаГО СОСТОЯНИЯ ЗАМОРОЖЕННЫХ
ГОРНЫХ ПОРОД
3.1. Методика проведения исследований.
3.2. Исследование физикотехнических свойств замороженных пород в лабораторных условиях
3.3. Исследование состояния массива замороженной горной
породы в натурных условиях .
В ыв о ды
4. ОБОБЩЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТ И ОБОСНШАНИЕ ПАРАМЕТР ПРОХОДЧЕСКОГО ЦИКЛА И ЛЕВДЮРОДНОГО ОГРАЖДЕНИЯ.
4.1. Анализ результатов комплексных исследований замороженных горных пород.
4.2. Факторы, определяющие толщину ледопородного ограждения, высоту заходки и время нахождения ее в незакрепленном состоянии.Г
4.3. Параметры проходческого цикла и ледопородного ограждения при строительстве вертикальных стволов
4.4. Определение экономической эффективности применения рекомендованных параметров проходческого цикла и
толщины ледопородного ограждения.
В н в о дн.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


При сооружении вертикальных стволов в Канаде (провинция Саскачеван) стволов "Ярбо-I","Ял-лан t I*, стволов вахт К-I, К-2; в Польше при строительстве рудников "Любин", "Полковице-I" и в ФРГ при проходке ствола "Шгаф-хорст-I" не обошлось без повреждения замораживающих колонок. На основании непосредственного ознакомления с разрывом замораживающих колонок, а также документальных я литературных источников нами разработана классификация причин прорыва волн, рассола, плывуна в стволы, сооружаемые способом замораживания (табл. Прорыв воды в ствол происходят вследствие нарушения сплошности ледопородного ограждения или нарушения постоянной или временной крепи. Причиной нарушения сплошности ледопородного ограждения может быть влияние как внешних воздействий в виде горного или гидростатического давления, так и внутренних воздействий, вследствие возникновения в замораживающей колонке напряжений свыше предельно допустимых. Причинами, порождающими нарушение ледопородного ограждения и разрыв колонок, могут быть: геологические (переслаивание пород), технические (конструкция колонок) и технологические (бурение замораживающих скважин, режим замораживания пород и технология проходки ствола). Анализ состава пород, на контакте которых произошли повреждения, показывает, что из-за различных теплофизических и механических свойств пород происходит их различное воздействие на ледо-породное ограждение и замораживающие колонки. Создание колонки с различными параметрами по длине не представляется целесообразная ввиду сложности ее изготовления, монтажа и недостаточно детальных для этого геологоразведочных изысканий. Абсолютное большинство повреждений замораживающих колонок обнаружено в местах соединений муфты с трубой. Большое влияние на состояние яедопородного ограждения и замораживающих колонок имеет отклонение замораживающих скважин от вертикали. При этом наибольшую опасность представляют колонки, отклонившиеся к стволу, так как они оказываются в зовах больших перемещений пород, а также колонки с резкими искривлениями, которые создают условия неравномерного воздействия на колонку. Ревкие изменения температуры хладоноснтедя вызывают соответствующие изменения температурных напряжений, что способствует повреждению колонок. Поэтому, изменение температуры рассола должно быть плавным. Все случаи прорыва воды в ствол происходят во время его проходки или при отталваиии яедопородного ограждения. Поэтому особое внимание должно быть уделено технологии сооружения ствола. Остановка проходки ствола, особенно в породах, подверженных пластическим деформациям, влечет за собой снижение прочности пород и пучение вабоя ствола. Поэтому в процессе проходки ствола в этих породах, необходимо исключить перерывы в проходке. По-прежнему остается открытым воцрос качества крепления стволов и жесткости крепи. Деформации замораживающих колонок происходят вследствие перемещения замороженной породы призабойной части ствола как его стенок, так и груди забоя. На прочность и устойчивость ледо-породного ограждения оказывают влияние технологические и природные факторы. К технологическим относятся те, которые зависят от технологии образования ледопородного ограждения и проходки ствола. Это - толщина ледопородного ограждения, степень проморожен-ности забоя ствола, радиус внутреннего контура ледопородного ограждения, участок толщины ледопородного ограждения, на который активно влияют технологические воздействия, наличие временной крепи, высота заходки, величина смещения внутреннего контура ледопородного ограждения, время обнажения стенок ствола в его призабойной части. К природным факторам относятся те, которые существуют вне зависимости от ведения горно-строительных работ. Это - сцепление, угол внутреннего трения, прочность на одноосное сжатие, коэффициент деформации горных пород, а также горное и гидростатическое давления. Из этого большого количества факторов, влияющих на напряженно-деформированное состояние ледопородного ограждения, выбор возможной технологической схемы главным образом определяют толщина ледопородного ограждения и соответствующие ей параметры проходческого цикла: высота ваходки и время ее устойчивого обнажения.