Введение к работе
Актуальность работы. В связи с тем, что в последние годы наблюдается спад производства в промышленности, строительство подземных сооружений, а также средства, выделяемые на него, резко сократилась. Исходя из этого, при сооружении вертикальных стволов в сложных горно-геологических условиях на первый план, наряду с жесткими требованиями к надежности и долговечности конструкции, выходит проблема экономии и рентабельности строительного производства.
Наиболее, сложными и трудоемкими являются работы по сооружению вертикальных стволов, на долю которых приходится 20-25% стоимости и 30-50% общей продолжительности строительства, поэтому в настоящее время выбор экономичного и надежного типа крепи является одной из главных задач шахтного строительства.
Э основном при проходке стволов получила распространение цонолитная бетонная крепь из быстротвердеющего бетона при совмещенном способе проходки.
Тем не менее, при сооружении глубоких стволов в тектоническом поле начальных напряжений несущей способности обычной однослойной бетонной крепи, как правило, оказывается недоста-- точно. Эследствйе этого, шахтостроители переходят на более дорогостоящие виды крепи (железобетонные блоки, чугунные тюбинги), что приводит к. резкому удорожанию строительства. Поэтому реще-цие проблемы увеличения несущей способности монолитной, бетон-Иой крепи, надежности, экономичности сооружения, совершенствования методов расчета, представляется в настоящее время актуальный й позаодит существенно расширить рблдсть ее применения.
Цель райощц заключается в разработке метода расчета монолитной бетонной крепи: ствола с учетом подвигания забоя и измене-
ния деформационных характеристик бетона крепи на ранней стадии его твердения, в том числе в тектоническом поле начальных напряжений, что обеспечивает расширение области применения монолитной бетонной крепіі в сложных горно-геологических условиях.
Идея работы заключается в учете изменения деформационных и прочностных характеристик бетона на ранней стадии твердения при подвиганий забоя It их слияния на напряженное состояние и несущую способность крепи ствола.
Методы исследований: математическое и компьютерное моделирование напряженного состояния крепи на основе теории упругости.
Научные положения, разработанные лично соискателем,. и их
новизна. , -
-
Разработана математическая модель и метод расчета однослойной монолитной бетонной крёни ствола в гравитационном-к тектоническом поле начальных напряжений с учетом совместного влияния подвигаїщя забоя ствола, деформационных характеристик пород и изменения деформационных характеристик бетона на ранней стадии его твердения.
-
Разработана математическая модель напряженно-деформированного состояния и метод расчета двухслойной монолитно» бетонной крепи ствола в тектоническом поле.начальных напряжений с разновременным возведением слоев с учетом подвигания забоя и изменения деформационных характеристик бетона крепи на ранней стадии его твердения, при значительном удалении рассматриваемого участка крепи от забоя.
-
Установлено влияние твердения бетона в ранцем возрасте на напряженное состояние и несущую способность-крепи в зависн-
мости от отношения главных начальных напряжений в массиве, толщины крепи и модуля деформации пород.
Достоверности іюуіиих положений, пьподов п рекомендаций обоснована применением апробированной математической модели монолитной бетонной крепи выработок круглого сечения, достоверность которой установлена.
Научное значение работы заключается із разработке математических моделей взаимодействия монолитной бетонной крепи с массивом пород и мегодоп расчета крепи с учетом твердения бетона.
Практическое значение работы заключается в разработке метода, алгоритма л пакета компьютерных программ для IBM совместимых компьютеров, реализующих расчет монолитной бетонной крепи ствола для вертикальных выработок круглого сечения в гравитационном и тектоническом поле начальных напряжений.
Результаты диссертационных исследований приняты к внедрению ОАО "Тулауголь".
Апробация работы. Основные положения ц результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета (г, Тула, 1996г., 1997г., 1998г.), на заседании Первой региональной конференции "Проблемы разработки месторождений полезных ископаемых Центрального региона Российской Федерации"(г. Тула, 1998г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано четыре работы.
Объем работы. Диссертация' состоит из введения, четырех
глав, заключения, изложенных на 118 страницах машинописного
текста, 24рисунков, 4 таблиц, списка литературы из 96 наименова
ний и приложений. .. -
