Главная страница  |  Карта сайта  |  Обратная связь  |  Поиск по сайту:
Geologam.ru
Геология Геофизика Минералогия Индустрия Нефть и газ
Оглавление статьи
2.1. Способы проходки ствола и условия их применения 2.2. Перечень и состав основных геологических и гидрогеологических исходных данных
 
Подразделы
Все статьи Разведка месторождений Рудники Шахты
 
Похожие статьи
Выбор расчетной схемы для моделирования разработки месторождений и динамики выработки
Нефть и газ › Проектирование

Проблемы строительства горизонтальных скважин
Нефть и газ › Проектирование

Выбор объектов для эффективной разработки залежей углеводородов системами горизонтальных скважин
Нефть и газ › Проектирование

Подготовительный период строительства шахт
Индустрия › Шахты

Охрана окружающей среды в районах строительства стволов шахт
Индустрия › Шахты

Определение оптимальной конструкции горизонтального ствола скважин
Нефть и газ › Проектирование

 
 

Выбор способа строительства ствола

Главная > Индустрия > Шахты > Выбор способа строительства ствола
Статья добавлена: Июнь 2017
            0


2.1. Способы проходки ствола и условия их применения


Известны два основных способа проходки С.ш. — обычный и специальный.

Способ проходки выбирают на основании анализа горногеологических и гидрогеологических условий залегания шахтного поля в месте заложения С.ш. и технико-экономического сравнения альтернативных вариантов.

Обычный способ проходки С.ш. применяют в породах I—III категорий устойчивости (по классификации СНиП. Нормы проектирования подземных горных выработок).

Отличительной особенностью этого способа является ведение проходческих работ без предварительного водоподавлення или упрочнения вмещающих пород.

В СССР этим способом проходят С.ш., в основном, с помощью буровзрывных работ и в отдельных случаях — проходческими комбайнами типа СК в породах с коэффициентом крепости по шкале проф. М. М. Протодьяконова f≤10.

К специальным способам проходки С.ш. относят проходку способом искусственного замораживания горных пород, с применением тампонажа горных пород, с водопонижением, применением опускных сооружений и др.

К специальным способам проходки относят также бурение С.ш. и скважин большого диаметра.

С.ш. в породах IV категории устойчивости независимо от величины ожидаемого притока воды проходят специальными способами, обеспечивающими повышение устойчивости и водопроницаемости горных пород.

При проходке С.ш. в породах I—III категорий устойчивости при суммарном притоке воды в ствол более 8 м3/ч все водоносные горизонты, породы которых поддаются тампонажу, предварительно тампонируются из забоя или с поверхности. В случае если водоносные породы не поддаются тампонажу, то применяют водонепроницаемые крепи.

Специальные способы проходки стволов (замораживание, тампонаж, водопонижение и проходка стволов способом бурения) приведены в разделах 14, 15, 16 и 18.

Опускные сооружения для проходки С.ш. применяют при пересечении рыхлых и неустойчивых пород, в том числе с включением крепких пропластков в неводоносных породах, а также в аналогичных водоносных породах при наличии гидростатического давления не более 0,1 МПа.

Их используют, как правило, в комплексе с мерами по ограничению притока воды в ствол — водопоннженнем.

К опускным сооружениям относят опускные крепи, опускные колодцы и вертикальные щиты.

2.2. Перечень и состав основных геологических и гидрогеологических исходных данных


Требования к исходным данным для проектирования и строительства стволов, проходимых обычным способом. Генеральная проектная организация, разрабатывающая проект строительства нового (или реконструкцию действующего) горного предприятия, или эксплуатационное горное предприятие обеспечивает специализированную организацию, проектирующую сооружение С.ш., необходимыми исходными данными, в состав которых в обязательном порядке должны входить следующие сведения:


  • географическое и административное положение месторождения полезного ископаемого и участка, где намечена проходка С.ш., рельеф поверхности, гидрографическая сеть района, местные климатические условия;
  • экономическое положение района, транспорт, энергетическая база, источники водо- и теплоснабжения, наличие местных строительных материалов, пригодных для ведения работ;
  • геологическая и гидрогеологическая характеристика пород, пересекаемых проектируемым стволом; влияние буровзрывных и горных работ;
  • основные положения проекта организации и очередности строительства надшахтных зданий и сооружений в увязке с организацией и необходимым сроком сооружения ствола.

