Натурные исследования деформирования горного массива в районе сопряжения глубокого вертикального шахтного ствола

На основі експериментальних досліджень виконано аналіздинаміки деформування приствольного масиву в районі сполучення ствола в період його будівництва.

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2009
Автори:	Дрибан, В.А., Колдунов, И.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України 2009
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/15941
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:	Натурные исследования деформирования горного массива в районе сопряжения глубокого вертикального шахтного ствола / В.А. Дрибан, И.А. Колдунов // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2009. — № 5, ч. 1. — С. 46-60. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-15941
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-159412013-02-13T03:10:39Z Натурные исследования деформирования горного массива в районе сопряжения глубокого вертикального шахтного ствола Дрибан, В.А. Колдунов, И.А. На основі експериментальних досліджень виконано аналіздинаміки деформування приствольного масиву в районі сполучення ствола в період його будівництва. Based on the field research, analysis of the deformation dynamics of the shaft rock mass in the area of its transition during construction is made. 2009 Article Натурные исследования деформирования горного массива в районе сопряжения глубокого вертикального шахтного ствола / В.А. Дрибан, И.А. Колдунов // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2009. — № 5, ч. 1. — С. 46-60. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 1996-885X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/15941 622.016.222 ru Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	На основі експериментальних досліджень виконано аналіздинаміки деформування приствольного масиву в районі сполучення ствола в період його будівництва.
format	Article
author	Дрибан, В.А. Колдунов, И.А.
spellingShingle	Дрибан, В.А. Колдунов, И.А. Натурные исследования деформирования горного массива в районе сопряжения глубокого вертикального шахтного ствола
author_facet	Дрибан, В.А. Колдунов, И.А.
author_sort	Дрибан, В.А.
title	Натурные исследования деформирования горного массива в районе сопряжения глубокого вертикального шахтного ствола
title_short	Натурные исследования деформирования горного массива в районе сопряжения глубокого вертикального шахтного ствола
title_full	Натурные исследования деформирования горного массива в районе сопряжения глубокого вертикального шахтного ствола
title_fullStr	Натурные исследования деформирования горного массива в районе сопряжения глубокого вертикального шахтного ствола
title_full_unstemmed	Натурные исследования деформирования горного массива в районе сопряжения глубокого вертикального шахтного ствола
title_sort	натурные исследования деформирования горного массива в районе сопряжения глубокого вертикального шахтного ствола
publisher	Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
publishDate	2009
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/15941
citation_txt	Натурные исследования деформирования горного массива в районе сопряжения глубокого вертикального шахтного ствола / В.А. Дрибан, И.А. Колдунов // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2009. — № 5, ч. 1. — С. 46-60. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT dribanva naturnyeissledovaniâdeformirovaniâgornogomassivavrajonesoprâženiâglubokogovertikalʹnogošahtnogostvola AT koldunovia naturnyeissledovaniâdeformirovaniâgornogomassivavrajonesoprâženiâglubokogovertikalʹnogošahtnogostvola
first_indexed	2025-07-02T17:17:56Z
last_indexed	2025-07-02T17:17:56Z
_version_	1836556407917248512
