Концепция комплексной оценки технического состояния шахтных стволов

В Российской Федерации в настоящее время продолжают эксплуатироваться десятки вертикальных стволов действующих горных предприятий, пройденных в 50-е – 70-е годы прошлого века, большинство из которых требуют проведения ремонтновосстановительных работ различной степени сложности. Рассмотрена концепция оценки технического состояния шахтных стволов, предусматривающая выделение трех этапов и трех уровней обследовательских работ на объекте. Приведена матрица реализации концепции и рассмотрены конкретные примеры ее применения для оценки технического состояния стволов с большим сроком эксплуатации. Концепция предусматривает выделение трех этапов оценки технического состояния: определение фактических параметров системы «крепь — породный массив»; установление фактического запаса несущей способности крепи и устойчивости околоствольного массива пород; определение поинтервальных и обобщенных критериев технического состояния ствола, а также поверхностного, приконтурного и глубинного уровней обследования. Перечень обследовательских работ включал визуальное исследование крепи, комплекс инструментальных методов, отбор кернов и определение прочности бетонной крепи, геофизическое и геомеханическое изучение околоствольного массива, расчеты и статистическую обработку данных с последующим определением категории технического состояния. В заключение сделан вывод о необходимости более точного ранжирования категорий технического состояния в увязке с последующими работами по реконструкции и восстановлению работоспособности аварийных шахтных стволов.

Машин А. Н. Концепция комплексной оценки технического состояния шахтных стволов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 10. – С. 31–42. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_10_0_31.

Машин Алексей Николаевич — генеральный директор, АО «Трансинжстрой», e-mail: info@tinso.ru.

1. Pleshko M. S., Pankratenko A. N., Pleshko M. V., Nasonov A. A. Assessment of stress— strain behavior of shaft lining in bottomhole area during sinking by real-time monitoring and computer modeling data // Eurasian Mining. 2021, vol. 35, no. 1, pp. 25—30. DOI: 10.17580/ em.2021.01.05.

2. 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.

3. Pleshko M., Meskhi B., Pleshko M. A new method for calculating the combined anchorconcrete support of underground structures // MATEC Web of Conferences. 2018, vol. 170, article 03023. DOI: 10.1051/matecconf/201817003023.

4. Коднянко Е. В. Методика оценки эксплуатационного состояния армировки шахтного ствола // Горная механика и машиностроение. — 2022. — № 2. — С. 52—56.

5. Аглямов А. Р., Калмыков В. Н., Волков П. В., Леонтьева Е. В., Гнедых А. П., Магафуров М. И. Исследование интенсивности коррозии поверхности металлической сетки отремонтированной крепи ствола «Скиповой» СФ АО «Учалинский ГОК» // Актуальные проблемы горного дела. — 2018. — № 1. — С. 29—32.

6. Киброев И. С., Манжосов А. С., Алексеев А. А., Ханина И. А. Методы неразрушающего контроля при оценке состояния бетонной крепи и закрепного пространства в шахтных стволах рудников Талнаха // Горный журнал. — 2022. — № 10. — С. 77—82. DOI: 10.17580/gzh.2022.10.12.

7. Козырев А. А., Панин В. И. Развитие геомеханических исследований в горном институте КНЦ РАН // Труды Кольского научного центра РАН. — 2020. — Т. 11. — № 6-19. — С. 30—44. DOI: 10.37614/2307-5252.2020.6.19.003.

8. Sheng Z., Wenchao H., Yongsuo L., Yuchi Z. Thickness Identification of Tunnel Lining Structure by Time—Energy Density Analysis based on Wavelet Transform // Journal of Engineering Science and Technology Review. 2019, vol. 12, no. 4, pp. 28—37. DOI: 10.25103/jestr. 124.04.

9. Bruneau G., Tyler D. B., Hadjigeorgiou J., Potvin Y. Influence of faulting on a mine shaft — a case study: Part I — Background and Instrumentation // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2003, vol. 40, pp. 95—111. DOI: 10.1016/S1365-1609(02)00115-6.

10. Jendryś M. Analysis of stress state in mine shaft lining, taking into account superficial defects // IOP Conference Series Earth and Environmental Science. 2019, vol. 261, no. 1, article 012016. DOI: 10.1088/1755-1315/261/1/012016.

11. Пестрикова В. С., Тарасов В. В., Загвоздкин И. В. Жизненные циклы системы комплекса шахтных стволов на верхнекамском месторождении // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2021. — № 3. — С. 213—221. DOI: 10.46689/ 2218-5194-2021-3-1-207-215.

12. Chao C., Jian Z., Tao Z., Weixun Y. Evaluation of vertical shaft stability in underground mines: comparison of three weight methods with uncertainty theory // Natural Hazards. 2021, vol. 109, pp. 1—23. DOI: 10.1007/s11069-021-04885-5.

13. Cheng W., Zhishu Y., Weipei X., Ping Z., Fang Y. Experimental study on the dynamic mechanical properties of high-performance hybrid fiber-reinforced concrete of mine shaft lining // Journal of Materials Research and Technology. 2021, vol. 14, no. 5, pp. 888—900. DOI: 10.1016/j.jmrt.2021.07.015.

14. Niedbalski Z., Małkowski P. Difficulties in maintaining shaft lining — testing methods and repair methods — a case study // E3S Web of Conferences. 2020, vol. 201, article 01016. DOI: 10.1051/e3sconf/202020101016.

15. Корчак П. А., Карасев М. А. Геомеханическое обоснование формирования зон хрупкого разрушения пород в окрестности сопряжений горных выработок рудников АО «Апатит» // Устойчивое развитие горных территорий. — 2023. — Т. 15. — № 1(55). — С. 67—80. DOI: 10.21177/1998-4502-2023-15-1-67-80.

16. Протосеня А. Г., Вербило П. Э. Изучение прочности на сжатие трещиноватого горного массива // Записки Горного института. — 2017. — Т. 223. — С. 51—57. DOI: 10.18454/ pmi.2017.1.51.

17. Каспарьян Э. В., Федотова Ю. В., Кузнецов Н. Н. Развитие представлений о естественном напряженном состоянии массивов скальных пород // Труды Кольского научного центра РАН. — 2019. — Т. 10. — № 6-1. — С. 110—128. DOI: 10.25702/KSC.23075252.2019.6.016/.

18. Каюмова А. Н., Балек А. Е., Харисов Т. Ф. Оценка безопасности проходки сближенных капитальных камерных выработок в сложных горно-геологических и геотехнических условиях // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 7. — С. 131—147. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_7_0_131.

19. Иголка Д. А., Франк О. Ускоренная проходка шахтных стволов механизированным способом // Горная промышленность. — 2020. — № 6. — С. 22—29. DOI: 10.30686/16099192-2020-6-22-29.