Фізико-технічні та організаційні основи інтенсивних технологій спорудження вертикальних стволів у породному масиві з підвищеною водоносністю

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ГІРНИЧИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук

Фізико-технічні та організаційні основи інтенсивних технологій спорудження вертикальних стволів у породному масиві з підвищеною водоносністю

Спеціальність: Шахтне і підземне будівництво

Борщевський Сергій Васильович

Дніпропетровськ, 2008 рік

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. Задача збільшення обсягів видобутку вугілля як головного енергоносія країни обумовлює необхідність будівництва нових стволів і підвищення експлуатаційної надійності існуючого шахтного фонду.

Проведений аналіз даних проходки 210 і ремонту 98 стволів показав, що три домінанти визначають належні техніко-економічні показники спорудження і експлуатації стволів: якість проходки, якість кріплення і якість експлуатації. Практика свідчить, що істотний вплив на вказані характеристики мають гідрогеологічні умови спорудження і експлуатації стволів. Особливо це виявляється в умовах спорудження стволів, коли водоприпливи сягають 10м³/годин і більше. Із збільшенням масштабності впливу водоносності породних масивів, що перетинаються стволами, істотно ускладнюються технологічні процеси проходки і кріплення стволів, збільшуються у часі періоди їх спорудження, підвищується значущість виявлення невикористаних потенційних можливостей в забезпеченні тривалої роботи стволів. Розробка і застосування інтенсивних технологій спорудження стволів в цих умовах вимагає врахування багатьох чинників. У цьому зв'язку необхідно виділити три головні задачі:

1) оцінку впливу породного масиву з підвищеною водоносністю на стійкість стволів і формування поблизу них геологічно активних зон, параметри яких визначають вибір підходів у підвищенні стійкості масиву порід;

2) обґрунтування фізико-технічних регламентів підвищення гідростійкості та міцності бетону кріплення стволів;

3) обґрунтування регламентів зниження водоприпливу з обводнених породних масивів на основі врахування геомеханічних умов для забезпечення їх стійкості.

Багатьма дослідниками, що займаються питаннями спорудження вертикальних шахтних стволів, створена належна науково-технічна база для часткового вирішення зазначених завдань, яка забезпечила реальний прогрес у проектуванні, спорудженні та експлуатації шахтних стволів. Проте, в комплексі цих досліджень, недостатньо вивченими залишаються питання:

- взаємодії зволоженого породного масиву з кріпленням і, зокрема, не вивчена така форма прояву гірського тиску як утворення з урахуванням водоприпливів;

- недостатньо досліджені питання управління якістю властивостями бетону кріплення з використанням сучасних високоефективних будівельних домішок;

- не повною мірою враховуються зазначені чинники, які обумовлюють специфіку розробки технологічних регламентів щодо спорудження стволів.

Саме все це не дає повної картини для цілісного уявлення про взаємодію елементів системи «технологія проходки - кріплення ствола - зволожений масив порід». Таким чином, актуальною науково-технічною проблемою є обґрунтування фізико-технічних і організаційних основ інтенсивних технологій спорудження шахтних стволів в породах з підвищеною водоносністю.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами і темами.

Дисертаційна робота виконана на кафедрі будівництва шахт та підземних споруд Донецького національного технічного університету в межах рішення наукових програм, галузевих державних планів Міністерства освіти і науки України і Мінвуглепрому України, відповідно до тематичного плану наукових досліджень ДонНТУ:

- в рамках держбюджетної теми Г-17-90 “Дослідження та удосконалення технології будівництва і реконструкції глибоких шахт Донбасу з метою скорочення термінів і підвищення якості робіт” і відображена в техзвіті (№ ДР 0191U002226);

- теми Г-10-2000 “Розробка основ теорії безпечної довжини набійки шпурів при виконанні підривних робіт в небезпечних умовах вугільних шахт” (№ ДР 0100U001071);

- теми Д-5-02 „Обґрунтування способів і параметрів підвищення адгезійних властивостей і міцності зводимого бетонного кріплення при проведенні гірничих виробок” (№ ДР 0102U001156);

- теми Н-6-2000 „Исследование и совершенствование технологии строительства и реконструкции околоствольного двора” (№ ДР 0100U087570);

- теми Д-4-05 „Розвиток наукових основ системи гідропідривання у шахтах, небезпечних щодо газу чи пилу” (№ ДР 0105U002292) у яких автор на різних етапах був виконавцем і відповідальним виконавцем.

Метою роботи є розробка фізико-технічних та організаційних основ інтенсивних технологій спорудження вертикальних стволів в умовах підвищеної водоносності породного масиву, які забезпечують зростання темпів проходки, економічність та надійність експлуатації вертикальних стволів шахт. Поставлена мета реалізована шляхом рішення таких задач:

- виконати системний аналіз впливу умов та технологій проходки стволів на динаміку розвитку їх основних техніко-економічних показників і наявність закономірностей та кореляційних зв'язків між ними;

- провести шахтні дослідження взаємодії системи «кріплення - зволожений породний масив» у вертикальних стволах;

- виконати комп'ютерне моделювання взаємодії системи «вертикальний ствол - зволожений породний масив» з урахуванням змін властивостей бетону кріплення і порід та впливу технологічних чинників;

- розробити науково обґрунтовані технологічні регламенти підвищення міцності і гідростійкості бетонного кріплення стволів та контурного масиву порід;

- виконати шахтну експериментальну перевірку та впровадження розробок стосовно потокових технологій будівництва вертикальних стволів в умовах підвищеної водоносності порід.

Ідея роботи полягає у використанні закономірностей зміни властивостей бетону кріплення і формування геологічно активних зон в контурному масиві у водонасичених породах для обґрунтування регламентів підвищення водонепроникності та міцності бетону та масиву при спорудженні стволів за інтенсивними технологіями.

Об'єктом досліджень є геологічно-механічна система «вибій ствола - бетонне кріплення - водонасичений контурний масив».

Предмет досліджень - параметри регламентів управління деформаційним станом системи «бетонне кріплення - водонасичений контурний масив».

Методи досліджень. У роботі використаний комплексний метод, що включає:

- аналіз і узагальнення науково-технічних досягнень та літературних джерел з проблеми;

- ймовірнісний статистичний аналіз;

- аналіз і узагальнення результатів обстеження стану вертикальних стволів;

- даних інструментальних спостережень на спеціальних станціях у стволах;

- розробку аналітичних моделей напружено-деформованого стану ствольного масиву гірських порід;

- проведення лабораторних і шахтних експериментів; аналітичні дослідження з використанням ЕОМ і застосуванням положень механіки суцільного середовища і підземних споруд; техніко-економічний аналіз.

