Крепление горных выработок (с оставлением целиков) против фильтрации и обрушения завод

На протяжении многих лет в нашей сфере, связанной с креплением горных выработок, часто встречается заблуждение, что единственный правильный подход – это полное армирование и заделка. Это, конечно, обеспечивает максимальную безопасность, но часто приводит к излишним затратам и, что не менее важно, создает дополнительные проблемы. Особенно это ощущается при работе с существующими шахтами, где необходимо сохранить целостность определенной части выработки с оставлением целиков. В этой статье я постараюсь поделиться своим опытом и взглядами на эту сложную, но очень важную задачу, обсудив преимущества и недостатки различных подходов, а также затрону некоторые практические аспекты, которые часто упускаются из виду.

Общая характеристика задачи и распространенные подходы

В конечном счете, цель любой работы по укреплению горной выработки – обеспечение ее долговечности и безопасности. И здесь ключевой момент – баланс между прочностью конструкции, экономичностью и сохранением функциональности существующей выработки. Когда речь заходит о креплении горных выработок с оставлением целиков, возникает сложный компромисс. Полная заделка, хоть и надежна, может привести к образованию зон повышенного давления, особенно в условиях нестабильной горной породы. В то же время, недостаточное укрепление чревато обрушением и, как следствие, серьезными последствиями. Поэтому выбор оптимального решения требует тщательного анализа геологических условий, гидрогеологических факторов и нагрузки на выработку. Наиболее часто используемые подходы включают в себя: использование анкерных болтов, применение железобетонных элементов (например, сводов, обкладок), геосинтетические материалы и, конечно, специализированные системы крепления горных выработок от различных производителей. Выбор конкретного решения – задача индивидуальная, зависящая от конкретного объекта.

Проблемы, возникающие при полной заделке

Как я уже упоминал, полная заделка часто влечет за собой ряд негативных последствий. Во-первых, это увеличение объема работ и, следовательно, расходов. Во-вторых, это потенциальное создание внутренних напряжений в горной породе, которые могут привести к дальнейшим деформациям и трещинообразованию. В-третьих, полное перекрытие выработки может нарушить естественную вентиляцию и дренаж, что также негативно сказывается на безопасности и долговечности шахты. При работе с существующими шахтами, где необходимо сохранить определенные функциональные возможности (например, для доступа к технологическому оборудованию), полная заделка просто невозможна.

Фильтрационные процессы и их влияние на выбор крепления

Особое внимание следует уделить вопросам, связанным с фильтрацией. В горных выработках часто встречаются грунтовые воды, которые могут оказывать значительное давление на стены и своды. Это особенно актуально в водопроницаемых породах, таких как песчаник или известняк. В таких случаях необходимо учитывать возможность возникновения фильтрационных потоков и выбирать такие системы крепления, которые способны эффективно сопротивляться давлению воды. Это может включать в себя использование водонепроницаемых мембран, геосинтетических материалов и специальной гидроизоляции. В некоторых случаях, при интенсивном потоке воды, может потребоваться устройство дренажных систем для снижения гидростатического давления.

Пример из практики: работа с водопроницаемым известняком

Мы сталкивались с подобной проблемой на одном из проектов в провинции Шаньдун. Шахта работала в известняковых породах с высоким уровнем грунтовых вод. Изначальный план предусматривал стандартное железобетонное крепление, однако при проведении геологических изысканий было обнаружено, что известняк обладает высокой водопроницаемостью. Это означало, что при стандартном креплении неизбежно возникнет давление воды на стены и своды, что приведет к их деформации и возможным обрушениям. В итоге мы приняли решение использовать комбинацию анкерного крепления и гидроизоляции. Анкеры обеспечивали прочное сцепление с породой, а гидроизоляция предотвращала проникновение воды в выработку. Это решение позволило нам обеспечить безопасность и долговечность выработки, не прибегая к полной заделке.

Методы укрепления с сохранением целиков: современные решения

В последние годы появились новые, более эффективные методы укрепления горных выработок с сохранением целиков. Один из таких методов – это использование георешеток и геосетки в сочетании с анкерным креплением. Георешетки обеспечивают повышенную прочность и устойчивость конструкции, а геосетка – равномерное распределение нагрузок. Кроме того, сейчас активно используются специальные полимерные композитные материалы, которые обладают высокой прочностью и устойчивостью к воздействию агрессивных сред. Важно, чтобы выбранные материалы соответствовали геологическим условиям и требованиям безопасности конкретного объекта.

Использование анкерного крепления в сочетании с георешетками

Анкерное крепление является одним из самых распространенных методов укрепления горных выработок. Однако для увеличения эффективности его необходимо сочетать с другими материалами и конструкциями. Использование георешеток в сочетании с анкерами позволяет обеспечить более равномерное распределение нагрузок и предотвратить образование концентраций напряжений. Кроме того, георешетки могут использоваться для укрепления стен и сводов выработки, а также для предотвращения осыпания породы.

Оценка рисков и мониторинг состояния крепления

Независимо от выбранного метода крепления, необходимо регулярно проводить оценку рисков и мониторинг состояния крепления. Это позволит своевременно выявлять потенциальные проблемы и принимать меры по их устранению. Мониторинг может включать в себя визуальный осмотр выработки, измерение деформаций, контроль уровня грунтовых вод и анализ данных, полученных с помощью датчиков и инклинометров. Важно, чтобы мониторинг проводился квалифицированными специалистами с использованием современного оборудования. Это поможет предотвратить серьезные аварии и обеспечить безопасность работников шахты.

Применение систем дистанционного мониторинга

В настоящее время активно развивается направление дистанционного мониторинга состояния горных выработок. Это позволяет отслеживать изменения в состоянии крепления в режиме реального времени, не подвергая риску жизни работников. Системы дистанционного мониторинга могут включать в себя датчики деформации, датчики давления, датчики температуры и другие устройства, которые передают данные на центральный сервер. Анализ этих данных позволяет выявлять потенциальные проблемы на ранней стадии и принимать меры по их устранению.

ООО Шаньдун Хаокунь Инжиниринг Вентиляции и Противопожарной Защиты Шахт обладает богатым опытом в области крепления горных выработок и предлагает широкий спектр решений для различных типов горных пород и условий эксплуатации. Мы стремимся к созданию надежных и безопасных шахт, используя современные технологии и инновационные материалы. Более подробную информацию о наших услугах вы можете найти на нашем сайте: https://www.sdhaokun.ru. Мы всегда рады сотрудничеству и готовы помочь вам решить любые задачи, связанные с укреплением горных выработок.