Взаимодействие массива пород и изолирующих перемычек при гидрозакладке хвостов обогащения в выработанное пространство тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.20, кандидат наук Зинченко Алексей Владимирович

• Зинченко Алексей Владимирович
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Зинченко Алексей Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Технологии закладки отходов обогащения полезных ископаемых

1.2 Изолирующие перемычки, используемые при гидрозакладке

Выводы по главе

Глава 2 МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ НАТУРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ГЕОМЕХАНИЧЕСКОМ МОНИТОРИНГЕ МАССИВА ЗАКЛАДКИ, ГИДРОИЗОЛИРУЮЩИХ ПЕРЕМЫЧЕК И ПОРОДНОГО МАССИВА В УСЛОВИЯХ ШАХТЫ ИМ. ГУБКИНА

2.1 Организация системы мониторинга массива гидрозакладки и гидроизолирующих перемычек

2.2 Методика измерения величин порового давления в закладочном массиве

2.3 Контроль общего давления в закладочном массиве

2.4 Контроль деформаций бетонных перемычек

Выводы по главе

Глава 3 КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ ЗАЛОЖЕННОГО МАССИВА В ОТРАБОТАННЫХ КАМЕРАХ И ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ ОПЫТНОГО УЧАСТКА

3.1 Результаты инструментального контроля порового давления и гидродинамического режима массива при мониторинге технологических процессов гидрозакладки

3.1.1 Результаты наблюдений за динамикой изменения порового давления в массиве гидрозакладки

3.1.2 Результаты лабораторных исследований материала гидрозакладки

3.2 Контроль напряжённого состояния массива гидрозакладки

3.2.1 Результаты лабораторных исследований

3.2.2 Результаты натурных исследований массива гидрозакладки

Выводы по главе

Глава 4 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗОЛИРУЮЩИХ ПЕРЕМЫЧЕК, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ГИДРОЗАКЛАДКЕ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

4.1 Постановка задач теории упругости и методы получения их решений при моделировании гидроизолирующих перемычек толстыми плитами

4.2 Задачи теории изгиба тонких пластин и их ограниченное применение при моделировании гидроизолирующих перемычек

4.3 Использование численных методов для расчёта толстых плит,

моделирующих гидроизолирующие перемычки

Выводы по главе

Глава 5 ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ «массив пород - материал закладки -изолирующие перемычки»

5.1 Обоснование несущей способности бетонных перемычек

5.2 Схематизация элементов единой деформируемой системы «массив пород - материал гидрозакладки - изолирующая перемычка»

5.3 Численное моделирование напряжённого состояния массива хвостов

в условиях плоской деформации

5.4 Численное моделирование напряжённо-деформированного состояния перемычек

5.5 Численное моделирование напряжённо-деформированного состояния

гидроизолирующих перемычек с врубами различной формы

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ПРИЛОЖЕНИЕ

154

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Взаимодействие массива пород и изолирующих перемычек при гидрозакладке хвостов обогащения в выработанное пространство»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Современные технологии обогащения полезных ископаемых, используемые на горнодобывающих и горно-обогатительных предприятиях как за рубежом, так и в России, отличаются образованием достаточно больших объёмов отходов (хвостов обогащения) и необходимостью их утилизации, выполняемой путём складирования на земной поверхности или в подземном пространстве. Применение гидравлической закладки хвостов обогащения полезных ископаемых в выработанное подземное пространство с их последующей консолидацией в процессе осушения способствует поддержанию отработанного подземного пространства, управлению горным давлением на близлежащие выработки и целики, способствует поддержанию экологического состояния окружающих территорий.

Складирование хвостов обогащения в выработанное пространство широко применяется на горнодобывающих предприятиях России. Например, на шахте им. Губкина АО «Комбинат КМАруда» хвосты обогащения железистых кварцитов размещаются в выработанных камерах и смежных им выработках. К настоящему времени в более чем четырёхстах камерах уложено свыше 30 млн т хвостов, что потребовало установки не менее 140 ограждающих конструкций - изолирующих бетонных перемычек.

Результаты мониторинга процессов заполнения пульпой камер и последующего её осушения в период проведения опытно-экспериментальных и экспериментально-промышленных работ свидетельствуют о существенном влиянии процессов гидрозакладки на формирование напряжённо-деформированного состояния массива пород и бетонных перемычек, и, следовательно, на их прочность и несущую способность.

Таким образом, изучение влияния процессов гидрозакладки на состояние элементов системы разработки на основе натурных и лабораторных исследований, а также результатов математического моделирования взаимодействия гидроизолирующих бетонных перемычек с окружающим массивом

пород при действии давления материала закладки представляет актуальную научно-техническую задачу.

Целью работы является установление новых и уточнение известных закономерностей взаимодействия элементов геомеханической системы «массив пород - материал закладки - изолирующие перемычки» на основе результатов математического моделирования процессов гидрозакладки подземного пространства с использованием метода конечных элементов (МКЭ), данных натурных и лабораторных исследований.

Идея работы заключается в применении результатов натурных и лабораторных исследований, теоретических положений механики сплошных сред, геомеханики и механики подземных сооружений для разработки математической модели формирования напряжённо-деформированного состояния элементов единой деформируемой системы «массив пород - материал закладки - гидроизолирующие перемычки» при гидрозакладке хвостов в выработанное пространство.

Методы исследований, использованные при выполнении диссертационной работы, включают анализ публикаций по проблемам гидрозакладки отходов обогащения в подземное пространство и определению напряжённо-деформированного состояния толстых плит, являющихся наиболее адекватными моделями бетонных перемычек; выполнение инструментальных измерений в условиях действующей шахты; лабораторные испытания образцов материалов гидрозакладки на различных этапах их осушения; статистическую обработку результатов, в том числе - с применением регрессионного анализа; компьютерное моделирование геомеханических процессов с использованием сертифицированного программного комплекса для ЭВМ, реализующего метод конечных элементов (МКЭ); анализ результатов и их сравнение с данными, полученными другими авторами.

