Унификация сечений горных выработок с комбинированной крепью
Наведено основні положення по типізації перетинів гірських виробітків, техніко-технологічні рішення по застосуванню комбінованих кріплень із використанням несучої здатності породного масиву і їхні техніко-економічні показники. Обґрунтовано необхідність стендових випробувань кріплення і її елементів....
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Геотехнічна механіка |
|---|---|
| Дата: | 2004 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2004
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/87307 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Унификация сечений горных выработок с комбинированной крепью / В.В. Гамаюнов, В.П. Друцко, Б.В. Алферов, Ю.С. Шаповал, В.Г. Гнездилов // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2004. — Вип. 51. — С. 77-82. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860258817885863936 |
|---|---|
| author | Гамаюнов, В.В. Друцко, В.П. Алферов, Б.В. Шаповал, Ю.С. Гнездилов, В.Г. |
| author_facet | Гамаюнов, В.В. Друцко, В.П. Алферов, Б.В. Шаповал, Ю.С. Гнездилов, В.Г. |
| citation_txt | Унификация сечений горных выработок с комбинированной крепью / В.В. Гамаюнов, В.П. Друцко, Б.В. Алферов, Ю.С. Шаповал, В.Г. Гнездилов // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2004. — Вип. 51. — С. 77-82. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геотехнічна механіка |
| description | Наведено основні положення по типізації перетинів гірських виробітків, техніко-технологічні рішення по застосуванню комбінованих кріплень із використанням несучої здатності породного масиву і їхні техніко-економічні показники. Обґрунтовано необхідність стендових випробувань кріплення і її елементів.
The original positions on typing of cuts of mine workings, technical-technological solutions on applying combined supports with usage of bearing capacity of a rock mass and their overall economics are reduced. The necessity of bench tests of a support and its members is justified.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:52:34Z |
| format | Article |
| fulltext |
77
чески характеризуют контур выработки с вывалом, при наличии тампонажа за-
крепного пространства на глубину 1 м составляют 12 мм (60 см), что обеспечи-
вает снижение конвергенции пород в сторону выработки в 2,3 раза при сравне-
нии со схемами исследуемых моделей, имеющих зоны разупрочненных пород
без тампонажа.
При сравнении полученных результатов можно сделать вывод о том, что
проведение тампонажных работ в зоне разупрочненных пород обеспечивает
повышение устойчивого состояния выработки, с сохранением размеров сече-
ния, необходимых для длительной безремонтной эксплуатации выработки.
Результаты комплекса исследований, проведенных на моделях из эквива-
лентных материалов, позволили сформулировать следующие выводы:
– наличие кольцевой или овоидной формы крепи обеспечивает наименьшие
перемещения пород в сторону выработанного пространства при сравнении с
традиционными видами крепей (арочная с прямыми стойками или крепь
КШПУ);
– наличие вокруг выработки зоны разрушенных пород на глубину до 1 м по-
вышает величину деформаций пород при нагрузках на модель от 25 до 30 кг на
66…57%;
– тампонаж на глубину 0,75...1 м обеспечивает снижение перемещений со
стороны породного массива в 3,8…3,6 раза при увеличении нагрузки на модель
от 20 до 30 кг (0,44...0,67γΗ).
УДК 622.281.5:622.83
В.В. Гамаюнов, В.П. Друцко,
Б.В. Алферов, Ю.С. Шаповал, В.Г. Гнездилов
УНИФИКАЦИЯ СЕЧЕНИЙ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
С КОМБИНИРОВАННОЙ КРЕПЬЮ
Наведено основні положення по типізації перетинів гірських виробітків, техніко-
технологічні рішення по застосуванню комбінованих кріплень із використанням несучої зда-
тності породного масиву і їхні техніко-економічні показники. Обґрунтовано необхідність
стендових випробувань кріплення і її елементів.
UNIFICATION OF CUTS OF MINE WORKINGS
WITH A COMBINED SUPPORT
The original positions on typing of cuts of mine workings, technical-technological solutions on
applying combined supports with usage of bearing capacity of a rock mass and their overall
economics are reduced. The necessity of bench tests of a support and its members is justified.
Важнейшей предпосылкой повышения эффективности работы угольной от-
расли является снижение издержек производства. Решение этой проблемы не-
возможно без сокращения расходов на крепление и поддержание горных выра-
боток, составляющих 50-70% их общей стоимости.