Основні наукові положення, що виносяться на захист:

1. Об'єм утворення прямо пропорційно і лінійно залежить від водо припливу та зворотно пропорційно і нелінійно від приведеної тривалої міцності порід і швидкості проходки стволів, досягаючи найменшої величини при її значеннях 100-120 м/міс., що свідчить про необхідність переходу до інтенсивних технологій спорудження стволів.

2. Міцність бетонного кріплення зростає на 18-25% за рахунок підвищення поверхневої активності його складових, що забезпечується їх своєчасним використанням (не пізніше 120 діб) та зниженням окисної плівки інертних заповнювачів.

3. Гідростійкість бетону зростає на 70% за рахунок введення до його складу каталізуючих домішок в межах 5-8% від ваги цементу або на 55-60% за рахунок використання гідроізолюючих пенетрируючих речовин нанесених на його поверхню з одночасним підвищенням його міцності за експоненційною залежністю до 10-12%, що дозволяє значно підвищити гідроізоляцію виробок в різних умовах будівництва і експлуатації.

4. Глибина геоактивних водонасичених зон, що формуються на контакті водоносного шару з водотривким, змінюється за законом Вейбулла і складає для водоносного шару 1,5-1,8 м., а її поширення в сторону водотривкого шару коливається в межах від 1,0 до 1,5 м., що дає можливість встановлювати технологічні параметри водно-пригнічення.

5. Застосування розроблених технологічних регламентів підвищення гідростійкості бетонного кріплення стволів та контурного масиву забезпечує переведення стану стволів щодо остаточних водних припливів з першої категорії (більше 10 м³/год.) в третю (до 5 м³/год.) та підвищує тривалу стійкість споруди за рахунок зменшення зони руйнування порід за контуром стволів.

Наукове значення роботи полягає в розробці та обґрунтуванні фізико-технічних принципів управління властивостями бетонного кріплення стволів та геомеханічних основ управління стійкістю породного масиву з підвищеною водоносністю при спорудженні стволів за інтенсивними технологіями. Наукова новизна отриманих результатів:

- встановлена сукупність основних інформативних параметрів стану системи «технологія - бетонне кріплення - водонасичений породний масив», внаслідок чого проведено відбір домінантних показників, що підлягають врахуванню при оцінці структури технології робіт, розробці основних параметрів та якісних характеристик технологічних схем спорудження вертикальних шахтних стволів;

- уперше на основі статистичного аналізу зв'язку між приведеною тривалою міцністю порід, що перетинаються стволами, та швидкістю їх проходки і показниками проявів гірського тиску встановлені залежності утворення у стволах, величини якого значно менші при впровадженні паралельної технології спорудження стволів;

- уперше із застосуванням геофізичних методів дослідження виявлені закономірності формування в контурних до стволів зволожених породах геологічно-активних зон порушення із їх переходом у контактуючі покриваючі шари порід;

- виконаний їх аналітичний опис;

- установлені кількісні показники підвищення гідростійкості та міцності бетонного кріплення стволів із використанням сучасних ефективних домішок в процесі виготовлення бетону та застосування пенетрируючих високо проникаючих речовин для підвищення експлуатаційної надійності діючих стволів;

- комп'ютерним моделюванням на базі просторової моделі механіки гірських порід досліджений вплив водонасиченого шару порід на пружно-деформований стан системи «бетонне кріплення ствола - водонасичений породний масив» із урахуванням умов контактування порід, зміною їх міцності під впливом водонасичення, результати якого покладені в створення технологічних регламентів підвищення стійкості масиву у геологічно-активних зонах;

- розроблені фізико-технічні основи управління властивостями бетону кріплення стволів, засновані на принципах активізації компонентів бетонної суміші і управління процесами твердіння бетону на різних стадіях, та обґрунтовані геологічно-механічні вимоги щодо підвищення стійкості водонасиченого масиву за рахунок його смолизації.

Обґрунтованість і вірогідність наукових положень, висновків і рекомендацій забезпечується: великим обсягом і комплексністю експериментальних досліджень, статистично значущим об'ємом аналізованої інформації про фактичний стан проходки стволів із задовільною збіжністю результатів (результатами обстеження понад 210 глибоких вертикальних стволів), об'ємом лабораторних і шахтних досліджень, поєднанням теоретичних і експериментальних досліджень з використанням апробованих методик і фундаментальних положень механіки суцільного середовища, теорії вірогідності, математичної статистики і ЕОМ, задовільною збіжністю результатів розрахунків і експериментальних досліджень (розбіжності не перевищують 20%) при розрахунках показників утворення та параметрів активних зон, позитивними результатами перевірки і впровадження у виробництво технічних і технологічних рішень в умовах будівництва і реконструкції діючих шахт, конструктивно-технічними заходами щодо охорони і підтримання шахтних стволів.

Практичне значення отриманих результатів полягає в:

- розробці удосконаленої поточної технологічної схеми будівництва стволів в умовах підвищених припливів, яка забезпечує максимальну інтенсивність виробничих процесів і сумісництво їх у часі та просторі;

- розробці рекомендацій щодо смолизації водонасиченого шару породного масиву у скіповому стволі №2 шахти «Красноармійська №1»;

- розробці рекомендацій щодо зведення гідростійкого високоміцного бетонного кріплення повітря подавального ствола №2 «Красноармійська-Західна №1», повітряподавального ствола №2 та вентиляційного ствола №2 ОП «Шахта ім. О.Ф.Засядька»;

- розробці пристрою для зведення монолітного бетонного кріплення вертикального ствола, який захищений патентами України;

- у розробці «Методичного посібника з комплексної геофізичної діагностики породного масиву та підземних геотехнічних систем», який затверджено на рівні галузі;

- у розробці, на основі узагальнення результатів застосування технології смолизації, «Технологічного регламенту підвищення стійкості породного масиву з високою водоносністю методом смолизації»;

- у розробці комплексу способів і засобів активного управління напружено-деформованим станом ствольного масиву, що забезпечують стійкість вертикальних шахтних стволів у складних гірничо-геологічних умовах, які прийняті для використання проектним інститутом “Дондіпрошахт” та Науково-дослідним інститутом гірничої механіки ім. М.М. Федорова при проектуванні проходки стволів на шахтах Донбасу, що підлягають реконструкції;

- у розробці 25 методичних вказівок для лабораторних, практичних занять, курсового та дипломного проектування для студентів і магістрів професійного напряму 0903 «Гірництво» спеціальності 7.090303 «Шахтне та підземне будівництво» та навчального посібника «Практикум по взрывному делу» з грифом МОН України.