fulltext	Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 46 УДК 622.016.222 НАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ГОРНОГО МАССИВА В РАЙОНЕ СОПРЯЖЕНИЯ ГЛУБОКОГО ВЕРТИКАЛЬНОГО ШАХТНОГО СТВОЛА Дрибан В. А, Колдунов И. А. (УкрНИМИ НАНУ, г. Донецк, Украина) На основі експериментальних досліджень виконано аналіз динаміки деформування приствольного масиву в районі сполучен- ня ствола в період його будівництва. Based on the field research, analysis of the deformation dynam- ics of the shaft rock mass in the area of its transition during construc- tion is made. В период проведения к стволу сопрягающихся ветвей воз- никают дополнительные концентрации напряжений, вызываю- щие активизацию деформационных процессов в околоствольном массиве, что, в свою очередь, нередко является причиной возник- новения различного рода повреждений крепи и армировки. Существующие нормативно – методические документы не учитывают целый ряд особенностей деформационных процессов при проведении выработок и их влияния на устойчивость сопря- жений ствола. А именно, не изучены пространственно-временные параметры формирования области взаимного влияния вновь про- водящейся выработки и сопряжения и степени их воздействия на крепь сопряжения. Указанные вопросы требуют решения для принятия инженерных и технических мероприятий, как на стадии проектирования, так и в процессе строительства глубоких сопря- жений стволов для их безопасной и устойчивой эксплуатации. Ранее по результатам инструментальных наблюдений была выполнена оценка параметров деформирования околоствольного Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 47 массива во время проведения одной из сопрягающихся ветвей к восточному воздухоподающему стволу (ВВПС № 2) АП «Шахта им. А. Ф. Засядько» [1]. В настоящей работе дан детальный постадийный анализ процесса деформирования околоствольного массива включаю- щий наблюдения за его началом, развитием и затуханием. Горнотехническая характеристика объекта исследований. ВВПС № 2 пройден буровзрывным способом с 01.03.2000 г. по 29.10.2001 г. Протяженная часть закреплена бетоном толщи- ной 0,5-0,7 м. После проходки в стволе были разделаны: две ка- меры (перекачного горизонта и кабельных муфт) на глубинах 564 и 675 м; рассечки сопряжений под водотрубный ходок на глубине 1194 м, грузовую и порожняковую ветви главного горизонта 1235 м и сопряжение с ходком чистки зумпфа на глубине 1245 м. На участке сопряжения с основным горизонтом ствол закреплен железобетоном толщиной около 1 м. Проектные характеристики ВВПС № 2 представлены в табл. 1. Таблица 1 Проектные характеристики ВВПС № 2 Наименование показателей Значение показателей Глубина ствола, м 1267,5 Диаметр ствола в свету, м. 7,0 Диаметр ствола вчерне, м 8,0-9,0 Площадь сечения в свету, м2 38,5 Площадь сечения в проходке, м2 50,3 Вид крепи ствола Бетон, бетон с анкерами, железобетон, ж/б тюбинги Толщина крепи ствола, мм 500-1000 Армировка Металлическая жесткая ВВПС № 2 охраняется предохранительными целиками, по- строенными согласно "Правилам охраны..." [2] и пересекает вы- работанное пространство пластов n1 и m3. В пределах около- ствольного целика пласты n1 и m3 отработаны ранее: n1 - шахтой Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 48 "Бутовская" ПО Макеевуголь в 1960-64 гг., m3 – шахтой им. А. Ф. Засядько в 1991-2000 гг. (12-я - 15-я восточные лавы). В настоящее время ведутся очистные работы по пласту m3 в районе расположения околоствольного целика. Образование нарушений крепи. Визуальное обследование ВВПС № 2, проведенное в марте 2003 г. сотрудниками УкрНИМИ, показало, что крепь ствола на всем протяжении находилась, в основном, в удовлетворительном состоянии, за исключением участка в интервале глубин 1176- 1188 м, где были выявлены следующие повреждения крепи (рис. 1). На северо-восточной и юго-западной стенках ствола бы- ли обнаружены системы трещин и вертикальных заколов шири- ной до 4 метров. Произведена оборка участков нарушенной крепи на глубину 150-400 мм. На уровне отработанного пласта m3 на- блюдалась горизонтальная трещина по юго-западной стенке ствола. Снизу и сверху нарушенные зоны ограничивались гори- зонтальными деформационными швами, оборудованными в кре- пи на глубинах 