Совершенствование расчетно-экспериментальных методов проектирования шахтных стволов

Характерной особенностью развития отечественной и мировой горнодобывающей промышленности является постоянный рост глубины подземных разработок. Вскрытие таких месторождений осуществляется вертикальными стволами. К одной из самых сложных задач при проектировании шахтных стволов относится определение оптимальных параметров крепи. На практике применяют различные методы расчета, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы, а также ряд противоречий. В условиях роста глубин стволов, ухудшения горно-геологических условий их точность и область эффективного применения уменьшаются. В этой связи, а также учитывая, что на больших глубинах неизбежно снижается достоверность исходной горно-геологической информации, перспективным является дальнейшее совершенствование расчетно-экспериментальных методов. При проходке ствола по параллельной технологической схеме они могут быть реализованы на основе комплексной системы мониторинга, включающей подсистемы анализа и прогноза состояния горного массива и напряженно-деформированного состояния крепи ствола. Данные мониторинга на стадии строительства используются для оценки адекватности расчетных моделей ствола и оперативной корректировки проектных решений. В период эксплуатации они позволяют оценить техническое состояние ствола, а при регулярном пополнении и анализе — своевременно выявлять опасные процессы и реализовывать опережающие защитные меры.

Плешко М. С., Сильченко Ю. А., Панкратенко А. Н., Насонов А. А. Совершенствование расчетно-экспериментальных методов проектирования шахтных стволов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2019. – № 12. – С. 55–66. DOI: 10.25018/02361493-2019-12-0-55-66.

Плешко Михаил Степанович¹ — д-р техн. наук, доцент,
e-mail: mixail-stepan@mail.ru,
Сильченко Юрий Александрович — канд. техн. наук,
заместитель начальника Отдела экспертизы промышленной,
ядерной и радиационной безопасности,
Главгосэкспертиза России, e-mail: yu.silchenko@gge.ru,
Панкратенко Александр Никитович¹ — д-р техн. наук, профессор,
зав. кафедрой, e-mail: sps.misis@mail.ru,
Насонов Андрей Андреевич — канд. техн. наук, и.о. зав. кафедрой,
Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ),
Шахтинский институт (филиал),
¹ НИТУ «МИСиС».

Плешко М.С., e-mail: mixail-stepan@mail.ru.

1. Масленников С. А. К вопросу о проектировании крепи вертикальных стволов в сложных горногеологических условиях // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2016. — № 6. — С. 50—55.
2. Прокопов А. Ю., Прокопова М. В., Ткачева К. Э. Обоснование параметров блочной крепи зумпфов углубляемых вертикальных стволов // Научное обозрение. — 2014. — № 11—3. — С. 768—772.
3. Каледин О. С. Инновационные технологии строительства сверхглубоких шахтных стволов // Горный журнал. — 2014. — № 4. — С. 77—81.
4. Насонов А. А. Эффективные геотехнологии сооружения сверхглубоких вертикальных стволов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № 1. — С. 26—33. DOI: 10.25018/0236-1493-2018-1-0-26-33.
5. 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. DOI: 10.1155/2018/5365987.
6. 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. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2018.03.017.
7. Brown E. T., Hoek E. Trends in relationships between measured rock in situ stresses and depth // Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr. 1978;15:211—215.
8. Фрейдин А. М., Неверов С. А., Неверов А. А., Конурин А. И. К обоснованию выбора и определению параметров геотехнологий добычи руд с учетом вида напряженно-деформиро- ванного состояния горных пород // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2017. — Т. 4. — № 3. — С. 180—185.
9. Сентябов С. В. Формирование напряжений в бетонной крепи вертикальных стволов // Проблемы недропользования. — 2015. — № 1 (4). — С. 71—78.
10. Харисов Т. Ф., Антонов В. А. Обеспечение устойчивости крепи в процессе строительства вертикальных стволов // Проблемы недропользования. — 2014. — № 1 (1). — С. 65—69.
11. Лапин Э. С., Писецкий В. Б., Бабенко А. Г., Патрушев Ю. В. «Микон-Гео» — система оперативного обнаружения и контроля состояния зон развития опасных геогазодинамических явлений при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом // Безопасность труда в промышленности. — 2012. — № 4. — С. 18—22.
12. Zhou Y.-C., Liu J.-H., Huang S., Yang H.-T., Ji H.-G. Performance change of shaft lining concrete under simulated coastal ultra-deep mine environments // Construction and Building Materials. 2019, 230, Article 116909. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2019.1169090, 950-0618.
13. Li X., Xue W., Fu C., Yao Z., Liu X. Mechanical properties of high-performance steelfibre-reinforced concrete and its application in underground mine engineering // Materials. 2019;12(15):2470. DOI: 10.3390/ma12152470.
14. Golik V. I., Hasheva Z. M., Galachieva S. V. Diversification of the economic foundations of depressive mining region // The Social Sciences (Pakistan). 2015;10(6):746—749.