Реалізація висновків і рекомендацій роботи.

На базі отриманих у роботі результатів розроблені:

- «Методичний посібник з комплексної геофізичної діагностики породного масиву та підземних геотехнічних систем», який використаний при оцінці стану вертикальних стволів на шахтах ОП «Шахта ім. О.Ф. Засядька», “Красноармійська-Західна №1”, «Трудівська», ДВАТ “Жовтневий рудник”, ДХК “Спецшахтобуріння ”та інш.;

- наукові результати використані при розробці проектів реконструкції шахт Донбасу в НДІ гірничої механіки ім. М.М. Федорова, проектному інституті “Дондіпрошахт”;

- на шахтах «Краснормійська-Західна №1» та «Трудівська» впроваджена технологія смолизації контурного породного масиву у активних зонах водонасичених гірських порід з економічним ефектом понад 170 тис. руб. (у цінах 1984 р.). Технологія зведення монолітного бетонного кріплення з використанням пристрою згідно з патентом України №76043 впроваджена на шахтах ОП «Шахта ім. О.Ф. Засядька», ДВАТ “Жовтневий рудник”, “Красноармійська-Західна №1” із загальним економічним ефектом 201 тис. руб. (у цінах 1984 р.).

Рекомендації щодо вдосконалення схеми організації будівництва та оснащення при проходці використані в умовах скіпового ствола №2 та повітря подавального ствола №2 ш. “Красноармійська-Західна №1” із загальним економічним ефектом понад 2754 тис. грн. Основні результати досліджень використовуються у навчальному процесі при підготовці бакалаврів і спеціалістів (магістрів) гірничих спеціальностей у Донецькому національному технічному університеті. Промислові дослідження проведені на шахтах ОП «Шахта ім. О.Ф.Засядька», “Красноармійська-Західна №1”, ДХК “Красноармійськвугілля”, ДВАТ “Жовтневий рудник”, “Трудівська” ВО ДУЕК, ДХК “Спецшахтобуріння”.

Особистий внесок автора. Автором самостійно поставлені і сформульовані:

- наукова проблема, ідея, мета і задачі досліджень;

- виконаний аналіз геомеханічних процесів формування напружено-деформованого стану ствольного масиву і кріплення вертикальних шахтних стволів;

- проведені аналітичні та натурні дослідження і узагальнення їх результатів;

- розроблений концептуальний підхід до проблеми забезпечення стійкості вертикальних шахтних стволів; обґрунтовані способи і засоби активного управління станом ствольного масиву і кріплення стволів, які споруджуються у водонасиченому масиві порід.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися та одержали схвалення на міжнародних, науково-практичних і науково-технічних конференціях гірничо-металургійного напрямку:

- «Сталий розвиток гірничо-металургійної промисловості» (м. Кривий Ріг, 2005-2007 р.);

- молодих учених, аспірантів і студентів «Вдосконалення технології будівництва шахт і підземних споруд» (м. Донецьк, 2002-2007 р.);

- «Форум гірників» (м. Дніпропетровськ, 2002-2007 р.);

- «Геотехнології і управління виробництвом ХХI століття» (м. Донецьк, 2007 р.);

- „Донбасс 2020: наука і техніка - виробництву” „Основні напрямки технічного переозброєння вугільних шахт”(м. Донецьк, 2005-2007 р.);

- „Вугілля - MINING technological 2003” (м. Луганськ, 2003 р.);

- „Автоматизація, технологія та якість в машинобудуванні” (м. Алушта, м. Севастополь, 2004-2006 р.);

- молодих учених, аспірантів і студентів «Перспективи освоєння підземного простору» (м. Дніпропетровськ, 2007 р.);

- „Проблеми та перспективи розвитку залізничного транспорту” (м. Дніпропетровськ, 2005-2007 р.);

- на регіональних науково-практичних школах-семінарах Академії будівництва України «Прогресивні технології будівництва і реконструкції гірничих підприємств» (м. Донецьк, 2004-2007 рр.);

- науково-практичних школах семінарах „Перспективи підземного будівництва у ХХI столітті” (м. Донецьк, 2004-2007 р.);

- VI,VII міждержавному науковому семінарі «Високоенергетична обробка матеріалів» (м. Дніпропетровськ, 2005-2007 р.);

- „Геомеханіка, механіка підземних споруд” (м. Тула, 2004-2007);

- „Проблеми підземного будівництва та напрямки розвитку тампонажу та закріплення гірських порід” (м. Антрацит, 2006-2007 р.);

- „Перспективи розвитку Східного Донбасу” (м. Шахти, м. Новочеркаськ, 2005-2007 р);

- «Тижні гірника» (м. Москва, 2005-2007 р.).

Публікації. Основні положення дисертаційної роботи викладені в 84 наукових працях, у тому числі в 35 наукових працях, опублікованих у фахових виданнях України, що включають 2 монографії, 1 навчальний посібник з грифом МОН України, 30 статей, 2 патенти України, 25 матеріалах конференцій та 24 інших виданнях.

Обсяг і структура роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, семи розділів і висновку, списку використаних джерел з 198 найменувань на 17 сторінках і 10 додатків на 35 сторінках. Містить 300 сторінок машинописного тексту,159 рисунків, 65 таблиць. Загальний обсяг 420 сторінок.

