Классификации осваиваемых подземных пустот

1. По назначению

 

 

¹⁵ Котенко Е.А., Порцевский А.К. Технологии освоения месторождений и использования подзем-ного пространства. - «Горный журнал», 2004, №2.

 

а) промышленные: заводы и лаборатории, энергетические установки, обогатитель-ные фабрики, ёмкости-перколяторы… б) сельскохозяйственные: хранилища пищевых запасов, силосные ямы, выращива-ние грибов (вешенка, шампиньоны)…

в) оборонные: заводы, укрытия для людей и техники, пусковые ракетные установки, аэродромы… г) хранилища и могильники:

 

- хранилища нефти, газа и других стратегических запасов, резервуары для за-балансовой руды и хвостов обогащения;

- могильники бытовых, токсичных, химических и радиоактивных отходов;

 

д) культурологические: подземные торговые и бизнес центры, гаражи, убежища, му-зеи, транспортные магистрали, инженерные коммуникации… е) медицинские: гала-спелео-терапия в солях, радоновые ванны…

2. По продолжительности использования пустот

а) долговременные, более 50 лет; б) средней продолжительности, 20-50 лет;

в) малой продолжительности, 5-20 лет; г) незначительной продолжительности, до 5 лет.

3. По значимости (по аналогии с категориями охраны горных выработок и поверхностных сооруже-

 

ний)

а) высшая категория охраны, не допускает никаких деформаций полости; б) средняя, допускает малые деформации стенок, кровли и почвы полости; в) малая, допускает деформации.

4. По местоположению

а) в городских условиях, например, катакомбы; б) в сельской местности, например, естественные пещеры; в) на заброшенных шахтах и рудниках; г) на действующих шахтах и рудниках.

5. По технологии поддержания устойчивости пустот

а) естественное поддержание; б) полости, постоянно заполненные материалом (хранилища, могильники, ёмкости-перколяторы);

 

в) крепление кровли, стенок и почвы полости; г) управление несущей способностью горного массива:

 

разгрузка напряжённых зон массива, инъектирование вяжущими растворами слабых зон, сооружение пространственно-ориентированных опорных конструкций, запол-нение неиспользуемых пустот обрушением пород или искусственными материалами (сухая, гидравлическая или твердеющая закладка, породы из отвалов, хвосты…).

 

6. По масштабности, разветвлённости и глубине расположения

а) малые пустоты с широкой разветвлённостью на небольшой глубине; б) средних и больших размеров пустоты, изолированные друг от друга, на средней глубине;

 

в) средних и больших размеров пустоты, никак не связанные друг с другом, на большой глубине.

 

Рассмотрим возможные инженерные методы подготовки массива к повторному использованию недр:

1. Длительное или временное изменение физико-механических свойств пород-ного массива:

 

а) замораживание; б) кессон; в) водопонижение;

г) тампонирование; д) инъектирование.

2. Возведение временных или постоянных строительных конструкций:

 

а) шпунтовые сооружения; б) опускные сооружения; в) «стена в грунте»

г) авторские опорные конструкции типа «этажерка» и «шатёр». 3. Изменение НДС массива.

а) активная разгрузка с последующим упрочнением; б) разгрузка скважинами, щелями, камуфлетным взрыванием; в) уплотнение пород взрывом;

г) жёсткие и податливые естественные и искусственные целики; д) анкерное крепление; е) крепь регулируемого сопротивления (податливая); ж) инъекционная крепь.

 

При этом алгоритм проектирования повторного использования пустот может основываться на следующих методиках:

1) методика оценки фактического состояния массива горных пород, его свойств;

 

2) методика определения геометрических параметров горных выработок и про-гноза НДС горного массива;

3) методика прогноза сдвижений в массиве;

4) методика определения тепловых, влажностных, вентиляционных, световых, фильтрационных характеристик массива;

5) методика экономической оценки эффективности повторного использования;

6) методики экологической и социальной оценки целесообразности.

 

Для оценки состояния и поддержания устойчивости геосистемы (массив-полость) и подземных технологических горных сооружений может быть использо-вана структурная схема Корчака А.В.:

1. Первичный контур

–исходная инженерно-геологическая информация;

 

–проектные решения;

–целевая функция;

–предварительный прогноз состояния;

–корректировка проектных решений;

–проектное управляющее воздействие.