Основные научные положения, выносимые на защиту: - прогноз состояния гидроизолирующих бетонных перемычек должен осуществляться на основе результатов математического моделирования гео-

механической системы «массив пород - материал закладки - изолирующие перемычки» с использованием специализированных программ, реализующих численные методы, данных инструментального мониторинга и лабораторного изучения физико-механических и деформационных характеристик свойств материала гидрозакладки;

- напряжённо-деформированное состояние бетонной перемычки обусловлено действием нормального давления, равного горизонтальным нормальным напряжениям в материале закладки вблизи перемычки, установленным по результатам измерений общего и порового давлений в материале гидрозакладки, а также по результатам численного моделирования взаимодействия элементов геомеханической системы;

- прочность и несущая способность гидроизолирующих бетонных перемычек определяется не только величинами нормальных напряжений в перемычках, но и касательных напряжений, возникающих на поверхности контакта перемычки и вмещающего массива пород.

Новизна научных результатов работы:

- величины общего и порового давления массива гидрозакладки на изолирующие бетонные перемычки, полученные экспериментально с использованием комплекса технических средств, входящих в состав реализованной при выполнении исследований системы геомеханического мониторинга в условиях шахты им. Губкина;

- уточнённые данные лабораторного определения физико-механических и деформационных характеристик материала гидрозакладки;

- математическая модель взаимодействия изолирующих бетонных перемычек с окружающим массивом пород и материалом гидрозакладки, реализованная с помощью МКЭ, позволяющая определять напряжённо-деформированное состояние элементов геомеханической системы с учётом установленных особенностей формирования нагрузок на перемычки и влияния основных факторов на различных этапах заполнения выработанного пространства;

- закономерности формирования напряжённо-деформированного состояния массива пород, материала гидрозакладки и изолирующих перемычек при различных сочетаниях геометрических параметров перемычек, величин общего и порового давлений, соотношений деформационных характеристик массива пород, материала гидрозакладки и бетона перемычек, установленные на основе компьютерного моделирования с использованием решений соответствующих пространственных задач механики сплошных сред, полученных численными методами.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается корректными постановками задач исследования; использованием фундаментальных теоретических положений механики сплошных сред, геомеханики и механики подземных сооружений; представительным объёмом результатов систематических натурных и лабораторных исследований, выполненных в течение длительного времени; обоснованным применением методов статистической обработки полученных результатов; применением математической модели, реализованной с использованием МКЭ, адекватно учитывающей влияние на напряжённо-деформированное состояние бетонных перемычек основных геомеханических факторов; использованием сертифицированного программного комплекса «MIDAS FEA NX»; удовлетворительным согласованием полученных теоретических результатов с данными исследований, выполненных другими авторами.

Практическое значение работы заключается в разработке системы мониторинга общего и порового давления в материале гидрозакладки при заполнении выработок и последующем осушении; методики инструментального определения давления на изолирующие бетонные перемычки, а также напряжений и деформаций на свободной поверхности перемычки; получении уточнённых данных лабораторного определения физико-механических и деформационных характеристик массива гидрозакладки различного гранулометрического состава и влажности.

Результаты исследования использованы АО «Комбинат КМАруда»

при выполнении геомеханического мониторинга процесса гидрозакладки в выработанных участках шахты им. Губкина; в учебном пособии «Методы геомеханического сопровождения разработки железных руд на КМА» для подготовки студентов специальностей 130400.65 «Горное дело» и 130101.65 «Прикладная геология».

Личный вклад автора заключается в обосновании методик мониторинга гидрозакладки хвостов обогащения в выработанное подземное пространство; выполнении измерений порового и общего давления в закладочном массиве, а также напряжений и деформаций в перемычках и вмещающем массиве пород; разработке математической модели формирования напряжённо-деформированного состояния элементов геомеханической системы; реализации модели с использованием современных компьютерных технологий; установлении закономерностей изменения напряжённо-деформированного состояния материала гидрозакладки, массива пород и изолирующих перемычек.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на научных семинарах "Неделя горняка" МГГУ (г. Москва, 2000, 2003, 2007); Международных симпозиумах «Освоение месторождений минеральных ресурсов и подземное строительство в сложных гидрогеологических условиях» (г. Белгород, ВИОГЕМ, 2005, 2007, 2017, 2019); УП-й Международной научной конференции «Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и на сопредельных территориях» БелГУ (г. Белгород, 2017); 17-ой Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики (г. Тула, 2021); научно-технических конференциях преподавателей и сотрудников ТулГУ (г. Тула, 2018 - 2022).

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 15 печатных работ, из них 8 в рецензируемых изданиях и 7 статей в научных изданиях, рекомендованных ВАК.

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Технологии закладки отходов обогащения полезных ископаемых

Добыча и обогащение различных полезных ископаемых, в том числе -железных руд, сопровождаются образованием значительных объёмов отходов - пустой породы и хвостов обогащения [144]. Общее количество переработанной горной массы на планете оценивается в настоящее время в 100 млрд т. Объём вскрышных и вмещающих пород составляет от 60 до 70 % от объёма извлекаемой горной массы; хвосты при различных видах сепарации в процессе обогащения руды - от 5 до 80 % от объёма переработанной руды [162].