Автор висловлює вдячність співробітникам кафедри, які допомагали у дослідженнях. Особливу подяку автор виносить д. т. н, проф. В.В. Левіту за постійну увагу і д. т. н, проф. Б.М. Усаченку, д. т. н., проф. О.М. Шашенку за цінні поради, які сприяли покращенню роботи.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Проблема забезпечення стійкості глибоких вертикальних стволів і масиву вміщуючи гірських порід для підвищення їх експлуатаційної надійності протягом багатьох років є предметом численних дискусій і пошуків. Значний внесок у розв'язання зазначеної проблеми зробили вчені та провідні фахівці науково-дослідних інститутів, вищих учбових закладів та проектних інститутів України та країн СНД, таких як НДІОМШБ, УкрНДМІ НАН України, ІГТМ ім. М.С. Полякова НАН України, НДІГМ ім. М.М. Федорова, ДонВУГІ, ДонНТУ, НГУ, КТУ, ДонДТУ, КПІ, НПІ, ТулДУ, МДГУ, Дондіпрошахт, Дніпродіпрошахт, ДІОБ, Оргтехшахтобуд та інш. Значний внесок у розв'язання зазначеної проблеми внесли Баклашов І.В., Ліберман Ю.М., Руппенейт К.В., Козел А.М., Крупенніков Г.О., Протосеня О.Г., Буличов Н.С., Усаченко Б.М., Виноградов В.В., Максимов О.П., Єржанов Ж.С., Шашенко О.М., Роєнко А.М., Литвинський Г.Г., Новикова Л.В., Сдвижкова О.А., Левіт В.В., Кіпко Е.Я., НазимкоВ.В., Должиков П.М., Петренко В.Д., Розовський М.І., Садовенко І.О., Дрібан В.О., Андрєєв Б.М., Полозов Ю.А., Дружко Є.Б., Ягодкін Ф.І., Страданченко С.Г.

При існуючому рівні споживання вугілля світовий видобуток вугілля до 2015 року збільшиться мінімум удвічі. Саме тому розвиток світової і вітчизняної вугільної промисловості характеризується підвищенням конкурентоспроможності вугілля, що потребує будівництва нових і модернізації діючих вугільних шахт. Одним з найбільш складних вартісних процесів в комплексі робіт щодо будівництва і реконструкції шахт є спорудження вертикальних стволів.

Вертикальні стволи, як одні з найбільш відповідальних гірничих виробок шахт, повинні забезпечувати їх безперебійну роботу впродовж багатьох десятків років. Тому пошук і розробка ефективних напрямів скорочення тривалості будівництва вертикальних стволів та підвищення їх експлуатаційної надійності є актуальною науково-технічною проблемою, що має особливо важне господарське значення у зв'язку з гострою необхідністю розвитку вугільної промисловості України.

Спорудження вертикальних стволів знаходиться на критичному шляху будівництва шахти і обіймає до 50-55% часу від загальної тривалості будівництва шахт. Труднощі їх підтримки пов'язані, по-перше, з тим, що вони перетинають гірські породи з самими різними властивостями, включаючи маломіцні, пластичні або зруйновані породи. Особливо складним є спорудження стволів в породах, які містять підземні води, що є причиною суттєвого зниження темпів проходки, збільшення термінів будівництва і його вартості.

Часовий чинник спорудження стволів є важливим не тільки з погляду забезпечення розвитку фронту гірничо-капітальних робіт, але і визначає вибір тієї або іншої технології при проходці і кріпленні стволів і, у свою чергу, залежить від гідрогеологічних умов будівництва, які повинні бути надійно прогнозовані та враховані при проектуванні стволів.

У роботі проведений аналіз проходки і кріплення вертикальних шахтних стволів, їх стійкості в період будівництва та експлуатації. Для дослідження тенденцій, що склалися в технології і організації робіт, виконані експериментальні, хронометражні спостереження всього виробничого процесу спорудження вертикальних стволів Донецького басейну за період з 1952 по 2006 р. Таким чином, створена статистична база результатів проходок стволів Донбасу дозволила визначити п'ять основних періодів розвитку техніки і технології їх будівництва. Виявлено і установлено, що застосування суміщеної технології з послідовним і переривчастим виконанням виробничих циклів і процесів призводить до втрат загального часу робіт до 50%, що негативно впливає на інтенсивність робіт і використання основних ресурсів виробництва. Простежується тенденція постійного зростання витрат на оснащення стволів і невідповідність їх приросту техніко-економічним показникам проходки. Ця диспропорція постійно зростає.

За параметр для оцінки технології запропоновано застосовувати відношення корисного часу роботи (t_п) до суми корисного часу (t_п) і часу втрат (t_tn), обумовлених технологією, що застосовується. Таке відношення умовно назване "коефіцієнтом інтенсивності виробничого процесу" (К_ін.т), який характеризує структуру робочого часу циклу і безпосередньо залежить від прийнятої технологічної схеми виробництва робіт та визначається формулою:

(1)

Зрештою, величина коефіцієнта інтенсивності і показники проходки залежать від технологічних процесів, які здійснюються послідовно, частково поєднуються у часі або відбуваються одночасно. Беручи до уваги приведені дані, а також інші техніко-економічні характеристики будівництва, можна стверджувати, що в загальному випадку взаємозв'язок між середньою швидкістю спорудження стволів () і чинниками може бути представлений у вигляді наступної феноменологічної залежності:

 (2)

Де:

Н - глибина ствола, м;

D - діаметр ствола у світлі, м;

q₁, q₂ - відносні показники потужності підйомних та погрузочних засобів;

W - приплив води у ствол, м³/год.;

- товщина бетонного кріплення, мм;

N - кількість людей, які працюють у вибої, чол.;

V_пр - швидкість проходки протяжної частини ствола, м/міс.

Із сукупності перерахованих показників виділені домінанти, які істотно впливають на стійкість стволів і характер прояву гірського тиску у вигляді утворення у породах з високою водоносністю.

Утворення не тільки викликає погіршення умов праці, але значною мірою впливає на показники проходки: збільшуються об'єми видачі породи на поверхню та обсяги бетонних робіт. В сукупності ці чинники суттєво знижують темпи та підвищують вартість проходки стволів.

Підводячи підсумки сказаному, можно зробити висновок про суттєвий вплив водоприпливів на всі техніко-економічні показники проходки та головні ознаки вибору технології. За даними ДВАТ «Трест Донецькшахтопрохідка» водоприпливи понад 15м³/годин знижують швидкість проходки на 20-25%. Проведений огляд підходів і методик розрахунків і дослідження кріплення стволів з урахуванням водонасиченості ствольних порід.

Таким чином, проектування технологічних схем оснащення проходки стволів: безпосередньо проходки устя, технічного відходу і протяжної частини ствола, розрахунок кріплення і вибір охоронних конструкцій, визначення найбільш раціональної технологічної схеми проходки, а також раціональний підхід до вживаної енергоозброєності та підйомно-озброєності проходки з точки зору економіки, безпосередньо залежать від прогнозованого залишкового водоприпливу у ствол під час його проходки як одного з визначальних чинників впливу на техніко-економічні показники проходки стволів.