1176 и 1188 м при проходке ствола. Выполненное обследование состояния крепи и армировки ствола свидетельствует о значительных радиальных и вертикаль- ных нагрузках на крепь, превышающих предел ее прочности. Анализ геомеханической ситуации в околоствольном масси- ве позволил установить, что причиной описанных нарушений явилось влияние очистных выработок, проводимых по пласту m3. После проходки ВВПС № 2 в 2002 г. со стороны падения пласта m3 на расстоянии 350 м от оси ствола была отработана 16-я вос- точная лава шахты им. А. Ф. Засядько (рис. 2), которая вызвала активизацию геомеханических процессов в околоствольном мас- сиве горных пород в районе старых очистных выработок. Расчеты изменения напряженного состояния околостволь- ного массива при проведении очистных выработок по пласту m3 приведенные в [3], показали следующее. При работе 16-ой вос- точной лавы в районе пересечения ствола с выработанным про- странством (глубина 1185,5 м) в околоствольном массиве воз- никли дополнительные напряжения сжатия порядка 0,6-0,8 МПа, что, явилось причиной нарушения возведенной при проходке крепи (несущая способность порядка 0,5 МПа). Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 49 З С ВЮ 1176 1180 1184 1188 Шов податливости Шов податливости Ярус 199 Ярус 200 Ярус 201 Гл . д о 3 00 мм Гл. до 250мм Гл. до 400мм Гл. до 250м м Гл. до 200мм Гл . д о 20 0м м Гл. до 200мм Гл. до 150м м Гл. до 300мм Рис. 1. Эскиз первичных повреждений крепи в интервале глубин 1176-1188 м (влияние очистных работ) На указанном участке ствола (1176-1188 м) нарушенная бе- тонная крепь была обобрана и усилена путем установки на анке- рах 15 колец из спецпрофиля СВП-33 через 0,8 м. По рекоменда- циям УкрНИМИ участок был затянут металлической сеткой, а на уровне отработанного пласта m3 был оборудован горизонтальный осадочный шов. Отметим, что дальнейшее ухудшение состояния указанного участка возобновилось при проходке к нему через два года грузо- вой ветви горизонта 1235 м. Влияние проведения грузовой ветви. Обследование ствола, проведенное в августе 2005 г. (после сбойки с ним грузовой ветви сопряжения горизонта 1235 м), по- казало, что крепь до глубины 1175 м, а армировка до глубины 1164 м находилась в удовлетворительном состоянии. Ниже 1164 м процесс деформирования околоствольного массива (включая сопряжение ствола с горизонтом 1235 м) продолжал развиваться. В интервале глубин 1176-1188 м интенсивность на- рушений крепи возросла. На рис. 3 штриховой линией показаны вновь появившиеся повреждения крепи ствола: сколы и вывалы бетона; закол длиной около 10 м и шириной 0,7 м на восточной стенке ствола. Отметим, распространение трещины в крепи на Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 50 юго-западной стенке ствола на участок 1175-1176 м, верхняя от- метка, которой позволяет оценить размер влияния зоны необра- тимых деформаций околоствольного массива на крепь ствола (примерно 30 м от свода сопряжения горизонта). В то же время для армировки, как более чувствительного элемента влияние рас- пространялось на 10 м выше. Об этом свидетельствуют произо- шедшие изгибы проводников и расстрелов в интервале глубин 1164-1181 м (стрела прогиба проводников достигала 95 мм). 9О 11О 12О 12О 10О 10О 10О 11-я восточная лава 12-я восточная лава 13-я восточная лава 14-я восточная лава 15-я восточная лава16-я восточная лава 17-я восточная лава 2002 2001 2000 1999 1997 1995 1993 1994 1986 1992 1991 1990 1989 ВВС №3 ВВП №2C 1,68] 1,67] 1,50] 0 50 250м Рис. 2. Выкопировка с плана горных работ по пласту m3 шахты им. А. Ф. Засядько Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 51 З С ВЮ 1176 1180 1184 1188 Шов податливости Шов податливости Ярус 199 Ярус 200 Ярус 201 Гл. до 400 мм Гл. до 250 м м Гл. до 200 мм Гл . д о 20 0 м м Гл. 100 мм-150 Гл. До 200 мм З м ак ол Гл . д о 0 м 60 700 мм Рис. 3. Влияние проведения грузовой ветви горизонта 1235 на ствол в интервале глубин 1176-1188 м Глубина, ранее образованных, вывалов бетонной крепи уве- личилась, местами до обнажения породы. Толщина крепи на от- дельных участках после сколов бетона составляла порядка 200 мм. Отмечалось выдавливание бетонной крепи внутрь ствола, со стороны инспекторской клети (юго-запад) были исчерпаны за- зоры между крепью и проводниками. В это же время появились нарушения крепи и балок руд- станка в районе проемов сопряжения ствола с околоствольным двором горизонта 1235 м (см. рис. 4). 