В настоящее время одним из направлений развития минерально-сырьевой базы становится добыча все более бедных руд, обогащение которых приводит к появлению ещё больших объёмов хвостов. Как правило, не пригодные для дальнейшей переработки хвосты укладываются в отвалы или хвостохранилища, которые на крупных горно-обогатительных комбинатах (ГОК) занимают значительные площади. Процессы обогащения руды приводят к увеличению площадей для складирования хвостов, изменению рельефа местности, нарушению инженерно-геологических, гидрологических и экологических условий районов размещения отходов [88, 127].

Применяемые технологии добычи и обогащения железных руд [73] предусматривают попадание в отвалы в основном вскрышных и вмещающих пород, а также хвостов, представляющих собой частицы пустой породы, в которой содержание ценного компонента ниже, чем в исходном сырье, и получаемых при механической переработке (дроблении, измельчении, классификации, флотации, магнитной сепарации и др.) руд в процессе их обогащения.

Отвальные хвосты, состоящие в основном из пустой породы, количество или форма содержания полезных компонентов в которых не позволяют извлечения в концентрат по имеющимся технологиям [54], используются либо для возведения ограждающих плотин хвостохранилищ, либо для гидравлической закладки выработанного подземного пространства.

Наземные хвостохранилища оказывают вредное воздействие на окружающую среду, т. к. с течением времени защитные барьеры подвергаются эрозии и разрушению, в результате чего вредные элементы, содержащиеся в хвостохранилищах, загрязняют атмосферу, почву и почвенные воды. Описанные процессы наблюдались на хвостохранилищах Джидинского вольфра-мо-молибденового комбината в г. Закаменск Республики Бурятия, Качканар-ского ГОКа в г. Качканар Свердловской области [103] и др.

Подземная добыча руды сопровождается формированием очистного пространства, расширяемого при необходимости путём извлечения пустых вмещающих пород вприсечку к очистному пространству между целиками. Поэтому перспективным является размещение хвостов обогащения и отходов переработки полезных ископаемых в местах их добычи - в отработанных подземных выработках рудников.

Закладка выработанного подземного пространства позволяет управлять горным давлением и уменьшить деформации земной поверхности, обеспечить сохранность объектов на подрабатываемых территориях, предоставляет возможность дополнительной добычи полезных ископаемых при выемке законсервированных охранных целиков, повышает безопасность работ, освобождают земную поверхность от вредного влияния хвостохранилищ [17, 24, 32, 140, 163, 165].

Недостатком этого способа является то, что вследствие разрыхления руды при ее добыче и измельчении объёмы твёрдой фазы хвостов обогащения, подлежащих захоронению, превышают объём подземного выработанного пространства, образуемого в недрах при добыче руды. В результате часть

образующихся хвостов приходится размещать в хвостохранилищах на поверхности, что приводит к загрязнению окружающей среды.

Технологические процессы заполнения выработанного пространства предусматривают как полную, так и частичную закладку в виде охранных полос при поддержании выработок. Закладки по способу транспортирования закладочного материала и формирования из него массива разделяют на гидравлическую, пневматическую, твердеющую, самотёчную, механическую.

Гидравлическая закладка, предусматривающей подачу твёрдого материала потоком воды, требует использования закладочного материала с содержанием твёрдого от 35 до 75 % [153].

Впервые способ гидрозакладки с использованием раздробленных отходов и угольной крошки был применён 1864 г. в Пенсильвании (США) для предотвращения оседания фундамента церкви, а в 1884 г. - для ликвидации подземного пожара [164]. В дальнейшем идея способа была реализована не только в США (Колорадо, Массачусетс), но и Европе (Верхняя Силезия, 1901)и в Южной Африке (Трансвааль, 1909 г.), на Кубе (Матахамбра, 1920), а, начиная с тридцатых годов, - в СССР, например, Риддерский рудник в Казахстане, а позднее и в России. Значительный прогресс в развитии гидравлической закладки, повышающий экономическую эффективность её применения [155], достигнут после второй мировой войны благодаря совершенствованию методов транспортировки твёрдых частиц в жидкой среде.

Представляет интерес опыт зарубежных специалистов горнодобывающих предприятий и компаний по развитию технологии гидравлической закладки хвостов. Результаты исследований, выполненных специалистами Канадского общества геомехаников [163], свидетельствует о том, что гидрозакладка с использованием хвостов обогащения, начиная с 60 - 70-х годов прошлого века получила достаточно широкое распространение. На обследованных шахтах из более 9,8 млн т закладки, выполненной в среднем за год различными способами, на закладку хвостов гидравлическим методом приходилось около 7,5 млн т. В этот период преимущественно использовалась

закладка хвостами с применением вяжущего, для укрепления отдельных участков заложенного массива было использовано более 0,2 млн т цемента.

Гидравлическая закладка хвостов находит применение на горных предприятиях в США [156]. Так, для гидравлической закладки на шахте Galenamine использовались неклассифицированные хвосты. В течение 25 лет, начиная с 1960 г., на шахте Lucky Friday для закладки использовались хвосты с содержанием твёрдого 71 %, затем шахта перешла на твердеющую закладку. На шахте Homestake MiningCo. применялась закладка хвостами с добавлением цемента до 15 % по весу. Технологический процесс закладки, использованный на этой шахте, предусматривал устройство лёгких фильтрующих перемычек с фильтрующими элементами из джутовой ткани. Попытки снижения содержания цемента ниже 10 - 15 % привели на этой шахте к авариям, связанным с прорывом закладки. Аналогичная система закладки применялась на шахте Гарпенберг (Garpenberg Mine) в Швеции.

Первое промышленное применение гидравлической закладки выработанного пространства твердеющими смесями в СССР было осуществлено в начале 50-х годов на обогатительной фабрике Пышминско-Ключевского рудника по разработкам института «Унипромедь» [32].