Аналізом встановлено, що очікуваний об'єм утворення значною мірою визначає вибір технології, конструкції і обсяги кріплення. Обробкою статистичних даних виявлена залежність між об'ємами утворення і вказаними домінантними показниками, яка має аналітичний вираз (3):

(3)

Проведений аналіз дозволив вивести перше наукове положення та підтвердив необхідність переходу від сумісної до потокової технології проходки вертикальних стволів шахт.

Беручи до уваги накопичений за останні роки досвід і враховуючи розроблені раніше класифікації умов проходки стволів, можна виділити 3 характерних типи умов їх будівництва. Відповідно до діючої нормативної бази з проектування гірничих виробок стійкість вертикальних стволів в цілому оцінюється величиною критерію стійкості С. Чим вище критерій стійкості, тим більше навантаження із сторони масиву сприйматиме кріплення ствола.

Найбільш небезпечними з погляду дій на кріплення вважаються породи I категорії стійкості.

Як показує практика експлуатації вертикальних стволів у Донбасі, які пройдені в породах II-III категорій і вище, часто виникають порушення кріплення, що вимагає їх ремонту, тому в таких умовах рекомендується застосування конструктивних заходів захисту кріплення.

Звідси витікає два практично важливих висновки:

1) необхідність врахування впливу водонасичення порід на їх показники міцності;

2) необхідність переводу умов підтримки стволів з першої в третю категорію як принципів управління їх стійкістю.

Для забезпечення комп'ютерного моделювання системи «бетонне кріплення - водонасичений порідний масив» проведені лабораторні експерименти щодо оцінки показників фізико-механічних властивостей гірських порід, які вміщують обстежені стволи.

Таблиця 1. - Пропонована класифікація умов проходки стволів:

Тип умов	Коротка гірничо-геологічна характеристика порід	Характер і час очікуваних деформацій	Тип компліменту кріплення	Відповідність існуючим класифікаціям	Категорія стійкості порід по ВНДІМІ
	Стійкість, міцність, тріщинуватість	Об'єми водо-припливів
I	Нестійкі з великим ступенем розкриття тріщин і реологічними яскраво вираженими властивостями, усж<30МПа	більше 10 м3/год	В'язко-пластичні, можливі обвалення при оголенні вибою	Комбіновані і багатошарові	Буличов М.С.-I,II Козел О.М.-I,II Левіт В.В.-V	I
II	Слабо стійкі із середнім ступенем повзучості, усж=30…50 МПа	більше 5 м3/год	Пружно-пластичні, формують велику зону не пружних деформацій навколо ствола впродовж нетривалого часу після розкриття	Штучні (тюбінгові)	Буличов М.С.-III Козел О.М.- III Левіт В.В.-IV	II
III	Відносно стійкі з низьким ступенем розкриття тріщин і повзучості усж>50 МПа	до 5 м3/год	Пружні, крихкого руйнування, при проходці мають місце локальні вивалення порід	Жорсткі, монолітні (бетон, залізобетон)	Буличов М.С.-IV Козел О.М.-IV,V Левіт В.В.-I,II,III	III - IV

Зокрема, встановлені такі діапазони зміни показників міцності:

- для пісковиків - 35-140 МПа;

- піщаних сланців - 40-100 МПа;

- глинистих сланців (аргиллито-алевролітів) - 25-60 МПа.

Враховуючи вирішувану задачу, проведені також випробування зразків в умовах зволоження. Обробкою даних випробувань встановлені аналітичні вирази визначення міцності порід з урахуванням їх вологості.

Згідно з нормативно-методичними документами розрахунок кріплення ствола проводиться для кожного породного шару потужністю більше чверті радіусу ствола в світлі на сумарну дію горизонтальних навантажень зі сторони порід Р_п і тиску залишкового навантаження підземних вод Р_г та з урахуванням технологічних чинників. Такий підхід для складних гірничо-геологічних умов (водоприпливи, геологічні порушення) не завжди забезпечує надійні показники кріплення, тому на базі статистичного аналізу вивалів при проходці стволів запропонована формула для визначення товщини кріплення ствола, мм:

(4)

Де:

- відповідно коефіцієнти, які враховують тривале навантаження, які приймаються згідно БНіП;

- розрахунковий опір кріплення стисканню, кПа;

- коефіцієнт концентрації напружень у конструкції кріплення;

Р - горизонтальний тиск, кПа, який визначається як підсумкове від тиску порід Р_п та підземних вод Р_г (15% впливу);

- товщина оболонки, яка створюється за рахунок проникнення бетону у оточуючі порушені породи.

Відзначимо, що проектна товщина кріплення (500 мм) не завжди відповідає розрахунковій. Це пов'язано з тим, що врахування гідравлічного навантаження викликає необхідність збільшення товщини кріплення на 10-15%.

У разі перетину стволом водоносних горизонтів, як правило, формуються геологічно активні зони, які представляють собою деформований водонасичений породний масив, на який діють як концентрація напружень, так і зволоження.

Тому при розрахунку товщини кріплення при підвищених водоприпливах необхідно враховувати коефіцієнти перевантаження через концентрацію напружень в окремих точках контуру кріплення і гідростатичний тиск підземних вод.

У цих умовах вельми важливим є управління навантаженнями на бетон кріплення стволів.

Понизити відносну завантаженість монолітного бетонного кріплення в вибійній зоні до значень, відповідних кріпленню проектної міцності, можна шляхом збільшення швидкості твердіння бетону, при цьому необхідна міцність бетону у віці 1-7 діб визначається з виразу:

Де:

k_пр - коефіцієнт, що враховує вплив властивостей порід;

k_t - коефіцієнт, що враховує тривалість прохідницького циклу;

а, b - коефіцієнти, залежні від проектного класу бетону.

Основними видами кріплення вертикальних стволів з терміном служби понад 15 років є монолітне бетонне, збірне залізобетонне та бетонне кріплення. Для з'ясування зміни властивостей заповнювачів на міцні характеристики бетону із зміною умов і зростанням часу зберігання компонентів, що входять до його складу були виконані лабораторні дослідження. Відомо, що при подрібненні твердих матеріалів на їх поверхні утворюються активні короткоживучі центри (КЖЦ), які каталізують хімічні реакції з їх участю і роблять їх активнішими. У звичайному стані поверхні твердих тіл малоактивні внаслідок того, що вони покриті шарами адсорбованих речовин або продуктами взаємодії з киснем повітря і з іншими речовинами. Наявність такої плівки утруднює хімічну взаємодію твердих речовин з газами і рідинами. З часом хімічна активність твердих речовин зменшується, оскільки хімічні центри насичуються в результаті реакцій з киснем повітря. Тому бетонування слід виконувати до початку покриття поверхні твердих тіл плівкою адсорбованих речовин, що знижує хімічну активність компонентів бетонної суміші.