1. Со стороны грузовой ветви по бокам выработки отмечено поверхностное отслоение бетонной крепи до обнажения армату- ры (на рис. 4 показано штриховой линией). Повреждения наибо- лее выражены с юго-западной стороны. В месте примыкания гру- зовой засечки к стволу на противоположных боках выработки наблюдались глубокие трещины 1 и 2, раскрытием порядка 30- 50 мм, высотой около 3 м, глубинной предположительно на всю толщину крепи. 2. В своде засечки сопряжения под грузовую ветвь на всю её длину (6 м) наблюдалась трещина без раскрытия. Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 52 3. На южной стенке ствола на уровне свода сопряжения со стороны порожняковой ветви появился закол со скалыванием крепи площадью более 1 м2 и глубиной до 200 мм. Скалывания бетона на глубину 100-150 мм отмечались ниже почвы сопряже- ния горизонта 1235 м. В фундаменте под оборудование со сторо- ны грузовой ветви в стволе появилась горизонтальная трещина длиной более 2 м с раскрытием до 30 мм. 4. Отмечены деформации металлической арочной крепи в грузовой ветви руддвора горизонта 1235 м на расстоянии порядка 30 м от ствола. Характер повреждений крепи позволяет сделать вывод, что засечка под грузовую ветвь сопряжения ствола при сбойке испы- тала значительное боковое давление. У. г. р. 1212,9 м Заколгл. до 200 мм 1206 м Трещина 1218 м Тр ещ ин а Тр ещ ин ы на с ты ка х пр им ык ан ия Порожняковая ветвь Грузовая ветвь Изогнутая балка Изогнутая балка Отслоение бетона 7000 мм 6050 мм6000 мм 2 1 Рис. 4. Влияние сбившейся грузовой ветви на крепь сопря- жения ствола горизонта 1235 м Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 53 Влияние проведения порожняковой ветви. Обследование ВВПС № 2, проведенное в июле 2006 г., во время проходки к нему порожняковой ветви горизонта 1235 м (расстояние между объектами составляло немногим более 20 м), показало, что состояние крепи и армировки ствола до глубины 1175 м за прошедший период не изменилось. Ниже процесс де- формирования околоствольного массива, включая сопряжение ствола с горизонтом 1235 м, продолжал развиваться. В интервале глубин 1176-1188 м интенсивность нарушений крепи возросла. Глубина вывалов бетонной крепи увеличилась, местами до обнажения породы. Толщина крепи на отдельных участках со- ставляла порядка 200 мм. Отмечается дальнейшее развитие тре- щины с юго-запада на юго-восток по диагонали между 199 и 200 ярусами с образованием коржа размерами примерно 1,5 × 1,5 м. Вновь появившиеся нарушения крепи показаны на рис. 5 (штри- ховой линией представлены свежие сколы бетона). З С ВЮ 1176 1180 1184 1188 Шов податливости Шов податливости Шов податливости Ярус 199 Ярус 200 Ярус 201 Трещина -закол ширина до 0 мм4 Гл. до 0 м м 40 Гл. до 00 мм3 Трещина закол ширина. до 0 мм - 3 Гл. 100 мм-150 Гл. до 200 мм За ко л Гл . д о 0 мм 60 Гл. до 00 м м 6 700 мм Рис. 5. Влияние проведения порожняковой ветви горизонта 1235 м на ствол в интервале глубин 1176-1188 м Ниже 201 яруса на юго-западной стенке ствола образовалась трещина, переходящая в закол длиной около 1 метра с раскрыти- ем 0,03 м. Повреждения крепи ствола на участке 1175-1176 м (за- Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 54 колы в крепи) стали интенсивнее. Перечисленные выше наруше- ния крепи произошли после разделки сопряжения порожняковой ветви с камерой ЦПП (примерно 40 м от ствола). Необходимо отметить, что при этом был извлечен большой объем породы, что вероятно и послужило толчком для активизации процесса дефор- мирования околоствольного массива. Отметим, что в дальнейшем в интервале глубин 1174-1188 м существенного ухудшения состояния крепи, не происходило (имело место локальное развитие и небольшая интенсификация прежних нарушений). В тоже время непосредственно на сопря- жении ствола с горизонтом 1235 м, как будет показано ниже, процесс деформирования крепи только начинался. Осмотр, проведенный 26.07.06 г. в районе проёмов сопря- жения ствола с руддвором горизонта 1235 м позволил установить следующее. 