Геологическую и гидрогеологическую характеристику участка работ составляют на основании:
  • заключения об условиях проходки С.ш. по результатам бурения и исследования контрольно-технической скважины, которую следует бурить за пределами сечения ствола, но не далее 15 м от его центра, а при наличии специального обоснования — в пределах сечения ствола;
  • геологических отчетов по результатам геологоразведочных работ;
  • геологической документации, полученной при проходке и эксплуатации близлежащих горных выработок.

Геологическое заключение по контрольно-технической скважине содержит проектный разрез по С.ш., прогноз газовых условий, выбросоопасности углей и вмещающих пород. В контрольно-технической скважине проводят термометрию.

Геологическая характеристика участка работ включает следующие основные разделы: стратиграфию, тектонику, литологию. Стратиграфические и тектонические данные сложения массива горных пород, а также данные об их литологнческом составе устанавливают, в основном, по скважинам, размещенным вблизи мест расположения намечаемого для прохождения С.ш Эти данные контролируют и уточняют геологическими работами инженерных изысканий. Указанные данные содержат привязанные к маркшейдерской сети параметры залегания (глубину, мощность, угол падения, азимуты простирания, выдержанность) всех литологически различающихся пластов, слоев и других морфологических элементов, а также сведения о подработке породного массива, его сдвижениях и деформациях.

Литологическую характеристику пород дают для пластов (слоев) в интервале и с детальностью, указанными для стратиграфических и тектонических данных. Тщательно и подробно устанавливают параметры залегания, а также вещественный состав и структурную нарушенность слабых слоев и прослоев, склонных к выдавливанию и пучению, а также контактов морфологических элементов с малой степенью связности (зеркала скольжения, трещины, разрывы и др.).


Детальное изучение физико-механических свойств и структурной нарушенности пород для вертикальных контрольно-технических скважин выполняют по всему интервалу бурения. Для всех изученных слоев, пластов, прослоев и прочих морфологических элементов выполняют механические испытания керновых проб и устанавливают средние сопротивления пород одноосному сжатию в естественном состоянии, а также прочность на разрыв и излом, пористость, плотность, естественную влажность, коэффициент сцепления, угол внутреннего трения, модуль упругости, коэффициент Пуассона. Данные о структурной нарушенности горных пород устанавливают по их керну в различных интервалах. Характеристику горных пород дают с обязательным выделением трещиноватых, закарстованных, а также тектонических и нарушенных зон.

Горные породы, слагающие геологический разрез, характеризуются следующими показателями:
  • категорией буримости для всех выделенных разновидностей горных пород согласно утвержденной классификации;
  • трещиноватостью и пористостью горных пород.

Прогноз газового режима проходки ствола проводят по данным опробования угольных пластов керногазонаборннками из контрольно-технической и соседних скважин, пробуренных в период разведки и доразведки шахтного поля, материалов о фактической газообнльности горных выработок шахты по результатам плановых замеров и сведений о газопроявлениях из угольных пластов и вмещающих их пород.

Для оценки выбросоопасностн пластов выполняют комплекс специальных работ по опробованию и лабораторным исследованиям. На основании полученных данных определяют комплексный показатель выбрэсоопасности. Определение выбросоопасности пород производят на основании кернового материала контрольно-разведочного бурения.

Для определения силикозоопасностн определяют метраж проходки по породам с содержанием свободного диоксида кремния более 10 % в разрезе проектируемого С. ш.

Для нахождения температур пород в контрольно-технической скважине по всей ее длине проводят запись термограммы по существующей методике геофизических исследований.

Гидрогеологические данные устанавливают, в основном, по имеющимся материалам геологической разведки по сетке скважин. Эти данные уточняют по результатам дополнительных гидрогеологических работ в скважинах инженерных изысканий.