Враховуючи сказане, встановлений вплив часу від початку подрібнення (отримання) твердих компонентів (наповнювачів) бетонної суміші до її перемішування на міцність бетонного кріплення, а також досліджені можливість та умови підвищення надійності зчеплення бетонної суміші з контурною поверхнею ствола за рахунок міцності бетонного покриття.

Незалежно від способу зберігання компонентів з часом відбувається постійне погіршення їх якості, що призводить до зниження межі міцності бетону, що отримується. Проте, зниження міцності бетону, отриманого з компонентів, що зберігалися в поліетиленовій тарі, менш інтенсивне, чим отриманого з компонентів, що зберігалися на відкритому повітрі і у відкритих паперових мішках.

Встановлені в результаті лабораторних випробувань залежності (рис.6) показують, що через 80-100 діб після виготовлення (видобутку, подрібнення) твердих компонентів і цементу міцні характеристики отриманого на їх основі бетону залишаються постійними, причому міцність бетону на вигин знизилася (в порівнянні з величиною, отриманою з «свіжих» компонентів) приблизно на 20% при зберіганні компонентів в поліетиленових мішках і на 30% при зберіганні на відкритому повітрі.

Міцність бетону на стиск знизилася на 4,6 і 4,8% відповідно. Таким чином, в процесі бетоноутворення короткоживучі активні центри на поверхні твердих компонентів відіграють позитивну роль - їх наявність підвищує міцність бетону.

Для встановлення питомого внеску і хімічної активності кожного з наповнювачів і в'яжучого на міцнісні характеристики бетону була виконана серія лабораторних досліджень з механічною та хімічною активацією КЖЦ. Отримані результати, показали, що оновлення поверхні кожної компоненти дозволяє підвищити міцність бетонущо отримується. Найбільший позитивний вплив на якість бетону надає стан зовнішньої поверхні щебеню.

При зберіганні наповнювачів бетону в інертному середовищі (як у воді, так і в діоксиді вуглецю) границя міцності бетону на вигин не залежить від часу їх зберігання (з моменту отримання) і залишається на рівні, досягнутому при бетонозатворенні свіжоприготовлених компонентів.

В той же час границя міцності бетону на стиск навіть при зберіганні початкових компонентів в інертному середовищі через 120 діб від початку отримання знижується: при зберіганні в діоксиді вуглецю - на 1,4%, а у воді - на 3,2%. Разом з тим, границя міцності залишається вищою в порівнянні із зберіганням в поліетиленових мішках з повітряним міжкусковим простором на 1,2-2,4%. Відмінність (хоч і незначна) в характері впливу чинника зберігання компонентів в інертному середовищі на міцність бетону можна пояснити тим, що границя міцності бетону на стиск залежить не тільки від міцності зчеплення наповнювачів між собою, але й від цілої низки інших фізичних чинників, наприклад, наявності пор (порожнеч) в середині бетонної суміші.

Як наголошувалося раніше, зведення бетонного кріплення безпосередньо після виїмки породи дозволяє створити систему "бетонне кріплення - водонасичений породний масив" вже в початковий період спорудження ствола. Міцність цієї системи залежить не тільки від міцності бетону і породи, але і від величини зчеплення між ними. У зв'язку з цим були проведені дослідження зчеплення (адгезії) шляхом зведення тимчасової набризкбетонного кріплення, а потім бетонного кріплення з породами, характерними для шахт Донбасу.

Для проведення експериментів в умовах, максимально наближених до реальних, виготовлення взірців набризкбетону і нанесення його на поверхню зразків породи була сконструйована і виготовлена лабораторна набризкбетонна установка ЛНБУ-1. У спеціальному поддоні встановлювалися обойми із взірцями і опалубка (форма) для виготовлення бетонних кубиків, в яку заливали набризкбетон до її заповнення. Форми розбиралися через добу і потім набрызкбетон затвердівав в умовах, відповідних шахтній атмосфері. Випробування взірців проводили через 1, 3, 7 і 28 діб.

Породні керни відривали за допомогою лабораторного гідравлічного пресу ПГ-400.

Зчеплення і міцність бетону визначали за формулами:

(5)

Де:

А₀ - показаник манометру;

F_n - площина поршня пресу;

F_от - площина відриву;

F_об - площина поверхні взірців із бетону, яка розривається або розколюється (7х7 см).

Кореляційне відношення при визначенні , і С змінювалося в межах 0,83; 0,8 і 0,9 відповідно.

Максимальне зчеплення (близько 0,35МПа) має набризкбетон з КЖЦ. В цьому випадку С і в три рази більше, ніж при БКЖЦ.

Через 72 години відрив кернів відбувається як в бетоні, так і в контакті з породою. Це свідчить про те, що величина зчеплення в самому бетоні така ж, як і зчеплення бетону з породою. Мінімальна різниця між величинами С і спостерігається при КЖЦ. Відрив при цьому відбувається в основному в бетоні і через сім діб після набризку (у решті випадків величина зчеплення на 30-40% менше міцності бетону на розтягування).

Через 28 діб зчеплення в самому бетоні в 2,0-2,5 разу перевищує величину зчеплення в контакті бетону з породою, і лише у разі застосування компонентів з КЖЦ ця різниця складає близько 35%. Використання компонентів з КЖЦ дозволяє вже через 72 години після нанесення бетону отримати величиною 0,70 МПа, що в середньому на 30-45% більше, ніж при використанні компонентів з інертною поверхнею (без КЖЦ), що ще раз підтверджує неспроможність суміщеної схеми проходки з погляду геомеханічних процесів, що відбуваються, у вибійній частині ствола, коли час розведення бетону складає менше двох діб і не відповідає набору необхідних властивостей кріплення. Все це дозволило вивести друге наукове положення.