Среди рудников Советского Союза наиболее известными предприятиями, использовавшими гидравлическое складирование хвостов в выработанное пространство, являлись рудники комбината «Ачполиметалл», Ленино-горского полиметаллического и Зыряновского комбинатов, а также рудники Джезказгана в Казахстане [57].

На Зыряновском руднике [35] вскрышные породы карьера перекачивались в виде гидросмеси в отвал, часть перекачиваемой смеси использовалась как материал для закладки пустот. Хвосты подавались в шахту через трубы по стволу шахты. В целях гидроизоляции применялись бетонные перемычки, рассчитанные на давление столба гидросмеси до полного дренажа воды. Дренированная вода направлялась через заложенные пустой породой камеры нижнего горизонта в дренажную систему шахты.

В таблице 1.1 приведена информация по материалам работ [20, 24, 32, 33, 57, 127, 130, 145, 147, 156, 164] об основных технологических параметрах гидрозакладки хвостами на шахтах различной глубины отечественных и зарубежных горных предприятий - состав закладочного материала, диапазоны изменения размеров частиц, соотношение твёрдого и жидкого в пульпе.

Таблица 1.1 - Основные технологические параметры гидрозакладочных работ на горных предприятиях

Шахта, рудник Закладочный материал Размер частиц закладки, мм Глубина шахты, м Состав пульпы (твёрдое: жидкое)

«Коксовая» (г. Прокопьевск) Дроблёные породы 6 - 60 120 1:4

Дегтярский Гранулированный шлак 1 - 5 190 1:2

Пышминский Хвосты 0,063 - 2,0 117 1:1

Фушунский комбинат (КНР) Сланцы, песок 0,5 - 5,0 400 1:2

Мысловица (Польша) Песок 0,2 - 2,0 500 1:1

Оуткомпту (Финляндия) Песок, хвосты 0,07 - 3,0 200 1:1

Зыряновский Песок 1:4

Миргалимсайский Хвосты 0,050 до 900 2:1

Тишинский (Лениногорский полиметаллический комбинат) Хвосты, цемент 0,074 (40 %) 1:4

Риддерский (Лениногорский полиметаллический комбинат) Хвосты, цемент 0,074 (50 -55 %) 2,3:1

Джезказганский рудник Хвосты, цемент 13 % 0,16 (25 %) 260 м 3,3:1

Рудник БКРУ-1 (Уралкалий) Отходы флотации 1:2

Рудник Карнасурт Ловозерского ГОКа Хвосты 0,1 (84 %) 12 м (штольня) 1:2

American Smelting & Refining Co., Galena Mine, Wallace, ID Хвосты (сидерит, кварцит, пирит) 752 1,8:1

Calera Mining Co., Cobolt, ID Хвосты (биотит, кварцит, пирит, пирротин) 70 1,3:1

AnacondaCo., Butte, MT Хвосты (кварц, фель-дшпат, серицит, пирит) 1158 2:1

Homestake Mining Co. Lead, SD Хвосты (куммингто-нит, биотит, кварц) 227 1,3:1

Kerr-Addison Gold Mines Virginiatown, ON Хвосты (силикаты и карбонаты) 96 1,3:1

Системы с закладкой выработанного пространства применяются на горнодобывающих предприятиях России - АО "Комбинат КМАруда", АО "Яковлевский горно-обогатительный комбинат", ОАО "ЕвразРуда" и др., на которых в качестве закладки используются сгущённые хвосты обогащения без вяжущих компонентов.

АО «Комбинат КМАруда» осуществляет добычу железистых кварцитов на Коробковском железорудном месторождении. На рисунке 1.1 приведена диаграмма, иллюстрирующая динамику изменения объёмов добычи сырой руды, богатой руды, производства концентрата и выхода отходов в регионе КМА за период с 1990 по 2010 г.

н

х

140 120 100 80

Л

з 60

о еС Ю

О 40

20

31, 8 12 !4,! : в 12; ?,2

100, 11 9 4,4 : 10 '9,:

76,6

1 55, 7 72, 3 ; ( 7 1 '1,1 3

53 ,6 40: 9 47, 1 44, 2 ж 8 44, 6

2,1

12,2 Ф/, 4,2 Ш 4,5 Ш J 5,0 Ш 3,9 ТТЛ 4,2 Ш

1990

2000

2007 Годы

2008

2009

| сырая руда концентрат

(сухая масса)

] отходы обогащения (хвосты, сухая масса)

2010

богатая руда

Рисунок 1.1 - Динамика добычи руды, производства железорудной продукции и образования отходов по региону КМА

С 2012 г ведётся доработка запасов железистых кварцитов с применением этажно-камерной системы разработки в отметках -71/-125 м. До 2009 г. хвосты складировались в наземных хвостохранилищах ЛГОКа, на которых размещено не менее 45,4 млн т. На шахте им. Губкина с 2009 году применятся система разработки с закладкой подземных выработанных камер сгущён-

ными хвостами обогащения. Согласно плану развития горных работ АО «Комбинат КМАруда» на 2022 год ожидаемый общий объем выработанного пространства (пустот) на 1.01.2022 года составит 68,2 млн м3, в том числе -собственно камер 64,6 млн м3, горноподготовительных выработок - 3,6 млн м3. Из 68,2 млн м3 пустот на 1.01.2021г. планировалось погасить 28,3 млн м3 пустот, и заложено 34,83 млн т хвостов. В 2022 году планируется использовать в закладочных работах 2,79 млн т хвостов.

Фракция частиц твёрдого материала в используемых при гидрозакладке хвостах и гранулированных шлаках для обеспечения возможности перемещения по трубам не должна превышать 50...80 мм. При закладке абразивного материала для уменьшения чрезмерного износа труб желательно, чтобы он содержал 10.15 % илистых фракций, что не препятствует выпадению твёрдых частиц из пульпы в выработанное пространство.

