УДК 622.833.5 Имашев А.Ж. – студент КарГТУ (ШПС-03-2) Научн. рук. – к.т.н., доц. Баймульдин М.К.
ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ПУЧЕНИЯ ПОРОД ПОЧВЫ КОМБИНИРОВАННЫМ СПОСОБОМ
Одной из причин неудовлетворительного состояния горных выработок является пучение пород. В капитальных выработках основной формой борьбы с пучением является возведение обратного свода (замкнутые металлические и бе- тонные крепи различных конфигураций и режимов работы). Проведение и крепление выработки с обратным сводом связано со значительными матери- альными и трудовыми затратами, приводит к снижению темпов проходки. По- этому усилия многих исследователей направлены на изыскание эффективных, технологичных и экономичных способов борьбы с пучением взамен трудоемко- го и дорогостоящего способа, связанного с сооружением обратного свода.
В Карагандинском бассейне был испытан способ предотвращения пуче- ния пород с помощью нарезания в почве выработки вертикальных разгрузоч- ных щелей [1]. Механизм разгрузочного действия щелей сводится к переносу деформаций растяжения вглубь массива. Однако, практика использования спо- соба показала, что в месте максимальных деформаций растяжения происходит отрыв породного блока с последующим выдавливанием его в выработку. Для ограничения смещений породного блока было предложено нарезать щели под углом к вертикали. Для установления эффективности разгрузки массива наклонными щелями была решена упругая задача методом граничных инте- гральных уравнений в численном варианте, реализованном на ПЭВМ [2]. На рисунке 1 видно, что в почве выработки образуется зона деформаций растяже- ния (изолинии деформаций растяжения показаны пунктирной линией). В ре- зультате разрушения пород в этой зоне в почве выработки образуется свобод- ный от кинематических связей породный блок. Если щели будут заполнены по- датливым материалом, то под действием нагрузки, направленной вертикально вверх породный блок, перемещаясь, будет способствовать уплотнению подат- ливого материала, размещенного в щелях. Поскольку перемещение блока со- провождается нарастающим сопротивлением, дальнейшее развитие зоны раз- рушения в почве выработки будет иметь затухающий характер и, в конечном счете, образуется равновесная система «породный блок-массив».
В особо сложных горно-геологических условиях защемление породного блока может произойти до полной реализации деформационных процессов, что повлечет за собой увеличение давления на породный блох. Это в свою очередь может привести к его разрушению и, как следствие, потерю выработкой экс- плуатационных характеристик. В этом случае для повышения устойчивости почвы выработки предлагается провести локальное упрочнение породного мас- сива. Для этой цели бурятся тампонажные скважины и производится нагнета- ние скрепляющего раствора за пределы породного блока в
а - в окрестности выработки арочной формы;
б - в окрестности выработки арочной формы с наклонными разгрузочными щелями Рисунок 1 – Распределение изолиний деформаций εу при λ=1,0
зону разрушения и интенсивной трещиноватости пород. В результате тампо- нажных работ образуется зона упрочнения (рисунок 2), предотвращающая дальнейший процесс разрушения пород почвы, а также происходит упрочнение части пород, приуроченных к породному блоку, за счет заполнения скрепляю- щим раствором трещин его нижней части.
Рисунок 2 – Схема расположения разгрузочных щелей и тампонажных скважин при локальном упрочнении пород почвы
Совместная работа расклиненного породного блока, обладающего соб- ственной несущей способностью, и упрочненной зоны позволяет сохранить эксплуатационное состояние горной выработки.
Список использованных источников
1. Опытно-промышленные испытания способа щелевой разгруз- ки/Баймухаметов С.К., Вальштейн Г.И., Пак П.П. и др. Уголь – 1988 – № 7 – с.13-15
2. Пак П.П., Баймульдин М.К., Халяфутдинов М.Р. Предотвращение пу- чения пород с помощью наклонных разгрузочных щелей. Шахтное строитель- ство – 1988 – № 7 – с.22-24.