Наступним етапом було випробування гідроізоляційних властивостей бетонного кріплення в спеціально розробленій і виготовленій в ЦЕММ ДВАТ «Трест Донецькшахтопрохідка» стендовій установці. Для цього виконувалися порівняльні випробування стандартних бетонних взірців, отриманих під час зведення монолітного бетонного кріплення скіпового ствола ш. «Красноармійськая-Західна №1» на поверхні, шляхом відбору в пристволовій бетонорастворній установці (БРУ), і після проходу бетонної суміші по бетонопроводу безпосередньо у вибої ствола за опалубкою. Виконувалися порівняльні випробування взірців звичайного важкого бетону, взірців цього ж бетону з нанесенням на їх поверхню гідроізоляційного складу «SLURRY» і взірців бетону з введенням в його склад добавки «SLURRY ADMIX» СПД - ФЛ Алі Фарадж, а також сухої цементої суміші «Пенетрон» для з'ясування впливу цих сумішей на підвищення гідростійкості бетону. В результаті випробувань встановлено, що застосування складу «SLURRY» для нанесення його на поверхню бетону збільшує міцність останнього на 9,17%, водонепроникність збільшується з марки W6 до марки W20.

Бетон з домішкою «SLURRY ADMIX» в порівнянні з бетоном без домішки характеризується збільшенням міцності на 15%, водонепроникність бетону збільшується з марки W6 до марки W16.

Таблиця 2. - Результати лабораторних випробувань взірців на міцність та водонепроникність:

Вид бетону	№ п/п	Середня щільність, кг/м3	Границя міцності на стиск, МПа	Коефіцієнт фільтрації бетону, см/с	Марка бетону згідно водонепроникності
			одиниці	середня	одиниці	показник	одиниці	показник
Звичайний важкий	1	2422	34,32	34,68	2,34*10-9	1,74*10-9	W4	W6
	2		34,68		1,44*10-9		W6
	3		34,43		1,24*10-9		W6
Звичайний важкий з поверхнею, покритою «SLARRY»	1	2437	36,94	37,86	0,42*10-11	0,52*10-11	W20	W20
	2		38,62		0,41*10-11		W20
	3		38,02		0,73*10-11		W20
Звичайний важкий з домішкою «SLARRY ADMIX»	1	2431	39,96	39,81	3,17*10-11	2,17*10-11	W16	W16
	2		39,27		3,22*10-11		W16
	3		40,21		1,14*10-11		W12
Звичайний важкий з поверхнею, покритою «Пенетрон»	1	2422	35,94	36,59	1,56*10-11	2,05*10-11	W12	W16
	2		36,76		2,89*10-11		W16
	3		37,07		1,67*10-11		W18
Звичайний важкий з домішкою «Пенетрон»	1	2434	37,95	38,98	0,36*10-11	0,51*10-11	W20	W20
	2		38,98		1,08*10-11		W18
	3		40,01		0,36*10-11		W20

Бетон з домішкою «SLURRY ADMIX» в порівнянні з бетоном без домішки характеризується збільшенням міцності на 15%, водонепроникність бетону збільшується з марки W6 до марки W16. З аналізу табл. 3 видно, що покриття поверхні бетону складом «Пенетрон» збільшує його міцність на стиск на 5,5%, водонепроникність бетону збільшується з марки W6 до марки W16. Міцність бетону з добавкою «Пенетрон» збільшується на 12% в порівнянні з міцністю бетонів, де ці добавки не застосовувались, водонепроникність збільшилася з марки W6 до марки W20. Це дозволило сформулювати третє наукове положення.

Вище було показано, що перетин стволами масиву порід з підвищеною водоносністю викликає утворення на незакріплених ділянках стволів, першопричиною якого є формування геологічно-активних зон в контурному масиві.

Для розробки інженерних заходів щодо зміцнення порушеної вибуховими роботами і водонасиченої контурної зони порід необхідно знати її характеристики. З метою вивчення формування таких зон у водоносних породах був виконаний коплекс натурних досліджень із застосуванням методів шахтної геофізики. З цією метою було вибрано 6 дільниць у стволах на шахтах «Красноармійська-Західна №1», «Трудівська» та ОП «Шахта ім. О.Ф. Засядька».

Для обґрунтування засобів та методики виконання розвідувальних робіт в контурній зоні вона розглядається як двокомпонентне середовище: породний скелет з позірним питомим опором с_п та заповнювач тріщин з позірним питомим опором с_з. Кількісне співвідношення між компонентами середовища визначається коефіцієнтом розпушення К_р. Комплексна характеристика провідності масиву с_к має розмірність питомого опору та визначається через вказані вище параметри наступним чином:

(6)

Зважаючи на те, що параметр К_р є техногенно-обумовленою компонентою і діапазон його зміни значно менший ніж співвідношення між питомим опором заповнювача у вигляді повітряного прошарку та питомим опором мінералізованої шахтної води, можна зробити висновок про значне зниження величини параметра с_к в порушеній водонасичений зоні в порівнянні з зоною помірної вологості. Найбільш інформативним варіантом для визначення параметрів порушеної водонасиченої зони в контурному масиві є шпурове електричне зондування: глибина шпурів становила близько 3 м, а діаметр - 42 мм. Крок розміщення шпурів в межах шарів з різними фільтраційними властивостями вибрано 1 м, а на їх спільній межі - 0,5 м для більш чіткого виділення характеру перехідної геологічно-активної зони. Для проведення вимірювань використовувалась апаратура «ШИИС-3М» в вибухобезпечному виконанні в комплекті зі шпуровим зондом базою 0,6 м.

Значення позірного питомого опору с_к з урахуванням конструкції зонду та геометрії шпура визначали за формулою:

(7)

Для контролю стану системи «бетонне кріплення-водонасичений породний масив» після виконання спеціальних інженерних заходів щодо змінення властивостей порід контурної зони використовувалась схема з розташуванням електродів на внутрішній поверхні бетонного кріплення ствола, яка не потребує буріння шпурів. Водоносні горизонти для обстежених стволів представлені в основному пісковиками і рідше вапняками. Водотривкі породи - це переважно алевроліти і в меншій кількості аргіліти. При виконанні електророзвідки та побудові за результатами замірів залежностей були експериментально досліджені основні варіанти формування геологічно-активних зон на межі водоносного та водотривкого шарів: малопотужний водоносний горизонт між потужними водотривкими, потужний водоносний горизонт між двома водотривкими та малопотужний водотривкий шар між двома потужними водоносними горизонтами. Так, значення поточного радіусу R_в межі порушеної та водонасиченої зони в контурному масиві для однієї з ділянок при потужності водоносного горизонту, сумарної з глибиною порушеної зони, визначається суперпозицією граничних ділянок і, в залежності від висотної відмітки Н, задовільно описуються аналітичним виразом, формально відповідаючи розподілу Вейбулла:

(8)

В результаті обробки та узагальнення отриманих експериментальних даних встановлено наступне.