Очевидно, что недостаточное разжижение пульпы затрудняет её транспортирование, излишнее - увеличивает время дренажа и способствует загрязнению выработок. Отношение жидкого и твёрдого по массе составляет для песка (0,6...1):1, гранулированных шлаков - (1,5.2,1): 1, дроблёной породы крупностью не более 50 мм - (2...4):1. Пульпа подаётся в выработанное пространство с помощью насосов или под действием собственного веса.

Практически во всех случаях пульпа приготовляется с добавлением вяжущего [149]. Установлено, что при гидрозакладке, в которую добавлен цемент в отношении от 1:30 до 1:20, прочность уложенного массива возрастает с увеличением плотности пульпы; просачивание воды через закладку практически не влияет на её прочность; применение специальных цементов по сравнению с его обычными видами практически не влияет на прочность.

Экспериментально установлено, что прочность гидравлической закладки существенно зависит от гранулометрического состава хвостов [146], пористости и количества мелких фракций [147], однородности хвостов [154].

Очевидно, что материал гидрозакладки растекается, поэтому в примыкающих к выработанному пространству горных выработках должны быть

установлены перемычки, которые могут быть фильтрующими или глухими. Фильтрующие изготовляют из распорных стоек или костров, обшитых досками, щели между которыми заполняют различными материалами, допускающими проникновение воды. Со временем фильтрующая способность перемычек и обшивок ухудшается, и они становятся глухими.

Перемычки, обустраиваемые над восстающими, для предохранения от капежа, делают глухими, например, из бетона или дерева, обитого гидроизоляционными материалами. В закладочном пространстве размещают дренажные трубы с отверстиями в стенках. Дренируемая вода содержит мелкие частицы размером менее 0,05 мм, в количестве 3.5 % и более. Вода поступает по водоотливным канавкам в отстойники - горизонтальные выработки, расположенные на 3.4 м ниже откаточного горизонта. Стационарные отстойники располагают у околоствольного двора или насосной станции; для временных используют существующие неиспользуемые горные выработки вблизи закладываемых блоков [161 ].

При гидрозакладке хвостов отмечается стабилизация выработанного пространства и прилегающих к заложенному массиву целиков.

Анализ отечественного и зарубежного опыта показывает, что применение гидравлической закладки хвостов обогащения в отработанное подземное пространство позволяет, помимо решения целого ряда экологических проблем, связанных с хранением хвостов на поверхности, уменьшить величину осадок земной поверхности на подработанных территориях и создать на поверхности закладки условий для работы механизированного оборудования при последующей отработке вышележащих этажей. В работе [147] рассмотрены вопросы управления оседанием земной поверхности с помощью закладки хвостами как побочный результат гидрозакладки.

Следует отметить, что процесс гидравлической закладки подземного пространства хвостами обогащения сопровождается постоянно существующей опасностью прорыва закладки в соседние горные выработки при возникновении значительного давления воды на перемычки при плотности за-

кладки ниже 65 - 70 %; необходимостью отвода достаточно большого количества воды; невозможностью утилизации крупнообломочного материала; интенсивным износом трубопроводов из-за высокой скорости транспортировки пульпы в подземное пространство и повышенным износом насосного оборудования, в том числе - при использовании в качестве вяжущего цементного раствора; зашламовыванием горных выработок и зумпфов.

Очевидно, что проникновение пульпы в смежные камеры и выработки приводит к нарушению предусмотренных технологических процессов, а в ряде случае - созданию условий для возникновения аварийных ситуаций.

Гидрозакладка хвостов обогащения полезных ископаемых в отработанное подземное пространство может выполняться с использованием как твердеющих, так закладок без применения вяжущего.

1.2 Изолирующие перемычки, используемые при гидрозакладке

Для выполнения ограждающих функций используются гидроизолирующие или водоупорные перемычки различных конструкций, возводимые в соответствующих горных выработках.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Зинченко Алексей Владимирович, 2022 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Алексеев В.Л., Половов Б.Д., Щукин А.С. Сооружение водонепроницаемой перемычки в стволе способом подводного бетонирования// Шахтное строительство". - № 5. - 1964. - С. 25 - 28.

2. Амусин Б.З., Фадеев А.Б. Метод конечных элементов при решении задач горной геомеханики. - М.: Недра. - 1975. - 144 с.

3. Анциферов С.В., Зинченко А.В. Определение модуля общей деформации и модуля упругости материала гидрозакладки// Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики/ 17-я Международная конференция по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики. 1 - 3 ноября 2021. - Тула: Изд-во ТулГУ. - С. 574 - 582.

4. АС №1071028 Петров В.И., Карягин М.В., Хлопов Н.В. и др. Перемычка для ограждения закладочного массива// 15.12.54. БИ №46.

5. АС №1089279 Хрущев В.И., Думкина Н.А. Устройство для обезвоживания закладочного массива// 30.04.84. БИ №16.

6. АС №1093057 Ахвердиев И.А. Шахтная перемычка// 13.01.87. БИ

№3.

7. АС №1388566 Бойко С.В., Бадаев В.Ю., Кожиев Х.З. и др. Закладочная перемычка// 15.04.88. БИ №14.

8. АС №1460349 Степанов В.П., Степанова И.В., Степанов И.В. Закладочная перемычка// 23.02.89, БИ №7.

9. АС №1509552 Каражаев С.К., Самусенко А.К., Воробьев В.Г. и др. Закладочная перемычка// 23.09.89, БИ №35.

10. АС №593002 Брин Б.В., Березин А.С. Шахтная перемычка// 05.03.78. БИ №6.

11. АС №605993 Карпов В.С., Мурашов А.П. Переносная ограждающая фильтрующая перемычка// 06.04.78. БИ №17.