Программой "Українське вугілля" предусмотрено обеспечить рост добычи
78
угля за счет освоения новых месторождений, вскрытия и подготовки добычных
горизонтов, характеризующихся преимущественно увеличением глубины раз-
работки и усложнением геомеханической обстановки. Строительство и соору-
жение горных выработок в связи с этим потребовало применения более мате-
риалоемкой крепи и трудоемких способов крепления, которые в распростра-
ненных условиях III-IY категорий устойчивости пород тем не менее не обеспе-
чивают должной сохранности выработок. В настоящее время около 10% под-
держиваемых выработок деформированы, не соответствуют требованиям ПБ и
требуют ремонта.
Широко применяемая (до 95%) металлическая крепь из специального взаи-
мозаменяемого профиля в сложных горно-геологических и горнотехнических
условиях при существующем типовом решении [1] не обеспечивает устойчиво-
сти выработок и практически исчерпала свои возможности. Действенным на-
правлением обеспечения устойчивости выработок с этой крепью является ис-
пользование несущей способности породного массива при своевременном за-
полнении закрепного пространства твердеющими растворами с заданными сро-
ками твердения и набора прочности, а так же применение в случае необходимо-
сти анкерной крепи.
Заполнение материалами закрепного пространства при строительстве под-
земных сооружений как меры по созданию благоприятных условий для работы
охранных конструкций и предотвращения нежелательных свободных деформа-
ций вмещающей среды применяли с незапамятных времен, еще с начала освое-
ния подземного пространства. В угольной промышленности представительный
опыт применения металлической крепи с тампонажем закрепного пространства
твердеющими растворами имеется на шахтах Западного Донбасса. Ограничен-
но податливая крепь с заполнением закрепного пространства твердеющими со-
ставами по рекомендациям НИИОМШС применена институтами Южгипро-
шахт и Луганскгипрошахт в проектах строительства и реконструкции 16 шахт.
Для ее более широкого применения институтами НИИОМШС, ДонУГИ и Юж-
гипрошахт разработаны "Унифицированные типовые сечения горных вырабо-
ток, закрепленных комбинированным арочным креплением из взаимозаменяе-
мого шахтного профиля" в виде альбома вместе с прилагаемым к ним пособием
"Технология проведения горных выработок с комбинированным креплением",
содержащие конструктивные параметры выработок, основные технические ре-
шения по технологии и техническому обеспечению производства работ по воз-
ведению крепи.
Сечения горных выработок типизированы для металлических арок типа
КМП-А3 из спецпрофиля в соответствии с ТУ У 12.00185790.078-96 и извеще-
нием АП.01.2000 [2], обеспечивающих крепление всех сечений горных вырабо-
ток, содержащихся в проекте [1].
Заполнение закрепного пространства гидравлическими твердеющими мате-
риалами производится за технологической зоной размещения горнопроходче-
ского оборудования после исчерпания конструктивной податливости металли-
ческих арок (последовательная схема) или в забое выработки при частичном
79
совмещении с операциями проходческого цикла (совмещенная схема).
При последующем тампонаже параметры комбинированной крепи опреде-
ляются из условия обеспечения устойчивости выработок до его производства и
дальнейшей ее работе с ограничением вертикальной податливости металличе-
ских арок до 150 мм. В качестве межрамного ограждения применены железобе-
тонные затяжки с гидроизоляцией поверхности крепи слоем (до 20 мм) набрыз-
гбетона, который так же обеспечивает защиту металла крепи от коррозии и в
некоторой степени повышает продольную устойчивость крепи. Тампонажные
цементно-песчаные растворы предусмотрены с расплывом по конусу АзНИИ
не менее 0,18 м и класса по прочности на сжатие В5.
В совмещенной схеме применены тампонажные растворы и мелкозернистые
бетоны повышенной жесткости с осадкой конуса 5-7 см, класса по прочности
на сжатие В12,5 и В15 с изменением толщины оболочки закрепного твердею-
щего материала от 150 до 250 мм в зависимости от заданной грузонесущей спо-
собности крепи. Для межрамного ограждения применен гидроизолирующий
рулонный материал, обеспечивающий совместную работу металлических арок
с закрепным слоем твердеющего материала. Рулонированное гибкое межрам-
ное ограждение работает как вантовая конструкция, оно обладает достаточной
несущей способностью для обеспечения взаимодействия деформированной за-
крепной оболочки и металлических арок при работе комбинированной крепи в
податливом режиме.