2. Вторичный контур

 

– наблюдения за состоянием массива;

 

– прогноз состояния;

– оценка прогнозируемого состояния;

 

– оценка фактического состояния;

 

– корректирующее управляющее воздействие.

 

 

Литература

 

1. Малкин А.С., Пучков Л.А., Саламатин А.Г., Еремеев В.М. Проектирование шахт.- М.: изд. АГН, 2000.-375 с.

 

2. Шестаков В.А. Проектирование горных предприятий. – М.: изд. МГГУ, 2003.-795 с.

3. Бурчаков А.С., Малкин А.С., Устинов М.И. Проектирование шахт.- М.: Не-

дра, 1985.

4. Шестаков В.А. Проектирование рудников.- М.: Недра, 1987.

5. Катков Г.А. Подземная разработка пластовых месторождений. – М.: изд.

МГОУ, 2001.

6. Проектирование предприятий с подземным способом добычи полезных ис-копаемых. Справочник под ред. А.С.Бурчакова, А.С.Малкина и др.- М.:Недра, 1991.-399 с.

7. Справочник по горнорудному делу. Под ред. В.А.Гребенюка, Я.С.Пыжьянова, И.Е.Ерофеева. - М.: Недра, 1983.-816 с.

8. Методология проектирования горных предприятий. Справочник. - М.: Не-

дра, 1986.

9. Воспроизводство вскрытых и подготовленных запасов угля на шахтах. Под ред. Н.К.Гринько. – М.: Недра, 1990.

 

10. Способы вскрытия, подготовки и системы разработки шахтных полей. Под ред. Б.Ф.Братчнко. – М.: Недра, 1985.

11. Строительные нормы и правила. СНиП 10-01-94. Система нормативных до-кументов в строительстве. Основные положения. – М.: Минстрой России, 1994.

12. Строительные нормы и правила. СНиП 11-01-95. Инструкция о порядке раз-работки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строи-тельство предприятий, зданий и сооружений. - М.: Минстрой России, 1995.

 

13. Нормы технологического проектирования угольных и сланцевых шахт ВНТП-1-86.- М.: изд. Центрогипрошахт, 1986.

14. Нормы технологического проектирования рудников цветной металлургии с подземным способом разработки.- М.: изд. Гипроцветмет, 1986.

15. Нормы технологического проектирования горнодобывающих предприятий чёрной металлургии с подземным способом разработки.- М.: изд. Гипроруда, 1986.

 

16. Строительные нормы и правила. Нормы проектирования. Подземные горные выработки. СНиП П-94-80.- М.: Стройиздат, 1981.

17. Порцевский А.К. Выбор рациональной технологии добычи руд. Геомехани-ческая оценка состояния недр. Использование подземного пространства. Геоэколо-

гия.- М.: изд. МГГУ, 2003.-767 с.

18. Порцевский А.К., Комаров Е.И. Вентиляция шахт. Аэрология карьеров. Учебное пособие МГОУ. – М.: 2004.-48 с.

 

19. Порцевский А.К., Катков Г.А. Горное дело и окружающая среда. Учебное пособие МГОУ.- М.: 2003.-87 с.

 

14. Порцевский А.К., Катков Г.А. Геотехнология. Учебное пособие МГОУ.- М.: 2002-26 с.

15. Порцевский А.К. Методические указания по представлению экономических расчетов в технологической и экономической частях дипломного проекта по под-земной разработке месторождений полезных ископаемых.– М.: изд. МГГА, 1999 (1 издание) или 2000 (2 издание).

 

16. Порцевский А.К., Кусов А. Е. Технология проведения горизонтальных и вер-тикальных горных выработок.- М.: МГОУ, 2002.-58 с.

17. Рогизный В.Ф. Горные машины для бурения при подземной разработке ме-сторождений. - М.: изд. МГРИ, 1998.-152 с.

 

18. Рогизный В.Ф. Зарядные машины и устройства для рудных шахт. - М.: изд.

МГРИ, 1993.-30 с.

19. Рогизный В.Ф. Эксплуатация погрузочно-доставочных машин и устройств для очистных работ. - М.: изд. МГРИ, 1991.-107 с.

20. Каплунов Д.Р., Калмыков В.Н., Рыльникова М. В. Комбинированная геотех-нология. - М.: изд. Дом «Руда и металлы», 2003.-560 с.