Гидрогеологические данные содержат сведения о расположении и мощности водоносных горизонтов, степени обводненности пород в местах предполагаемого размещения проектируемого ствола, гидростатических и гидродинамических напорах, характеристике химической агрессивности вод, расположении и характеристике водоупоров, об условиях питания и дренажа водоносных горизонтов, о показателях их фильтрационной способности и связи с поверхностными водотоками и водоемами, расположении и характеристике карстов и плывунов.


Криологические данные содержат сведения о расположении, конфигурации и размерах многолетнемерзлых частей массива горных пород, характеристике их льдистости и влажности и показателях механических свойств при оттаивании и замораживании, показателях теплопроводности пород массива, сведениях о тепловом поле и геометрическом градиенте, характеристике изменения границ промерзания в результате действия сезонно-климатических и гидрогеологических факторов.

Требования к исходным данным для проектирования и строительства стволов, проходимых специальными способами. Инженерно-геологические и гидрогеологические изыскания для проектирования специальных способов проведения С. ш. производят в соответствии с требованиями глав СНиП по инженерным изысканиям для строительства и по нормам проектирования подземных горных выработок.

Для проектирования способа искусственного замораживания генпроектировщик представляет следующие исходные данные:
  • физико-механические характеристики пород в естественном состоянии (удельную и объемную плотность, угол внутреннего трения, прочность на одноосное сжатие, модуль деформации, коэффициент Пуассона);
  • физико-механические характеристики пород в замороженном состоянии (прочность на одноосное сжатие, модуль деформации и коэффициент Пуассона или параметры нелинейной деформации при температурах, охватывающих диапазон ожидаемых средних температур ледопородного ограждения);
  • теплофизнческне характеристики пород в естественном и замороженном состояниях (теплоемкости и коэффициенты теплопроводности при естественной влажности, температура льдообразования, степень минерализации и солевой состав вод);
  • естественные температуры пород во всех водоносных горизонтах;
  • направления и скорости фильтрации подземных вод в районе проектного положения С.ш.

Для проектирования проходки С. ш. с применением тампонажа горных пород, в дополнение к вышеприведенному, представляют следующие исходные данные:
  • ситуационный план поверхности;
  • план горных работ (если тампонаж будет проводиться в районе разрабатываемого или отработанного шахтного поля);
  • мощность и пространственное расположение стратиграфических горизонтов;
  • характеристику основных элементов тектоники участка;
  • общую и активную пористость водоносных горизонтов;
  • скважность или трещинную пустотность горных пород;
  • трещинную анизотропию горных пород;
  • число и элементы залегания систем трещин;
  • средние величины раскрытия трещин в каждой системе;
  • максимальное раскрытие трещин горных пород;
  • степень и характер заполнения трещин природными материалами;
  • прочность пород водоносных горизонтов на срезывание;
  • коэффициенты однородности прочности водоносных пород, подстилающих и покрывающих их водоупоров;
  • категорию по бурнмостн пород, слагающих стратиграфический разрез по стволу;
  • глубину залегания и мощность водоносных горизонтов;
  • мощность и глубину залегания водоносного горизонта;
  • напор подземных вод (пластовое давление);
  • коэффициенты проницаемости и фильтрации;
  • коэффициент трещинной анизотропии горной породы;
  • прогнозные (ожидаемые) притоки воды;
  • направление движения подземных вод;
  • химический анализ подземных вод.

Глубину залегания водоносных горизонтов в геологическом разрезе, их мощности, гидродинамические и фильтрационные параметры устанавливают на основании расходометрическнх уровней в контрольно-технической скважине.


Химический состав и агрессивность подземных вод необходимо характеризовать следующими показателями: жесткостью, величиной водородного показателя, степенью минерализации, степенью агрессивности по отношению к металлам и цементам.