12. АС №717374 Байконуров О.А., Костюченко В.В., Мельников В.А.

Ограждающе-фильтрующая перемычка// 29.02.80. БИ №7.

13. АС №756046 Кузнецов Л.Н., Щукин Е.Н., Галинов Ю.Н. Самозаклинивающаяся закладочная перемычка// 07.01.85. БИ №1.

14. АС №859654 Кушеков Х.К., Зайцев О.Н., Одинец А.Д. Закладочная перемычка// 05.09.81. БИ №32.

15. АС №918448 Беркович В.Х., Наумов А.М., Булатов В.Ф. и др. Шахтная перемычка// 07.05.82. БИ №13.

16. Бабаянц Г.М., Вертлейб Л.К., Журин Н.Я. и др. Подземная разработка железистых кварцитов. - М.: Недра. - 1988. - 168 с.

17. Балах Р.В. Разработка месторождений с закладкой хвостами обогащения. Алма-Ата. - Наука. - 1977. - 231с.

18. Бате К., Вильсон Е. Численные методы анализа и метод конечных элементов. - М.: Стройиздат. - 1982. - 442 с.

19. Бахвалов Н.С., Корнев А.А., Чижонков Е.В. Численные методы. Решения задач и упражнения// Учебное пособие. - М.: Бином. - 2016. - 352 а

20. Бессонов И.И., Гуменников В.П., Юркевич Г.Ф. Гидрозакладка выработанного пространства на пологом маломощном месторождении// Горный журнал. - 1985. - № 4. - С. 26 - 28.

21. Биргер И.А., Пановко Я.Г. Прочность, устойчивость, колебания. Том 1. М.: Машиностроение, 1968. - 821 с.

22. Блох В.И. К общей теории упругих толстых плит// Инженерный сборник. - М.: АН СССР. - Т. 18. - 1954.

23. Блох В.И. Теория упругости. Изд. Харьковского государственного университета. - Харьков. - 1964. - 483 с.

24. Борисенко С.Г., Именитов В.Р. Гидравлическая закладка. М.: Ги-процветмет. - 1939. - 51 с.

25. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов. - М.: Наука. - 1986. - 544 с.

26. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений в примерах и задачах/ Учеб. пособ. для вузов. - М.: Недра. - 1989. - 270 с.

27. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений. - М.: Недра. -1982. - 270 с.

28. Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения: учебное пособие для студентов высших технических учебных заведений / - 5-е изд., стер. - Москва: КноРус, 2014. - 448 с.

29. Виноградов Б.Н. Опыт измерения давления горных пород на тоннельные обделки мессдозами// Сб. ЦНИИС. - М. - 1959. - №31. - С. 1 - 47.

30. Винокуров Л.П. Прямые методы решения пространственных и контактных задач для массивов и фундаментов. Харьков: Изд-во Харьк. унта, 1956. - 279 с.

31. Власов В.З. Метод начальных функций в задачах теории упругости.

- Изв. АН СССР. ОТН. - 1955. - №7. - С. 49 - 69.

32. Влох Н.П., Колупаев П.Н. Гидравлическая закладка хвостами обогащения на Пышминском руднике// Цветные металлы. - 1962. - № 11. - С. 11

- 13.

33. Воронин А.И., Моисеев В.Г., Савелков В.С. Опыт ведения закладочных работ на основе отходов производства// Горный журнал. - 1989. - № 6. - С. 41 - 43.

34. Галлагер Л. Метод конечных элементов. Основы. - М.: Мир. -1984.

- 419 с.

35. Гамберг Р.М., Койлов В.Г. Закладка пустот породами от гидровскрыши на Зыряновском руднике// Горный журнал. - 1962. - № 5. - С. 2527.

36. Геомеханический мониторинг состояния массива гидрозакладки и изолирующих перемычек на отработанных участках шахты им. Губкина. Отчёт о НИР (Шифр 546-13)/рук. Зинченко А.В. - Белгород: ОАО ВИОГЕМ. -2014. - 52 с.

37. Геомеханический мониторинг состояния массива гидрозакладки и изолирующих перемычек на отработанных участках шахты им. Губкина. Отчёт о НИР (Шифр 9-19/205/2019)/ рук. Зинченко А.В. № гос. регистрации

АААА-Б20-220042790049-7. - Белгород: ОАО ВИОГЕМ. - 2019. - 24 с.

38. Геомеханическое обоснование отработки Коробковского месторождения с увеличенной длиной камер в этажах гор. +20 м + гор. -125м. Отчёт по НИР (Шифр 140-09)/ рук. Фомин Б.А. - Белгород: ФГУП ВИОГЕМ. - 2007. -53 с.

39. Геомеханическое обоснование параметров камер, целиков и зон влияния очистных работ при отработке вышележащего горизонта этажно-камерной системой с закладкой выработанного пространства на шахте им. Губкина. Отчёт по НИР (Шифр 970-07)/ рук. Б.А.Фомин. - Белгород: ФГУП ВИОГЕМ. - 2007. - 77 с.

40. Глушихин Ф.П., Кузнецов Г.Н. и др. Моделирование в геомеханике.

- М. - Недра. - 1991. - 240 с.

41. ГОСТ 12248-2010 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. - М.: Стандартинформ. - 2011. -69 с.

42. ГОСТ 12536-2014 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава. - М.: Стандартинформ. - 2015. - 24 с.

43. ГОСТ 25100-2020 Грунты. Классификация. - М.: Стандартинформ.

- 2020. - 41 с.

44. ГОСТ 25584-2016 Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации. - М.: Стандартинформ. - 2019. - 24 с.

45. ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик. - М.: Стандартинформ. - 2016. - 23 с.

