Формирования нагрузок на крепь шахтных стволов в иерархически блочной среде под влиянием современных геодинамических движений

Объектом исследований является крепь шахтных стволов и окружающий массив горных пород. Предметом исследований являются особенности формирования напряженно-деформированного состояния (НДС) крепи, приконтурного массива стволов и приствольных выработок шахты «10-летия независимости Казахстана» в условиях тектонически напряженных низкопрочных массивов скальных горных пород. Рассмотрены особенности формирования нагрузок на крепь стволов и околоствольных выработок на шахте «10-летия независимости Казахстана» в период строительства, проведен анализ характера нарушений крепи в процессе проходки в условиях неоднородного поля напряжений. По результатам многолетних периодических натурных инструментальных наблюдений за изменением напряженного состояния крепи шахтных стволов и околоствольных выработок выявлены основные факторы, влияющие на процесс формирования нагрузок на крепь в условиях запредельного деформирования вмещающего массива пород. Обосновано, что горный массив шахты имеет сложную иерархически блочную структуру и находится под воздействием современных геодинамических движений. По мере увеличения глубины ведения горных работ происходит переход породного массива, вмещающего шахтные стволы, в запредельное напряженно-деформированное состояние. Вследствие этого крепь стволов и околоствольных выработок на различных стадиях строительства испытывает неравномерные сосредоточенные нагрузки, что приводит к нарушению ее целостности.

Ключевые слова: горный массив, вертикальный шахтный ствол, сопряжения ствола, напряжения, деформации, современные геодинамические движения, натурные исследования.
Как процитировать:

Озорнин И.Л., Балек А.Е., Каюмова А.Н. Формирования нагрузок на крепь шахтных стволов в иерархически блочной среде под влиянием современных геодинамических движений // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 3-1. — С. 161–169. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-31-0-161-169.

Благодарности:

Работа выполнена в рамках Государственного задания № 07500581—19— 00. Тема № 0405—2019—007. Тема 3 (2019—2021 гг.).

Номер: 3
Год: 2020
Номера страниц: 161-169
ISBN: 0236-1493
UDK: 622.83
DOI: 10.25018/0236-1493-2020-31-0-161-169
Дата поступления: 21.11.2019
Дата получения рецензии: 21.02.2020
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 20.03.2020
Информация об авторах:

Озорнин Иван Леонидович1 — заведующий лабораторией геомеханики подземных сооружений, е-mail: ivan.ozornin@igduran.ru,
Балек Александр Евгеньевич1 — докт. техн. наук, ведущий научный сотрудник, е-mail: balek@igduran.ru,
Каюмова Альфия Наиловна1 — канд. техн. наук, научный сотрудник, е-mail: alfkaa@mail.ru,
1 Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук (ИГД УрО РАН), 620075, г. Екатеринбург, ул. Мамина-Сибиряка, 58.

 

Контактное лицо:
Список литературы:

1. Балек А.Е., Панжин А.А. Мониторинг деформационных процессов в породном массиве донских хромитовых месторождений: учет влияния иерархической блочности // Современные проблемы механики. — 2018. — № 33(3). — С. 83—91.

2. Walton G., Kim E., Sinha S., Sturgis G., Berberick D. Investigation of shaft stability and anisotropic deformation in a deep shaft in Idaho, United States // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2018, 105, pp. 160—171.

3. Сашурин А.Д., Балек А.Е., Панжин А.А., Усанов С.В. Инновационная технология диагностики геодинамической активности геологической среды и оценки безопасности объектов недропользования // Горный журнал. — 2017. — № 12. — С. 16—20.

4. Озорнин И.Л., Боликов В.Е. Мониторинг деформационных процессов в условиях вторичного структурирования приконтурного массива подземных сооружений // Проблемы недропользования. — 2017. — № 4(15). — С. 81—88.

5. Мельник В.В. Замятин А.Л. Исследование структурных особенностей массива горных пород подземных сооружений // Известия вузов. Горный журнал. — 2008. — № 8. — С. 165—171.

6. Боликов В.Е., Рыбак С.А., Озорнин И.Л. К вопросу о проведении стволов в тектонически-напряженном горном массиве // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2014. — № 10. — С. 163—171.

7. Zhang X., Han Y., Liu S., Su C. Deformation prediction analysis model for the mine shaftwall. Liaoning Gongcheng Jishu Daxue Xuebao (Ziran Kexue Ban). // Journal of Liaoning Technical University (Natural Science Edition), 2014. no 33 (8). pp. 1070—1073.

8. Харисов Т.Ф., Озорнин И.Л. Обоснования эффективной технологии строительства сопряжений шахтных стволов в сложных горно-геологических условиях // Проблемы недропользования. — 2015. — № 1(4). — С. 84—90.

9. Балек А.Е., Сашурин А.Д. Проблема оценки природного напряженнодеформированного состояния горного массива при освоении недр // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2016. — № S21. — С. 9—23.

10. Sun, X.; Li, G.; Zhao, C.; Liu, Y.; Miao, C. Investigation of Deep Mine Shaft Stability in Alternating Hard and Soft Rock Strata Using Three-Dimensional Numerical Modeling. Processes 2019, 7, 2.

11. Wittke W. Rock Mechanics Based on and Anisotropic Jointed Rock Model (AJRM). Wilhelm Ernst & Sohn. 2014. 865 p.

12. Плешко М.С., Курнаков В.А. Анализ нормативной базы и научных исследований в области крепления вертикальных стволов. Направления их дальнейшего развития // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2011. — № 4. — С. 49—53.

13. Yu Q., Yin K., Ma J., Shimada H. Vertical shaft support improvement studies by strata grouting at aquifer zone // Advances in Civil Engineering. 2018;7:1—10. June 2018.

14. Плешко М.С., Сильченко Ю.А., Панкратенко А.Н., Насонов А.А. Совершенствование расчетноэкспериментальных методов проектирования шахтных стволов // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2019. № 12. — С. 55—66.

15. Харисов Т.Ф. Исследования конвергенции породных стенок ствола в условиях запредельного состояния призабойного массива // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. — 2017. — № 5. — С. 46—51.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.