Технология устройства ледопородного ограждения при проходке шахтных стволов на примере объектов Петриковского ГОКа

Изучены научно-технические аспекты технологии использования ледопородного ограждения при проходке шахтных стволов в водоносных горных породах на примере объектов строящегося Петриковского ГОКа. Описан алгоритм процесса замораживания горного массива. Разработана методика расчета основных параметров ледопородного ограждения, основанная на классических научных представлениях в области геотехнологии, геомеханики и горной теплофизики, содержащая модифицированные формулы толщины и времени образования ледопородной стенки. Высокая эффективность разработанной методики подтверждается результатами успешного использования полученных численных значений параметров ограждения при реализации проекта проходки стволов. Показана возможность выбора способа размораживания мерзлых пород на основе анализа реальной трехмерной модели ледопородного ограждения. Важнейшим критерием такого выбора является равномерность толщины ледопородного ограждения по окружности вертикального ствола. Сделан вывод о достигнутой высокой научной и практической компетенции белорусских шахтостроителей – ученых и специалистов. В стране разработана надежная система научно-технического обеспечения технологии проходки вертикальных шахтных стволов с использованием временных ледопородных ограждений. Созданы эффективные методики проведения предварительных геологических исследований, расчета параметров ледопородных ограждений и замораживающего оборудования, выбора технологии проведения работ. Сформирована необходимая материально-техническая база для быстрого и качественного выполнения всего комплекса работ по сооружению шахтных стволов специальным способом.

1. Михайлов, Ю.В. Строительство горных выработок специальными способами: учеб.-метод. пособие / Ю. В. Михайлов, В.Ф. Носков, В. Я. Прушак. – Минск: Тэхналогiя, 2005. – 223 с.

2. Паланкоев, И.М. Обоснование параметров технологии проходки шахтных стволов в искусственно замороженных породах: дис. … канд. техн. наук / И. М. Паланкоев. – М., 2015. – 192 с.

3. Указания по оценке гидрогеологических условий шахтных полей и прогнозу водопритоков в горные выработки / ВНИИ горн. геомеханики и маркшейдер. дела. – Л.: ВНИМИ, 1987. – 98 с.

4. Маньковский, Г. И. Специальные способы проходки горных выработок / Г. И. Маньковский. – М.: Углетехиздат, 1958. – 454 с.

5. Дмитриев, А. П. Термодинамические процессы в горных породах: учеб. для вузов / А.П. Дмитриев, С. А. Гончаров. – М.: Недра, 1990. – 360 с.

6. Трупак, Н. Г. Замораживание пород при сооружении вертикальных шахтных стволов / Н.Г. Трупак. – М.: Недра, 1983. – 270 с.

7. Оптимизация процессов формирования ледопородного ограждения при сооружении шахтных стволов / И. И. Головатый [и др.] // Горн. журн. – 2018. – №8. – С. 48–53. https://doi.org/10.17580/gzh.2018.08.06

8. Левин, Л. Ю. Контроль теплового режима породного массива на основе применения оптоволоконных технологий мониторинга температур в скважинах / Л. Ю. Левин, А.В. Зайцев, М. А. Семин // Горн. эхо. – 2016. – №1. – С. 35–37.

9. Хайден, Т. Современная технология замораживания пород на примере двух объектов, находящихся на стадии строительства, состоящих из пяти вертикальных шахтных стволов / Т. Хайден, Б. Вегнер // Горн. журн. – 2014. – № 9. – С. 65–69.

10. Левин, Л. Ю. Математическое прогнозирование толщины ледопородного ограждения при проходке стволов / Л.Ю. Левин, М.А. Семин, О. С. Паршаков // Физ.-техн. проблемы разработки полез. ископаемых. – 2017. – №5. – С. 154–161. https://doi.org/10.15372/ftprpi20170517

11. Левин, Л. Ю. Исследование динамики ледопородного ограждения в условиях повреждения замораживающих колонок при проходке шахтных стволов / Л. Ю. Левин, Е.В. Колесов, М.А. Семин // Горн. информ.-аналит. бюлл. – 2016. – № 11. – С. 257–265.

12. Метод решения обратной задачи Стефана для контроля состояния ледопородного ограждения при проходке шахтных стволов / Л.Ю. Левин [и др.] // Вестн. Перм. нац. исслед. политехн. ун-та. Геология. Нефтегазовое и гор. дело. – 2017. – Т. 16, № 3. – С. 255–267. https://doi.org/10.15593/2224-9923/2017.3.6

13. Иудин, М. М. Обеспечение безопасности устойчивости ствола при оттаивании ледопородного ограждения / М.М. Иудин // Вестн. Якут. гос. ун-та. – 2009. – Т. 6, № 1. – С. 46–51.