№64-05

Обґрунтування гідрогеомеханічних параметрів водорегулювання з використанням шахтних стовбурів при закритті шахт

І.О. Садовенко¹, В.І. Бондаренко¹, І.А. Салєєв², А.М. Загриценко¹

¹Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна

²ТОВ «ДТЕК Енерго», Київ, Україна

Coll.res.pap.nat.min.univ. 2021, 64:55-67

https://doi.org/10.33271/crpnmu/64.055

Full text (PDF)

АНОТАЦІЯ

Мета. Обґрунтування гідрогеомеханічних параметрів, що дозволяють контролювати безпечне співвідношення гідродинамічних рівнів у шахтному стовбурі і гірському масиві, при закритті шахт з використанням занурювальних насосів.

Методика дослідження. Використаний експериментально-аналітичний метод, що полягає у формуванні та аналізі даних натурних випробувань тріщинної пористості, проникності та положення рівнів підземних вод у міцних пісковиках навколо шахтних стовбурів з бетонним кріпленням.

Результати дослідження. Встановлено, що гідрогеомеханічний стан навколо шахтного стовбура у стійких водовмісних породах характеризується розвитком взаємо конкуруючих процесів нелінійного зменшення проникності навантаженого породного контуру та гідрогеомеханічного розвантаження структурних елементів водовмісних порід і фільтруючого кріплення. Величини гідрогеомеханічного розвантаження кріплення стовбура в межах 0,054 – 6,12×10⁵ Па близькі до міцності на розтягування контакту «бетон – водовмісна порода», що свідчить про небезпеку його руйнування.

Наукова новизна. Вирішена задача суміщення пружного вісесиметричного навантаження кріплення породним масивом та гідродинамічною площинно-радіальною течією до стовбура, де гідрогеомеханічний стан у стійких водовмісних породах характеризується розвитком взаємо конкуруючих процесів нелінійного зменшення проникності навантаженого породного контуру та гідростатичного розвантаження структурних елементів водовмісних порід і фільтруючого кріплення.

Практичне значення. Отримані рішення та їх аналіз пояснюють відому з практичного досвіду невідповідність розрахункових (нормативних) навантажень на кріплення реально виміряним величинам, а також мають суттєве практичне значення. Встановлений факт наближення величини гідрогеомеханічного розвантаження кріплення стовбура до міцності на розтягування контакту «бетон – водовмісна порода» є небезпечним і потребує зменшення гідродинамічного ухилу до шахтного стовбура при управлінні процесом затоплення шахт занурювальними насосами.

Ключові слова: шахтний стовбур, бетонне кріплення, затоплення, фільтрація, гідрогеомеханічні процеси, міцність.

Перелік посилань:

1. Норватов Ю.А., Савельев Д.И., & Яшина А.В.(2014). Гидрогеологическое обеспечение горных работ при разработке угольных месторождений подземным способом. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал), (8), 23-28.
2. Newman C., Agioutantis Z., Boede G., &Leon J. (2017) Assessment of potential impacts to surface and subsurface water bodies due to long wall mining. International Journal of Mining Science and Technology, 27(1), 57-64. 
   https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2016.11.016.
3. Слащева О.А. (2019). Вплив води на стійкість гірничих виробок. Геотехнічна механіка. Міжвідомчий збірник наукових праць, 148. 144-152
   https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910900092
4. Нургалиев Е.И., & Майоров А.Е.(2018). Технологические схемы возведения монолитных изоляционных сооружений горных выработок угольных шахт. Уголь, (11 (1112)), 10-17.
5. Борщевский С.В., Лабинский К.Н., & Галечко С.Ю. (2007). К вопросу о повышении механических свойств и гидростойкости бетонной крепи. Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта, (17), 195-201.
6. Норватов Ю.А., & Петрова И.Б. (2010). Гидрогеомеханические процессы при затоплении шахт. Записки Горного института, 185, 231-234.
7. Eckart, M. (2011). BoxModel Concept: ReacFlow3D. Modelling of the flow of mine water andgroundwater, mass and heat transport.DMT GmbH & Co. KG, Essen, Germany.
8. Guidelines for mine water management (2016). VTT Technical Research Centre of Finland Ltd, Geological Survey of Finland(GTK), Finnish Environment Institute.
   https://www.vttresearch.com/sites/default/files/pdf/technology/2016/T266.pdf
9. Kessler, T., Mugova, E., Jasnowski-Peters, H., Rinder, T., Stemke, M., Wolkersdorfer, C., Hilberg, S., Melchers, C., Struckmeier, W., Wieber, G., & Schafmeister, M.-T. (2020). Grundwasser in ehemaligen deutschen Steinkohlenrevieren – ein wissenschaftlicher Blickwinkel auf Grubenflutungen. Grundwasser, 25(4), 259–272.
   https://doi.org/10.1007/s00767-020-00460-0
10. СНиП II-94-80.Нормы проектирования. Подземные горные выработки(1982).Стройиздат.

• < Попередня
• Наступна >