На участках зон геологических нарушений и при наличии неустойчивых,
легко обрушающихся пород в кровле выработки при совмещенной схеме там-
понажа для обеспечения безопасных условий в забое и нормального набора
прочности твердеющим материалом применено укрепление породного массива
опережающей анкерной крепью с патронированным неорганическим моноза-
крепителем ПМА по ТУ У 12.00174131.151-94 [3]. В качестве опережающей
также возможно применение анкерной сталеполимерной крепи в соответствии
с требованиями КД 12.01.01.501-98 [4].
Унифицированные типовые сечения горизонтальных и наклонных горных
выработок с комбинированным креплением предназначены для применения
при проектировании расположенных вне зоны влияния очистных работ около-
ствольных дворов, главных квершлагов, центральных уклонов и бремсбергов,
панельных и участковых бремсбергов и уклонов, участковых штреков и квер-
шлагов с глубиной их заложения до 1500 м в неустойчивых и очень неустойчи-
вых породах III-IY категорий устойчивости по СНиП II-94-80.
Сопоставимые технико-экономические показатели строительства горных
выработок с комбинированной арочной крепью и базовой арочной металличе-
ской крепью типа КМП-А3 с обычной забутовкой закрепного пространства для
выработок среднего сечения в породах IY категории устойчивости, определен-
ные на базе ресурсных элементных сметных норм на горнопроходческие рабо-
ты [5] и текущих цен на трудовые и материально-технические ресурсы на 2003
г., приведены в таблице 1.
80
Таблица 1 Затраты на проведение и крепление 1 м горных выработок
Сравниваемые конструкции крепи
Комбинированная
Наименование
показателей
Един.
изме-
рения
при после-
дующем там-
понаже
при совме-
щенном там-
понаже
с анкерами
при совме-
щенном там-
понаже
Металли-
чес-
кая арочная
крепь типа
КМП-АЗ
Трудозатраты
Зарплата:
в том числе:
чел-ч
грн.
72,0
191,0
71,0
246,0
82,0
252,0
55,0
175,0
Рабочих поверхности
3 разряда
чел-ч
грн.
2,42
2,69
0,55
0,61
0,62
0,69
2,23
2,50
Подземных рабочих
3 разряд (0-гр.ст.)
чел-ч
грн.
9,70
23,0
9,40
22,3
9,62
22,8
4,87
11,6
Подземных рабочих
5 разряд (0-гр.ст.)
чел-ч
грн.
14,26
23,5
35,4
108,0
46,3
141,0
8,9
27,0
Подземных рабочих
6 разряд (0-гр.ст.)
чел-ч
грн.
45,72
141,9
25,42
90,0
24,82
87,9
38,8
134,0
Электроэнергия
кВт-ч
грн.
1278
275,0
1082
233,0
1211
260,0
1035
223,0
Материалы грн. 1760,0 1470,0 1523,0 2070,0
в том числе:
Металлические арки
компл.
грн.
2,0
1240
1,43
886
1,25
775
3,0
1860
Железобетонная затяжка
м3
грн.
0,43
235 - - 0,42
210
Металлическая решетча-
тая затяжка
т
грн. - 0,043
77
0,043
77 -
Железобетонные анкера
В том числе:
шт.
грн. - - 5
82 -
раствор
м3
грн. - - 0,02
2 -
арматурная сталь
т
грн. - - 0,05
80 -
Набрызг-бетон для гид-
роизоляции крепи
м2
грн
13,56
57 - -
-
В том числе: цемент т
грн.
0,26
51 - - -
Песок
м3
грн
0,57
6 - - -
Тампонажный раствор
м3
грн
3,07
170 - - -
Закладочный твердею-
щий материал
м3
грн
- 2,35
507
2,35
507 -
Сравнительная стоимость
сооружения выработки
грн. 2226 1949 2035 2468
Приведенные данные свидетельствуют о преимуществе типовых техниче-
ских решений с комбинированной крепью в сравнении с равнозначной стан-
81
дартной металлической крепью при максимальной плотности ее установки.
