Горный журнал УГГУ - Результаты поиска для: Соловьев В. А.

Приводятся общие сведения о состоянии крепи сопряжений шахтных стволов с примыкающими выработками в соляных породах в процессе их эксплуатации на рудниках Верхнекамского калийного месторождения. Рассмотрены направления охраны сопряжений на стадии проектирования и строительства горных предприятий с выбором места заложения шахтных стволов и пространственных компоновочных схем размещения близрасположенных выработок рудничного двора (дозаторных камер, загрузочных и вентиляционных выработок) с оценкой их параметров. С использованием лицензионного пакета программ ANSYS выполнено математическое моделирование разных вариантов расположения примыкающих выработок и их параметров. Определен характер изменения во времени величины давления на крепь и окружных напряжений в бетонной крепи сопряжений. Установлено, что наиболее приемлемым вариантом крепи сопряжений является одноуровневое расположение дозаторных камер и наличие податливого слоя в крепи сопряжений мощностью 0,3–0,4 м, создаваемого из пенополистиролов типа «Пеноплэкс-кровля» («Пеноплэкс-35»). Рассмотренные и рекомендованные к применению технические решения реализованы в проектах строительства девяти шахтных стволов на Верхнекамском калийном месторождении.

На Верхнекамском калийном месторождении эксплуатируется 16 шахтных стволов и 9 стволов находится в стадии проектирования и строительства. В соляной части вертикального разреза эксплуатируемые шахтные стволы закреплены чугунными тюбингами или монолитным бетоном. Ни один вид крепи не обеспечивает эксплуатационное состояние выработки, и при возникновении определенных неблагоприятных условий крепь разрушается и возникает необходимость проведения сложных ремонтных работ. В качестве защитных мер при строительстве шахтных стволов на калийных рудниках начали применять податливые слои, располагаемые между породным массивом и крепью. По результатам испытаний пяти типов пенополистиролов в качестве защитного податливого слоя стали использовать пенополистирол марки «Пеноплэкс-кровля» («Пеноплэкс-35»). При расчетах с использованием лицензионного программного комплекса ANSYS 17.0 определены поля горизонтальных перемещений и окружных напряжений. Установлены временные зависимости давления на бетонную крепь, окружных напряжений в бетонной крепи и величин сжатия податливого слоя толщиной 0,3 и 0,4 м. Выполнена проверка адекватности расчетной модели посредством сравнения с результатами натурного эксперимента по деформированию во времени ствола № 3 рудника Третьего Соликамского калийного рудоуправления.

Приведены результаты комплексного обследования состояния капитальных горных выработок рудников Верхнекамского месторождения калийных солей (ВКМКС). Выделено пять видов горных выработок, потерявших устойчивое (функциональное) состояние. Изложены методы восстановительного ремонта выработок разного назначения. В основу методов ремонта капитальных горных выработок ВКМКС наряду с традиционными клинораспорными анкерами типа КАС длиной до 1,7 м заложено использование составных анкеров типа КРА-16 увеличенной длины (до 3,0 м), а также рамной крепи с податливыми трубчатыми элементами и(или) стойками трения. Проведено испытание трубчатых элементов на прессовом оборудовании. Выполнено геомеханическое обоснование эффективности применения анкеров увеличенной длины с использованием метода конечных элементов для восстановительного ремонта горных выработок в соляных породах.

Представлены результаты исследований надсеноманских отложений газоконденсатного месторождения Медвежье. Выявлено наличие скоплений природных гидратов в трещинных глинистых коллекторах березовской свиты. Дана оценка перспективности промышленного освоения этих объектов.

На стадии проектирования горных выработок в соляных и соленосных породах произведена оценка категории устойчивости пород вокруг выработок и определен срок службы выработок при различных горно-геологических и горнотехнических условиях. Разработан инновационный подход к охране горных выработок и их сопряжений.

Стандартные методы проектирования шахтных стволов на Верхнекамском месторождении калийных и калийно-магниевых солей с использованием жесткой монолитной бетонной крепи приводят с течением времени к многочисленным повреждениям, особенно в окрестности сопряжений с соляными горизонтами. Для борьбы с этими негативными процессами применяются деформационные швы, различные конструктивные решения, дополнительная тюбинговая крепь, податливые материалы в закрепном пространстве. При проектировании и разработке конструкций шахтных стволов используются методы математического моделирования. Дано описание негативных факторов, влияющих на ослабление бетонной крепи вертикальных шахтных стволов, расположенных в соляных породах, что приводит к преждевременному ее разрушению во время эксплуатационного периода. Представлены результаты численного анализа разных типовых ситуаций при действии основных негативных факторов. Методы математического моделирования позволили оценить рациональные параметры податливой крепи ствола.

Приведены результаты геомеханической и технологической оценок перспективы отработки пласта Красный-IIIа–б в условиях предварительной надработки вышерасположенными пластами Красный-II и АБ на шахтном поле Второго Березниковского калийного рудоуправления ОАО «Уралкалий». Геомеханический анализ выполнен с использованием средств математического моделирования процессов деформирования и разрушения пород, слагающих несущие элементы системы разработки, на основе метода конечных элементов. Рассмотрены различные схемы подготовки и отработки сильвинитового пласта Красный-ΙΙΙа–б, в которых учтены соосность и несоосность расположения подготовительных и очистных выработок на пласте Красный-ΙΙΙа–б, вышележащих пластах Красный-ΙΙ и АБ и нижележащем пласте подстилающей каменной соли; применение различных комбайновых комплексов; порядок отработки камер на панели. На основе проведенного геомеханического анализа разработана и экономически обоснована технология подготовки и отработки забалансовых запасов сильвинитов пласта Красный-IIIа–б с использованием валовой или селективной выемки.

Начиная с 1970-х гг. калийные пласты Верхнекамского месторождения разрабатываются комбайновым способом. С тех пор очистные комплексы были значительно усовершенствованы, их техническая производительность возросла в 3–4 раза, однако горнотехнические условия их применения и технологические схемы разработки пластов остались прежними, что не позволило значительно увеличить эксплуатационную производительность комбайновых комплексов. В статье рассмотрены основные направления совершенствования технологии комбайновой выемки на Верхнекамском месторождении калийных солей. Разработана технология непрерывной откатки руды из забоя в условиях интенсивной складчатости отрабатываемых пластов.

Приводятся общие сведения о крепи шахтных стволов, в том числе двухслойной крепи, и особенностях ее эксплуатации в солевых породах. В связи со слабым взаимодействием монолитной бетонной крепи с породным массивом необходимым требованием является определение площади «постели» опорных венцов и шага их установки. Приводится расчетная аналитическая зависимость для определения параметров опорных венцов и шага их установки. На основании приведенных в статье деформационных характеристик пенополистирола марки  «Пеноплекс 35» и цементной пены «Дьюрафоам» производства фирмы «Мinova» с использованием пакета программ ANSYS рассмотрены шесть вариантов конструкции бетонной крепи при наличии и отсутствии деформационных слоев. Определены характер изменения во времени величины горного давления на крепь и окружных напряжений в бетонной крепи шахтного ствола. Установлено, что наиболее предпочтительным вариантом для солевых пород Верхнекамского калийного месторождения является комбинированная двухслойная крепь с податливым слоем из пенополистирола толщиной 0,30–035 м.