46. ГОСТ Р 57188-2016 Численное моделирование физических процессов. Термины и определения. - М.: Стандартинформ. - 2018. - 12 с.

47. ГОСТ Р 57700.10-2018 Численное моделирование физических процессов. Определение напряжённо-деформированного состояния. Верификация и валидация численных моделей сложных элементов конструкций в упругой области. - М.: Стандартинформ. - 2019. - 12 с.

48. ГОСТ-21153.2-84 Породы горные. Методы определения прочности при одноосном сжатии. - М.: Изд-во Стандартов. - 2001. - 10 с.

49. ГОСТ-21153.3-85 Породы горные. Методы определения предела прочности при одноосном растяжении. - М.: Изд-во Стандартов. - 1986. - 14 с.

50. ГОСТ-21153.7-75. Породы горные. Методы определения скоростей распространения упругих продольных и поперечных волн. - М.: Изд-во Стандартов. - 1981. - 8 с.

51. Демешко Е.А., Косицын С.Б. Современные методы пространственного расчета конструкций подземных сооружений// Проблемы развития транспортных и инженерных коммуникаций. Проектирование, строительство, эксплуатация. - М.: ТИМР. - 1998. - №2. - С. 4 - 6.

52. Доклад по охране окружающей среды АО «Комбинат КМАруда» Губкин, 2017 URL: http://metholdmg.m/upload/pdf/Disdosш•e/Раскрытие%20 экологической%20информации%20АО%20Комбинат%20КМАруда^£

53. Дюрелли А., Райли У. Введение в фотомеханику (поляризационно-оптический метод). Пер. с англ. - М.: Мир. - 1970. - 430 с.

54. Евдокимов П.Д., Cазонов T.T. Проектирование и эксплуатация хвостовых хозяйств обогатительных фабрик// М.: Недра, 1978. — 439 с.

55. Железные руды КМА. Под ред. Орлова В.П., Щеварева И.А., Собо-лова Н.А. - М.: Геоинворммарк. - 2001. - 616 с.

56. Журин С.Н., Зинченко А.В., Сергеев С.В., Фомин Б.А. Мониторинг взаимодействия бетонной перемычки с массивом гидрозакладки// Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2000. - Т. 6. - С. 167 - 168.

57. Зайцев О.М., Кушеков Х.К., Илюшин А.П. и др. Применение твердеющей закладки на шахте №57 Джезказганского ГМК// Горный журнал. -1978. - № 1. - С. 29 - 30.

58. Зенкевич О., Чанг И. Метод конечных элементов в теории сооружений и в механике сплошной среды. М.: Мир. - 1974. - 239 с.

59. Зинченко А.В. Исследование геомеханических процессов при складировании отходов обогащения железных руд в отработанное пространство// Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. - 2010. - № 12 (1332). - С. 19 - 20

60. Зинченко А.В. Исследование динамики геомеханического состояния изолирующих перемычек при гидрозакладке подземных пустот// Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). -2007. - № 5. - С. 254 - 256.

61. Зинченко А.В. Особенности формирования бокового давления на целики при гидрозакладке камер// Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Естественные науки. - 2017. - Т. 40. - № 18 (267). - С. 116 - 120.

62. Зинченко А.В. Оценка действующих нагрузок на ограждающие перемычки при подземном складировании отходов обогащения// Известия Тул-ГУ. Серия. «Геомеханика. Механика подземных сооружений». Вып. 2. - Тула: Изд-во ТулГУ. - 2004. - С. 118 - 121.

63. Зинченко А.В. Оценка нагрузок на перемычки при закладке отработанных камер отходами обогащения// Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2004. - № 6. - С. 268 - 271.

64. Зинченко А.В. Результаты численного моделирования напряжённого состояния бетонных водонепроницаемых перемычек в условиях шахты им. Губкина// Каталог VI Уральского горнопромышленного форума МВЦ Екатеринбург-Экспо. Тезисы докладов. - 2015. - С. 187 - 188.

65. Зинченко А.В. Совершенствование метода диагностики подземных водонепроницаемых перемычек// Материалы 14-го международного симпозиума «Освоение месторождений минеральных ресурсов и подземное строительство в сложных гидрогеологических условиях». - Белгород: ВИОГЕМ, 2019. - С. 224 - 227.

66. Зинченко А.В., Анциферов С.В. Результаты лабораторных исследований образцов материала гидрозакладки// Социально-экономические и эко-

логические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики/ 17-я Международная конференция по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики. 1 - 3 ноября 2021. - Тула: Изд-во ТулГУ. - С. 566 - 574.

67. Зинченко А.В., Сергеев С.В. Натурные исследования развития напряжений в «хвостах» при гидрозакладке// Известия ТулГУ. Серия. «Геомеханика. Механика подземных сооружений». Вып. 2. - Тула: Изд-во ТулГУ. - 2004. - С. 121 - 124.

68. Зинченко А.В., Сергеев С.В. Особенности мониторинга подземных ограждающих конструкций. В сб.: Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и на сопредельных территориях Материалы VII Международной научной конференции памяти проф. Петина А.Н. - Белгород: БелГУ. - 2017. - С. 336 - 338.

69. Зинченко А.В., Серышев С.Н. Исследование геомеханических процессов при подземном складировании хвостов обогащения// Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2003. -№ 10. - С. 31 - 33.

70. Инструкция по локализации и ликвидации последствий аварий на опасных производственных объектах, на которых ведутся горные работы. Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору - приказ от 11 декабря 2020 года № 520. - 24 с.

71. Инструкция по локализации и ликвидации последствий аварий на опасных производственных объектах, на которых ведутся горные работы" (с изменениями и дополнениями 21 марта 2018 г.). ФНП в области промышленной безопасности. Приказ Ростехнадзора от 11 декабря 2020 года № 449.