Типизация сечений горных выработок с комбинированной крепью позволя-
ет решать комплекс задач, включающих повышение безопасной эксплуатации
выработок, обеспечение устойчивости выработок, достижение оптимального
уровня затрат на их строительство и поддержание. Разработанные технологиче-
ские схемы проведения и крепления выработок ориентируют производственные
организации на использование высокопроизводительного горнопроходческого
оборудования, преимущественно выпускаемого заводами Украины, рациональ-
ные технологические приемы и обеспечение безопасных условий труда
В процессе рассмотрения документации по унификации сечений в различ-
ных организациях был поднят вопрос о разработке аналогичных документов,
учитывающих другие направления в области крепления и специфику назначе-
ния капитальных выработок.
Для выработок шахт Львовско-Волынского угольного бассейна целесооб-
разно разработать унифицированные сечения с комбинированной крепью, учи-
тывающей региональные особенности применения крепи из спецпрофиля.
Назрела необходимость унификации крепей выработок большого сечения на
глубоких горизонтах угольных шахт, в том числе камер околоствольных дворов
и других, сохранность которых является условием стабильности работы всей
шахты.
Требуется разработка типовых сопряжений горных выработок на основе
учета геомеханических, технических и технологических факторов.
Выполнение этих работ следует возложить на институт НИИОМШС и про-
ектные институты УкрНИИпроект, Донгипрошахт, Южгипрошахт и другие,
владеющим методическими подходами к типовому проектированию, имеющи-
ми опыт комплексной оценки горно-геологических и горнотехнических усло-
вий при проектировании горных выработок угольных шахт.
Особое значение приобретают возможности комбинированных грузонесу-
щих систем в связи с необходимостью повторного использования извлеченной
металлической крепи из спецпрофиля. В процессе первичной эксплуатации и
последующего выправления после извлечения крепь в результате различных
деформаций снижает свои прочностные показатели. В комбинированной конст-
рукции этот недостаток компенсируется варьированием прочностью и толщи-
ной забутовочного материала, что расширяет перспективы повторного приме-
нения спецпрофиля.
Качество повторно используемой крепи колеблется в широких пределах и
его контроль должен носить систематический характер. В не меньшей мере это
требование относится и к серийно выпускаемым крепям. Фактические физиче-
ские характеристики крепи на основании испытаний их в натуральную величи-
ну могут устанавливаться в институте НИИОМШС, располагающим универ-
сальным оборудованием.
Приказом Госуглепрома Минтопэнерго Украины №Д-26 от 12.10.2000 г.
НИИОМШС определен ведущей организацией в проведении стендовых испы-
таний крепей и их элементов для капитальных выработок. Правовая база этих
82
работ обоснована наличием аккредитованной лаборатории испытания конст-
рукций и подтверждена технической компетентностью института (аттестат ак-
кредитации № 100-1242/2003 и лицензия Госстроя Украины АА №320801.
Рассмотренный комплекс работ направлен на снижение затрат материаль-
ных, трудовых ресурсов и средств на крепление и поддержание горных вырабо-
ток, что в конечном итоге в значительной мере способствует повышению эф-
фективности угледобычи.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Проект 401-011-92.32.90. Сечения горных выработок, закрепленных арочной крепью из взаимозаменяе-
мого шахтного профиля, - Южгипрошахт, Харьков, 1990
2. ТУ У 12.00185790.078-96. Крепи арочные податливые и Извещение АП.01-2000 об изменении Техниче-
ских условий ТУ У 12.00185790.078-96 - ДонУГИ, Донецк, 1996, 2000
3. ТУ У 12.00174131.151-94. Патронированный монозакрепитель анкеров ПМА. Харьков, НИИОМШС,
1994
4. Система обеспечения надежного и безопасного функционирования горных выработок с анкерной кре-
пью. Общие требования: КД 12.01.01.501-98. Разраб. ИГТМ НАН Украины, Днепропетровск, 1999
5. ДБНД 2.2-35-99, Сборник 35, утвержденный приказом №112 Государственного комитета строительства,
архитектуры и жилищной политики Украины от 26.05.2000 г.
