Влияние технологической схемы проходки на напряженное состояние крепи в породах, склонных к ползучести

Рассмотрена проблема расчета нагрузки на крепь вертикального шахтного ствола. В зависимости от принятой технологии проходки, типа крепи и других параметров формируется окончательная нагрузка на крепь. Применительно к соляным и соленосным породам нагрузка на крепь может изменяться весь срок службы выработки. Для учета технологии проходки применяется коэффициент разгрузки, который был определен численным и аналитическим методами при проходке вертикального ствола, применительно к горно-геологическим условиям Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей. Рассматривается вопрос возможности применения приведенных в нормативных документах выражений для определения коэффициента разгрузки в данных условиях. Основываясь на графиках упругих смещений пород во временном интервале проходки ствола и прогнозной оценке дальнейших деформаций, определена необходимость вычисления значений a* с учетом реологических данных массива. В связи с тем, что доля упругих деформаций от полных деформаций за весь срок службы выработки Т = 50 лет составляет не более 10%, коэффициент разгрузки не может превышать это значение. Выполнен сравнительный анализ результатов определения корректирующего коэффициента a* численным и аналитическим методами и определен алгоритм определения корректирующего коэффициента a* для условий проходки в породах, склонных к ползучести.

Кириенко Ю. А. Влияние технологической схемы проходки на напряженное состояние крепи в породах, склонных к ползучести // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2024. – № 7. – С. 38–48. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_ 7_0_38.

Кириенко Юрий Анатольевич — инженер научного проекта, Университет науки и технологий МИСИС, e-mail: 9267810740@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-4575-7328

1. Сильченко Ю. А., Плешко М. С. О проблеме учета технологии работ при определении параметров крепи вертикальных стволов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 11. — С. 96—107. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-11-0-96-107.

2. Dong-Lin Feng, Huai-Na Wu, Ren-Peng Chen, Fei-Xiang Liu, Man Yao An analytical model to predict the radial deformation of surrounding rock during shaft construction via shaft boring Machine // Tunnelling and Underground Space Technology. 2023, vol. 140, article 105321. DOI: 10.1016/j. tust.2023.105321.

3. Xiaoming Sun, Gan Li, Chengwei Zhao, Yangyang Liu, Chengyu Miao Investigation of deep mine shaft stability in alternating hard and soft rock strata using three-dimensional numerical modeling // Processes. 2018, vol. 7, no 1. DOI: 10.3390/pr7010002.

4. Tiutkin O., Miroshnyk V., Radkevych A., Alkhdour A. Nonuniform stress state of a hoisting shaft lining as a result of disturbance of the ground freezing technology // E3S Web of Conferences. 2019, vol. 109, article 00099. DOI: 10.1051/e3sconf/201910900099.

5. Насонов А. А., Давыденко А. П. Математическое моделирование призабойной зоны ствола при совмещенной схеме проходки // Инженерный вестник Дона. — 2022. — № 3 (87). — C. 114—123.

6. Анциферов С. В., Саммаль А. С., Деев П. В. Оценка напряженно-деформированного состояния многослойной крепи вертикального ствола с учетом отклонений форм поперечных сечений от проектных // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. — 2017. — Т. 4. — № 2. — С. 19—25.

7. Харисов Т. Ф., Антонов В. А. Обеспечение устойчивости крепи в процессе строительства вертикальных стволов // Проблемы недропользования. — 2014. — № 1 (1). — С. 65—69.

8. Харисов Т. Ф. Предотвращение нарушений крепи стволов при строительстве по совмещенной технологической схеме // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2018. — № 4. — С. 264—274.

9. Pleshko M. S., Ankratenko A. N., Nasonov A. A., Isaev A. S. Geomechanical monitoring and stress—strain analysis of lining in ultra deep mine shafts // Eurasian Mining. 2023, no. 1, pp. 13—19. DOI: 10.17580/em.2023.01.03.

10. Hentrich N.-A., Calderon D. S., Bock S., Franz J. Limitations of standard analytical methods of shaft liner design / Ground Support 2019: Proceedings of the Ninth International Symposium on Ground Support in Mining and Underground Construction, Australian Centre for Geomechanics, Perth, 2019, pp. 445—458. DOI: 10.36487/ACG_rep/1925_31_Hentrich.

11. 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, vol. 105, pp. 160—171. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2018.03.017.

12. Булычев Н. С. Фотиева Н. Н. Стрельцов Е. В. Проектирование и расчет крепи капитальных выработок. — М.: Недра, 1986. — 288 с.

13. Булычев Н. С. Механика подземных сооружений. — М.: Недра, 1994. — 278 с.

14. Соловьев В. А., Константинова С. А., Аптуков В. Н. Охрана горных выработок в соляных породах. Теория и практика. — Новосибирск: Наука, 2017. — 264 с.

15. Соловьев В. А., Аптуков В. Н., Ваулина И. Б. Поддержание горных выработок в породах соленосной толщи: Теория и практика. — Новосибирск: Наука, 2013. — 412 с.

16. Морозов И. А., Паньков И. Л., Токсаров B. Н. Изучение устойчивости горных выработок в соляных породах // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 9. — С. 36—47. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_9_0_36.

17. Казикаев Д. М., Сергеев С. В. Особенности деформирования крепи стволов и сопряжений в сложных горно-геологических условиях // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2013. — № 3. — С. 26—32.

18. Проблемы разработки месторождений углеводородных и рудных полезных ископаемых: материалы XII Всероссийской научно-технической конференции. — Пермь: Изд-во ПНИПУ, 2019. — 450 с.

19. Токсаров В. Н., Морозов И. А., Бельтюков Н. Л., Ударцев А. А. Исследование деформирования подземных горных выработок в условиях Гремячинского месторождения калийных солей // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 7. — С. 113—124. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-7-0-113-124.

20. Панкратенко А. Н., Машин А. Н., Насонов А. А., Паринов Д. С. Особенности оценки технического состояния шахтных стволов с большим сроком эксплуатации // Горный журнал. — 2023. — № 1. DOI: 10.17580/gzh.2023.01.03.