1. При перетинанні стволом водоносного горизонту в контурній зоні масиву формується геологічно-активна зона з підвищеною тріщинуватістю та вологонасиченням, глибина якої сягає 1,5-1,8 м., а негативний вплив проявляється у підвищеному утворенні до зведення кріплення та корозії бетону після зведення.

2. При переході від водоносного горизонту в бік водотривкого шару відбувається плавне зменшення глибини водонасичення, причому контур зазначеної зони може бути в першому наближенні формально описаний функцією щільності розподілу Вейбулла:

(9)

Де:

k - масштабний коефіцієнт;

б та в - параметри розподілу Вейбулла, що визначають асиметрію функції;

Н - відмітка горизонту вимірювання;

Н_м - відмітка верхньої межі експериментальної ділянки;

Д - зсув початку графіку функції відносно верхньої межі ділянки.

3. Поширення зони водонасичення від межі водоносного горизонту в бік водотривкого шару складає 1,0-1,5 м.

4. Наближені водоносні горизонти, що розділені водотривким шаром невеликої потужності, ведуть себе як єдиний водоносний горизонт.

5. Контур зони порушених і водонасичених порід в горизонтальній площині витягнутий в напрямку лінії «падіння-підняття» пласта.

Перераховані вище позиції 1-3 дали можливість сформулювати четверте наукове положення.

Результати лабораторних та шахтних досліджень покладені в основу комп'ютерного моделювання стану незакріпленого ствола та взаємодії водонасичених порід із бетонним кріпленням. При дослідженні напружено-деформованого стану вибійної частини ствола в більшості випадків завдання вирішувалося в плоскій постановці, що не дозволяло врахувати всі особливості деформування порід на незакріпленій ділянці вибою ствола, а також вплив зведених кілець з бетону одне на одне при дії на ствол оточуючого водонасиченого масиву, тому для дослідження стану породного масиву і кріплення була розроблена об'ємна модель, що враховувала результати шахтних експериментів, розрахунок якої можливий за допомогою наближених чисельних методів в програмному комплексі Ліра - 9.0 методом кінцевих елементів.

В результаті розрахунку визначалися напруження на контакті кріплення і породи, які прикладалися до зовнішніх циліндричних граней зовнішніх об'ємних кінцевих елементів кріплення ствола.

Вплив шаруватості навколишнього масиву у формуванні НДС кріплення ствола і масиву був врахований розробленою моделлю ствола з урахуванням взаємодії системи «кріплення - масив». Модель ствола побудована на основі реальних геометричних розмірів, результатів лабораторних досліджень і застосування розрахункового професійного комплексу Structure CAD for Windows, version 7.29 R.3 (SCAD).

Модель заснована на об'ємних кінцевих елементах (31892 вузлів, 28116 кінцевих елементів) і більш повно відображає статичну роботу ствола з вміщуючим масивом. Після створення просторової моделі їй надавали деформаційні характеристики, отримані в лабораторних умовах (модуль пружності, деформації, коефіцієнт Пуасона).

У сукупності встановлено, що зміна швидкості проходки не робить істотного впливу на співвідношення між напруженнями і деформаціями, досягши статичної рівноваги в системі «бетонне кріплення - водонасичений породний масив», яка при високій швидкості проходки наступає на більшій відстані від вибою ствола. Оскільки інтенсивне навантаження кріплення в ранньому віці може порушити процес природного твердіння бетону, призвести до порушення його структури, розвитку тріщинуватості в ньому, що спричинить зниження несучої здатності і водонепроникності кріплення, зменшення її довговічності, доцільно його зведення виконувати з відставанням від вибою не менше 4-х діаметрів ствола.

Отримані результати дозволили розробити рекомендації щодо збільшення стійкості вертикальних стволів в умовах підвищеної водоносності породного масиву шляхом його смолизації.

Зокрема, обґрунтовані схеми розташування шпурів для смолизації масиву, їх глибина, величина тиску нагнітання і витрата полімерного компоненту, що в сукупності дозволило обґрунтувати регламенти смолизації водонасичених порід. Встановлено, що смолизація зменшує водоприпливи в стволи і за їх величинами забезпечує перехід з першої (10 м³/год) в третю (до 5м³/год) категорію відносно водоприпливів. Обґрунтовані такі параметри технологічного регламенту смолизації масиву:

- глибина 1,1-1,8 м;

- сітка шпурів 1,5х1,5;

- тиск 0,2-0,4 МПа;

- ступінь поглинання смоли 8 л/пм.

Розроблені регламенти смолизації були впроваджені при виконанні гідроізоляційних робіт з урахуванням закріплення породного масиву при проходці вертикальних стволів шахт «Трудівська», «Красноармійська-Західна №1» та ОП «Шахта ім. О.Ф. Засядька». Ефективність робіт щодо гідроізоляції ствола на ділянках перетинання водоносних горизонтів шляхом смолизації також оцінювалася з використанням методу електрометрії. Замість буріння шпурів, що руйнували б створений протифільтраційний захист, використовувалася інша методика: із застосуванням системи накладних електродів. Геофізічною діагностикою встановлено:

- глибина смолизації в межах порушеної тріщинами зони перевищує глибину тампонажних шпурів на 0,25-0,50 м.;

- забезпечується заповнення тріщин смолою, а відтак, гідроізоляція контакту бетонного кріплення з масивом.

Все це дозволило вивести п'яте наукове положення.

З метою визначення найбільш економічного варіанту оснащення стволів в роботі розглянуті 9 можливих схем, на основі економічних розрахунків за методикою НДІОМШБ, яка у свою чергу регламентує, що схема спорудження ствола може характеризуватися тільки типом копра і технологічною схемою проходки, що недостатньо характеризує комплекс таких робіт. Тривалість робіт з оснащення вертикальних стволів залежить від призначення ствола, устаткування для оснащення, розмірів ствола і інших чинників. За інших чинників, який суттєво впливає на тривалість оснащення ствола, є його розміри (глибина і діаметр). Ступінь впливу окремих чинників на тривалість оснащення ствола неоднаковий. Для визначення ступеня впливу розмірів ствола на тривалість оснащення отримані кореляційні рівняння. Побудовані графіки на основі фактичних даних по 210 стволах показують, що основний вплив на тривалість робіт з оснащення мають глибина і поперечний перетин ствола начорно. Із збільшенням глибини ствола вплив поперечного перетину посилюється.