УДК 622.831
Г.В. Бабиюк, М.А. Диденко
КОНТРОЛЬ И ДИАГНОСТИКА ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ВЫРАБОТОК
Викладена суть нової методології поточного прогнозування стану виробки під час її про-
ведення, яка складається з моніторингу за розвитком руйнування порід та імітаційного моде-
лювання на ЕОМ, що періодично контролюється за результатами шахтних спостережень.
CHECK AND DIAGNOSTIC OF GEOMECHANICAL PROCESSES
AT A DRIVAGE
The essence of new forecasting methodology of a mine working condition is stated. The meth-
odology may be used during mine working realization. It consists in monitoring of rock destruction
and computer modeling controlled by results of mine supervision.
Опыт сооружения и поддержания горных выработок за последние 25-30 лет
показывает, что, несмотря на совершенствование технологии крепления, при-
менение новых эффективных конструкций и материалов крепей, использование
прогрессивных расчетных методов, высокая надежность горных выработок не
обеспечивается. Так на шахтах Донбасса более чем в 50% выработок крепи де-
формированы, 20% из них находятся в неудовлетворительном состоянии. Еже-
годные объемы перекреплений составляют 8-10% от протяженности поддержи-
ваемых выработок, а численность рабочих, занятых на их ремонте, достигает
11% всех подземных рабочих.
Среди основных причин несоответствия крепи проявлениям горного давле-
ния и больших объемов ремонтов выработок следует отметить сложность про-
гнозирования проявлений горного давления и изменчивость свойств породного
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-87307 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1607-4556 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:52:34Z |
| publishDate | 2004 |
| publisher | Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Гамаюнов, В.В. Друцко, В.П. Алферов, Б.В. Шаповал, Ю.С. Гнездилов, В.Г. 2015-10-17T08:17:48Z 2015-10-17T08:17:48Z 2004 Унификация сечений горных выработок с комбинированной крепью / В.В. Гамаюнов, В.П. Друцко, Б.В. Алферов, Ю.С. Шаповал, В.Г. Гнездилов // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2004. — Вип. 51. — С. 77-82. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/87307 622.281.5:622.83 Наведено основні положення по типізації перетинів гірських виробітків, техніко-технологічні рішення по застосуванню комбінованих кріплень із використанням несучої здатності породного масиву і їхні техніко-економічні показники. Обґрунтовано необхідність стендових випробувань кріплення і її елементів. The original positions on typing of cuts of mine workings, technical-technological solutions on applying combined supports with usage of bearing capacity of a rock mass and their overall economics are reduced. The necessity of bench tests of a support and its members is justified. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехнічна механіка Унификация сечений горных выработок с комбинированной крепью Unification of cuts of mine workings with a combined support Article published earlier |
| spellingShingle | Унификация сечений горных выработок с комбинированной крепью Гамаюнов, В.В. Друцко, В.П. Алферов, Б.В. Шаповал, Ю.С. Гнездилов, В.Г. |
| title | Унификация сечений горных выработок с комбинированной крепью |
| title_alt | Unification of cuts of mine workings with a combined support |
| title_full | Унификация сечений горных выработок с комбинированной крепью |
| title_fullStr | Унификация сечений горных выработок с комбинированной крепью |
| title_full_unstemmed | Унификация сечений горных выработок с комбинированной крепью |
| title_short | Унификация сечений горных выработок с комбинированной крепью |
| title_sort | унификация сечений горных выработок с комбинированной крепью |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/87307 |
| work_keys_str_mv | AT gamaûnovvv unifikaciâsečeniigornyhvyrabotokskombinirovannoikrepʹû AT druckovp unifikaciâsečeniigornyhvyrabotokskombinirovannoikrepʹû AT alferovbv unifikaciâsečeniigornyhvyrabotokskombinirovannoikrepʹû AT šapovalûs unifikaciâsečeniigornyhvyrabotokskombinirovannoikrepʹû AT gnezdilovvg unifikaciâsečeniigornyhvyrabotokskombinirovannoikrepʹû AT gamaûnovvv unificationofcutsofmineworkingswithacombinedsupport AT druckovp unificationofcutsofmineworkingswithacombinedsupport AT alferovbv unificationofcutsofmineworkingswithacombinedsupport AT šapovalûs unificationofcutsofmineworkingswithacombinedsupport AT gnezdilovvg unificationofcutsofmineworkingswithacombinedsupport |