1. Отмечаются локальные скалывания бетона в стволе и на сопряжении с горизонтом 1235 м, но в целом общее состояние сопряжения с момента сбойки с ним грузовой ветви изменилось незначительно. 2. Имеются деформации металлической арочной крепи в грузовой ветви руддвора горизонта 1235 м на расстоянии порядка 40 м от ствола. Визуальное обследование ВВПС № 2, проведенное при во- зобновлении проходки порожняковой ветви 07.08.06 г. (после трехнедельной технологической остановки) не выявило каких- либо существенных изменений в состоянии ствола и его сопря- жения. Исключение составляет новый закол под засечкой под по- рожняковую ветвь, появившийся в тот момент, когда расстояние от выработки до ствола составило 20 м. Продолжение процесса деформирования массива после сбойки порожняковой ветви со стволом. После сбойки порожняковой ветви (26.08.06 г.) в интервале глубин 1175-1188 м (нарушенный с 2003 г. участок ствола) суще- ственного ухудшения состояния крепи, не произошло. В тоже время процесс деформирования массива пород продолжался, о чем свидетельствует развитие имеющегося закола в интервале глубин 1174-1175 м на юго-западной стенке ствола (см. рис. 5). Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 55 На сопряжении ствола с выработками горизонта 1235 м на- блюдалось появление новых, и развитие имеющихся поврежде- ний крепи (рис. 6), а именно. 1. Образование нового закола, проходящего в кровле бетон- ной крепи засечки сопряжения под порожняковую ветвь по всей её длине (6 м), глубиной возможно на всю толщину крепи. На всем протяжении нарушения наблюдаются сколы и вывалы бето- на шириной до 200 мм. Следует отметить, что при сбойке грузо- вой ветви с сопряжением, аналогичный закол возник в кровле за- сечки на эту ветвь. 2. Скалывание бетона с поверхности крепи, трещины, зако- лы, вывалы в грузовой ветви глубиной порядка 200–300 мм (в ос- новном развитие имеющихся повреждений). 3. В интервале глубин 1205-1223 м формирование двух коржей бетона площадью около 15 м2 каждый. Первый - образо- ванный заколом, берущим начало от трещины 1 (см. рис. 6), рас- положенной на стыке сопряжения грузовой ветви с юго-западной стенкой ствола и продолжающимся сначала по диагонали вниз по этой же стенке, а затем почти горизонтально на глубине пример- но 1223 м с раскрытием более 200 мм; второй корж бетона – поч- ти зеркальное отражение первого на северо-восточной стенке ствола, образовавшийся заколом, возникшим от трещины 2 (про- тивоположной трещине 1). 4. Трещины 1 и 2, возникшие после сбойки грузовой выра- ботки со стволом в 2005 г. (см. рис. 4) в настоящий момент полу- чили значительное развитие. Они распространяются практически на всю вертикальную зону примыкания выработки к стволу (по высоте 12 м) и в нижней части переходят в заколы. Раскрытие трещин увеличивается сверху вниз, а именно: 1 – с 50 мм до 200 мм, 2 – с 30 мм до 100 мм. Ширина зоны скалывания бетона вокруг трещин в некоторых местах достигает 1 м. 5. Деформирована и частично разрушена часть отбойной стены 3 (см. рис. 6). 6. Сужение колеи проводников и значительная деформация двух расстрелов 4 (см. рис. 6). Подчеркнём, что эти балки уже были заменены в 2005 г. Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 56 Обратим внимание на концентрацию разрушений крепи в грузовой части сопряжения (дальней к выполненной сбойке), хо- тя из общих соображений процесс деформирования должен был в большей мере проявиться на ближайшей засечке под порожняко- вую ветвь. Это объясняется тем, что с окончанием проходки по- рожняковой ветви, процесс деформирования околоствольного массива был в развитии и не достиг (как показали дальнейшие наблюдения) критических значений для крепи порожняковой части сопряжения. Вместе с тем, нагрузки в околоствольном мас- сиве были достаточными, чтобы возобновить деформации крепи в грузовой части, ослабленной при предыдущей сбойке. Закол гл. 300 мм У. г. р. 1212,9 м 1206 м Закол в кровле 1218 м 12 24 м Закол на Ю-З гл. до 300 мм Закол на С В гл. до 300 мм - Закол гл. до 300 мм Порожняковая ветвь Грузовая ветвь Зако л в кр овле 3 Трещина раскрытие 30 мм Выдавливание стенок 1 2 4 4 Рис. 6. Влияние сбойки порожняковой ветви на сопряжение ствола горизонта 1235 м Обследование ствола, проведенное через две недели после сбойки с ним порожняковой ветви (13.09.06 г.), подтвердило сде- ланный выше вывод - процесс деформирования околоствольного Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 57 массива в районе сопряжения с горизонтом 1235 м продолжает развиваться. В интервале глубин 1213-1223 м интенсивность ста- рых нарушений крепи возросла. Наблюдалось отслоение некото- рой части бетонных коржей с обнажением арматуры с образова- нием каверн глубиной до 0,2 м. Отмечено образование вертикальной трещины в интервале глубин 1218-1221 м со стороны порожняковой ветви. Трещина сопровождалась отслоениями бетона шириной до 0,2 м с обнаже- нием арматуры. В интервале глубин 1175-1188 м видимого ухудшения со- стояния крепи не произошло. Осмотр ВВПС № 2, проведенный через пять недель после сбойки с ним порожняковой ветви (03.10.06 г.), показал, в интер- вале глубин 1213-1223 м интенсивность старых нарушений крепи не возросла. Исключение составляет, развившейся в закол верти- кальной трещина на стенке ствола под сопряжением горизонта 1235 м со стороны порожняковой ветви, с образованием коржа бетона площадью до 10 м2. Отмечены локальные скалывания бе- тона глубиной до 0,2 м в нарушенных ранее местах. Состояние крепи выше горизонта не ухудшилось. По характеру и интенсивности деформаций крепи, этот пе- риод можно охарактеризовать, как начало завершения активиза- ции процесса деформирования околоствольного массива, вы- званного проведением ветвей сопряжения горизонта 1235 м. Обследование ствола, проведенное через две недели (18.10.06 г.), позволило установить, что процесс деформирования околоствольного массива в районе сопряжения с горизонтом 1235 м продолжается (хотя не так интенсивно как несколько не- дель назад). В интервале глубин 1205-1223 м интенсивность ста- рых нарушений крепи возросла (рис. 7). Трещины, образованные на стыке грузовой ветви со стволом расширились, и превратилась в заколы по всей вертикальной час- ти примыкания с раскрытием до 250 мм. Усиленная анкерами, юго-западная стенка грузовой части сопряжения видимо смещается во внутрь выработки (металличе- ский настил на почве, упирающийся в боковую крепь, был обре- зан более чем на 200 мм). Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 58 Произошло обрушение бетонных коржей с образованием каверн (в некоторых местах глубиной до 0,5 м) в интервале отме- ток 1218-1221 м на юго-западной и северо-восточной стенке ствола (см. рис. 7). В этом же интервале глубин на юго-восточной стенке ствола зафиксирована аналогичная ситуация. Участки усилены анкерами с плотностью четыре анкера на метр квадратный. Закол гл. 300 мм У. г. р. 1212,9 м 1206 м Закол в кровле 1218 м 12 25 м Закол гл. до 300 мм Порожняковая ветвь Грузовая ветвь Зако л в кр овле Трещины раскрытие 30 мм Выдавливание и скалывание бетона Скалывание бетона 1 2 4 4 Каверны на Юге гл. до 0,5 м Каверны на Севере гл. до 0,3 м Участок выдавленного бетона 3 Рис. 7. Повреждения крепи ВВПС № 2 в районе проемов со- пряжения горизонта 1235 м после завершения акти- визации деформирования околоствольного массива Осмотр, выполненный 31.10.06 г. показал, что за прошед- шие две недели в интервале глубин 1174-1188 м и в районе про- ёмов сопряжении ствола с выработками горизонта 1235 м види- мого изменения состояния крепи не произошло. Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 59 Зафиксировано появление новых, и развитие имеющихся повреждений крепи в интервале глубин 1190-1204 м, а именно: − образование диагональной трещины длиной около 2 м ниже засечки под водотрубный ходок сопряжения ствола гори- зонта 1194 м; − появление новой трещины в районе яруса 206 на северо- восточной стенке; − пучение почвы порожняковой ветви у ствола; − выдавливание бетонной крепи с анкерами в стволе на глубине примерно 1223-1225 м со стороны порожняковой ветви. При проведении наблюдений 29.11.06 г. и 04.01.07 г. види- мых изменений состояния крепи ВВПС № 2 на нарушенных уча- стках не отмечено. Это дало основание полагать, что процесс де- формирования околоствольного массива, вызванный проведени- ем двух основных ветвей сопряжения ствола завершился, что также подтвердили инструментальные измерения на наблюда- тельной станции в этом районе приведенные в [1]. Выводы. Проведенные исследования показывают, что на больших глубинах активизация процесса деформирования околоствольно- го массива в районе сопряжения ствола может возникать даже при незначительных возмущающих воздействиях. Основными факторами, инициирующими этот процесс, являются ведение очистных работ в районе предохранительного целика и проведе- ние выработок околоствольного двора. При этом на формирова- ние участков повышенных напряжений, степень влияния и время протекания процесса деформирования околоствольного массива оказывают существенное влияние физико-механические свойства вмещающих пород, тип крепи и вид сопряжения. В процессе проведения сбойки динамические участки по- вышенных напряжений могут достигать в высоту 30-40 м, что 1,5-2 раза превосходит размеры стациионарной области влияния сопряжения. Необходимо отметить, что деформирование массива вокруг сопряжения носит неравномерный характер, как в пространстве, так и во времени, и непосредственно зависит от расстояния до за- Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 60 боя проходки, физико-механических свойств породного массива и характеристик крепи ствола. Так влияние проведения сопря- гающейся выработки может быть ощутимо на краевых участках зоны влияния сопряжения при расстоянии 20-40 м забоя проход- ки до ствола. При этом крепь непосредственно в проеме сопря- жения критических воздействий не испытывает. При сокращении же расстояния ситуация кардинально меняется – основные до- полнительные нагрузки принимает на себя именно крепь сопря- жения в то время как состояние краевых частей стабилизируется. По характеру деформирования крепи сопряжения после сбойки с ним сопрягающихся ветвей можно заключить, что за- сечки ствола под ветви испытывают значительные боковые на- грузки, в результате чего стенки выработок смещаются внутрь, с образованием в своде характерного продольного закола. Выявленные особенности характера деформирования около- ствольного массива дают возможность целенаправленно разраба- тывать конструктивно-технологические мероприятия, обеспечи- вающие охрану и поддержание сопряжений глубоких шахтных стволов, как на стадии проектирования, так и в процессе их со- оружения и эксплуатации. СПИСОК ССЫЛОК 1. Оценка параметров деформирования околоствольного масси- ва при проведении сопрягающихся выработок [Текст] / В. А. Дрибан, И. А. Колдунов, С. А. Побойный // Уголь Ук- раины. – 2008. - № 11. 2. Правила охраны сооружений и природных объектов от вред- ного влияния подземных горных разработок на угольных ме- сторождениях [Текст] / Министерство угольной промышлен- ности СССР. – М.: Недра, 1981. - 288 с. 3. Дослідження напружено–здеформованого стану масивів гірських порід при відпрацьовуванні пластових родовищ ко- рисних копалин [Текст] : звіт про НДР (проміжуточ.) / УкрНДМІ; кер. В. О. Дрібан.– 6/03 ; № ДР 0102U007320. – Д., 2007. – 217 с.

Натурные исследования деформирования горного массива в районе сопряжения глубокого вертикального шахтного ствола

Репозитарії

Схожі ресурси