При проектировании водопонижения должны быть следующие исходные данные, характеризующие природные условия района:
  • инженерно-геологическое строение массива горных пород и их физико-механические свойства;
  • водоносные горизонты, оказывающие влияние на проведение горных выработок;
  • условия их питания и дренажа, взаимосвязи между ними, показатели их фильтрационных свойств (коэффициенты фильтрации, пьезопроводности, уровнепроводности и водоотдачи пород с учетом их возможной неоднородности, коэффициенты перетекания, а для трещиноватых или закарстованных пород — фильтрационные характеристики трещиноватости, зон дробления и закарстованности);
  • геологические разрезы и профили на участке работ в пределах распространения водоносных горизонтов до областей питания и дренажа, на глубине до основного породоупорного пласта;
  • распространение водоносных горизонтов с указанием рельефа их кровли и почвы, а также гидроизогипс или гидроизопьез водоносных горизонтов;
  • топографический план площади проектируемых горных выработок в масштабе 1:200 или 1:5000;
  • проводившиеся ранее на участке строительства гидрогеологические исследования и водопонижение;
  • проектируемые водные объекты в районе строительства подземных горных выработок, их размещение и основные параметры;
  • химический состав и температура подземных вод, условия их сброса в открытые водоемы;
  • химическая агрессивность вод в отношении бетонных и стальных конструкций; места заложения стволов, их глубины, диаметры, виды крепи, способы и сроки проходки, отметки заложения подземных горных выработок, их трассировка, сечения, виды крепи, календарные графики горнопроходческих работ, категории выработок по газу, технология проходки.

В случае отклонения результатов гидрогеологических изыскании и опытно-эксплуатационного водопонижения от данных, принятых в качестве исходных при проектировании, предусматривают корректировку проекта.

К разработке проекта проходки С.ш. щитовым способом с вод о понижением приступают после указанных ранее исходных данных с учетом следующих дополнительных сведений:
  • ожидаемых притоков подземных вод к водопонижающему контуру;
  • остаточных притоков подземных вод в ствол после предварительного водопонижения;
  • положения скважин, ранее пробуренных на напорные водоносные горизонты, залегающие ниже участка проходки ствола щитовым способом.

Источник: «Строительство стволов шахт и рудников», Москва, «Недра», 1991


ОЦЕНИТЕ ПОЖАЛУЙСТА ЗА ЭТУ СТАТЬЮ
0
ПРЕДЫДУЩИЕ СТАТЬИ
Назначение стволов и их классификация
Индустрия > Шахты

Роль рудничных геологов в решении вопросов проектирования горнорудного предприятия
Индустрия > Рудники

Подсчет запасов руд и учет их движения на руднике
Индустрия > Рудники

Потери и разубоживание полезных ископаемых и мероприятия по их снижению
Индустрия > Рудники

Изучение гидрогеологических условий месторождений в процессе их эксплуатации
Индустрия > Рудники

Геологическая документация открытых и подземных горных работ
Индустрия > Рудники

Определение физических свойств пород и руд
Индустрия > Рудники

Технологическое опробование руд
Индустрия > Рудники

СЛЕДУЮЩИЕ СТАТЬИ
Подготовительный период строительства шахт
Индустрия > Шахты

Оснащение вертикальных стволов проходческим оборудованием
Индустрия > Шахты

Технологические схемы проходки стволов
Индустрия > Шахты

Армирование вертикальных стволов шахт
Индустрия > Шахты

Проведение приствольных выработок и сопряжений
Индустрия > Шахты

Оборудование и средства для проходки стволов в обычных горно-геологических условиях
Индустрия > Шахты

Крепь вертикальных шахтных стволов
Индустрия > Шахты

Проходческий подъем вертикальных стволов шахт
Индустрия > Шахты




ССЫЛКА НА СТАТЬЮ В РАЗЛИЧНЫХ ФОРМАТАХ
ТекстHTMLBB Code


Комментарии к статье


Еще нет комментариев


Сколько будет 16 + 32 =

       



 
 
Geologam.ru © 2016 | Обратная связь | Карта сайта | Поиск по сайту
Геология • Геофизика • Минералогия • Индустрия • Нефть и газ