Обоснование параметров облегченных крепей и оценка устойчивости пород в околоствольных выработках

• Автор: Сахно, Олег Григорьевич
• Шифр специальности: 05.15.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Кривой Рог
• Количество страниц: 226 c. : ил

СОСТОЯНИЕ ИЗУЧАЕМОГО ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. Методика исследований. Перспективным планом экономического и социального развития СССР на гг. ХХУ1 съездом КПСС, предусматривается дальнейшее обеспечение прироста продукции черной металлургии на основе опережающего развития е сырьевой базы. Среди основных направлений расширения минеральносырьевой базы Криворожского железорудного бассейна большое значение имеет разработка природно богатых руд на глубоких горизонтах . Увеличение глубины ведения горных работ, сопровождающееся ухудшением геологических и горнотехнических условий, требует решения задач по обеспечению быстрейшего ввода в действие новых горизонтов, повышению эффективности капитальных вложений, снижению стоимости сооружаемых объектов и рациональному использованию строительных материалов на основе совершенствования инженерных методов расчета и создания высокоэкономичных проектов, отвечающих современным требованиям научнотехнического прогресса . Все эти вопросы приобретают особое значение в процессе строительства околоствольных выработок, объм работ по сооружению которых составляет от общего объма горнокапитальных работ.


Интенсивная отработка Криворожского железорудного месторождения приводит к быстрому понижению уровня ведения горных работ на подземных рудниках бассейна. Работы по сооружению капитальных горных выработок достигли уже отметки м, а промышленные запасы руды прогнозируются до м и глубже . Есть основания полагать, что в ближайшие лет уровень ведения горнокапитальных работ на большинстве рудников бассейна понизится до отметок м. Вместе с тем на достигнутых глубинах в выработках уже наблюдаются самые разнообразные формы проявления горного давления от постепенного раскрытия трещин и вывалов пород до горных ударов. Многообразие форм проявления горного давления в значительной мере обусловливается свойствами пород, а также степенью и характером их тектонической нарушенноети. Физикомеханические свойства пород и руд Криворожской серии освещаются в работах Г. В.Тохтуева, В. Т.Глушко, В. Г.Борисенко, А. М.Балуты , , ЮО , взятых автором за основу при описании характеристик пород, вскрываемых околоствольными выработками. Ствол и примыкающие к нему выработки на шахтах Кривбасса сооружаются в различных породах, к которым прежде всего относятся амфиболиты зеленокаменные породы или метабазиты, аркозовые песчаники, плагиоклазовые граниты, реже филлиты. Все перечисленные породы обладают высокой крепостью и от
носятся к хрупким породам, способным испытывать упругие деформации в большом диапазоне сжимающих нагрузок от разрушающих . Начиная с глубины 0 м и более, они отнесены к удароопасным 1з . Физикомеханические свойства рассматриваемых пород, полученные в результате лабораторных испытаний образцов , приведены в табл. По структурным особенностям, оказывающим влияние на интенсивность и характер проявления горного давления, аркозы, метабазиты, граниты и филлиты относятся к породам с блочной структурой. Отличительной их особенностью является отсутствие трещин расслоения. Крупные трещины представлены, как правило, четырьмя системами согласнопадающими, обратнопадающими, поперечными и кососекущими. Толща филлитов может иметь более развитую трещиноватость. В некоторых случаях в филлитах насчитывается до семи систем трещин . Исследованиями тектонической нарушенности пород по направлениям, характеризующим элементы залегания пласта, установлено, что породы блочной структуры отличаются невысокой анизотропией трещиноватости массива, которая находится в пределах 0,,5 относительно трещиноватости массива по простиранию. Таблица 1. Удельный весПрочность наМодуль упруКоэффициент Сцепление 4 сяатие . Филлиты
2,
2. К.В. Руппенейтом, из условия наличия двух и более ортогональных систем трещин примерно одинаковой мощности возможно предположить, что рассматриваемые породы Криворожского месторождения характеризуются невысокой деформационной анизотропией. Вследствие этого массив изучаемых разновидностей пород может рассматриваться как квазиизотропный . Ширина раскрытия крупных трещин в породах блочной структуры невелика и колеблется в пределах 0,0, мм, в среднем составляя 0,2 мм . Это объясняется высоким уровнем напряжений в массиве на достигнутых глубинах. Трещины могут быть заполнены перетертым материалом глинкой. На поверхностях трещин бывают видны следы подвижек зеркала и борозда скольжения, в результате чего сцепление по плоскости трещины не превышает I МПа, а по данным проф. Г.Л. Фисенко для скальных пород метаморфического происхождения может быть равным 0, МПа. В породном массиве встречаются отдельные участки трещин, заполненные кальцитом или кварцем. На таких участках сцепление пород по контактам приравнивается к прочности монолитного массива. Крупные трещины в значительной мере предопределяют прочностные свойства массива пород. Здесь следует отметить, что термины свойства массива горных пород, свойства горных пород в массиве и свойства пород в образце приняты в соответствии с предложенными и научно обоснованными доктором технических наук С. Е.Чирковым понятиями . Мелкие трещины ориентируются как крупные и отличаются величиной раскрытия и протяженностью. Размеры мелких трещин ограничены размерами блока отдельности пород.