72. Исследование геомеханического состояния конструктивных элементов системы разработки с гидрозакладкой очистных камер на опытном участке шахты им. Губкина. Отчёт по НИР (заключительный). Гос. рег. №01970010041. Шифр 814Н-97. Рук. Журин С.Н. - ВИОГЕМ. - 2000. - 107 с.

73. ИТС 25-2017 Добыча и обогащение железных руд. Информацион-

но-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии - 2017. -115 с.

74. Казикаев Д.М. Геомеханические процессы при совместной и повторной разработке руд. - М.: Недра. - 1981. - 288 с.

75. Казикаев Д.М., Кондратенко П.Д., Махрин Г.В., Тимонов Н.Т., Фомин Б.А. Геомеханический мониторинг на шахте им. Губкина// Горный журнал. - 2008. - №4. - 21 с.

76. Калмыков Е.П. Борьба с внезапными прорывами воды в горные выработки. - М.: Недра. - 1973. - 240 с.

77. Калмыков Е.П. Борьба с внезапными прорывами воды при сооружении вертикальных стволов. - М.: Недра. - 1968. - 157 с.

78. Калмыков Е.П. К вопросу о расчёте тампонажных подушек// Уголь. - 151(7). - 1958. - С. 12 - 14.

79. Калмыков Е.П. О выборе рациональных технологических схем тампонирования водоносных пород при сооружении вертикальных стволов// Шахтное строительство. - 1974. - № 6 - С. 7 - 12.

80. Калмыков Е.П. Расчёт плоских тампонажных подушек// Шахтное строительство. - 1959. - № 4. - С. 9 - 11.

81. Канторович Л.В. Об одном методе приближенного решения дифференциальных равнений в частных производных// Докл. АН СССР. - 1934. - Т. 2. Вып. 9. - С. 532 - 536.

82. Кассирова Н.А., Скворцова А.Е., Татарникова Е.Г. Метод натурных наблюдений за работой подземных сооружений// Гидротехническое строительство. - 1996. - №1. - С. 10 - 15.

83. Кирпичев У.В. Теория подобия. - М.: Изд-во АН СССР. - 1953. -

564 с.

84. Корсун В.И, Недорезов А.В., Макаренко С.Ю. Сопоставительный анализ критериев прочности для бетонов// Современное промышленное и гражданское строительство/ Изд-во: Донбасская национальная академия

строительства и архитектуры (Макеевка). - Т. 10. - № 1. - 2014. - С. 65-78.

85. Крауч С., Старфилд А. Методы граничных элементов в механике твердого тела. - М.: Мир. - 1987. - 328 с.

86. Крупник Л.А., Медяник А.П., Пятигорский Л.В. Исследование давления закладочного массива на изолирующую перемычку// Горный журнал. -1986. - № 8. - С. 30 - 32.

87. Лейзерович С.Г., Помельников И.И., Сидорчук В.В., Томаев В.К. Ресурсовоспроизводящая безотходная геотехнология комплексного освоения месторождений Курской магнитной аномалии/ Под научной редакцией чл.-кор. РАН Каплунова Д.Р. - М.: Изд-во Горная книга. - 2012. - 547 с.

88. Лесовик Р.В., Алфимова Н.И., Ковтун М.Н., Ластовецкий А.Н. О возможности использования техногенных песков в качестве сырья для производства строительных материалов// Региональная архитектура и строительство. - 2008. - № 2. - С. 10 - 15.

89. Лиманов Ю.А. Моделирование статической работы туннельных обделок методом эквивалентных материалов// Труды Гидропроекта. - Сб. 18. -1979. - С. 46 - 54.

90. Линник Ю.В. Метод наименьших квадратов и основы математико-статистической теории обработки наблюдений. - Л.: Физматгиз. - 1962. - 352 с.

91. Логачев К^, Олиференко А.А. Исследование несущей способности плоских тампонажных подушек// Сб. трудов «Осушение месторождений, рудничная гидрогеология, специальные горные работы». - Белгород, ВИОГЕМ. - Вып. 23 - 1977. - 138 с.

92. Лурье А.И. Пространственные задачи теории упругости. М.: Госте-хиздат, -1955. - 492 с.

93. Ляв А. Математическая теория упругости. - М.: ООО «Книга по Требованию». - 2012. - 674 с.

94. Метод конечных элементов при решении геотехнических задач и программа "Геомеханика": Учеб. пособие/ Фадеев А.Б., Репина П.И., Абдыл-

даев Э. К. - Л.: ЛИСИ. - 1982. - 72 с.

95. Метод фотоупругости. Т. 1. Решение задач статики сооружений. Метод оптически чувствительных покрытий. Оптически чувствительные материалы. Под ред. Хесина Г.Л. - М.: Стройиздат. - 1975. - 460 с.

96. Методические указания по определению деформационных, прочностных и фильтрационных характеристик горных пород в стабилометрах// Белгород, ВИОГЕМ. - 1973. - 68 с.

97. Методы геомеханического сопровождения разработки железных руд на КМА: учебное пособие/ Минобрнауки РФ, ФГАОУ ВО "Белгородский гос. нац. исслед. ун-т"; [сост.: С. В. Сергеев, Ю.С. Погорелов, Д. А. Зайцев, Е.Д. Воробьёв, А.В. Зинченко]. - Белгород. - 2013. - 93 с.

98. Мониторинг динамики геомеханического состояния рудного массива потолочного предохранительного и системы опорных целиков при отработке шахтного поля шахты им. Губкина. Отчёт о НИР. Шифр 570-04 (закл.)/ ФГУП ВИОГЕМ, рук. Фомин Б.А. - Белгород. - 2009. - 37 с.

99. Олиференко А.А. Обоснование и разработка рациональных параметров тампонажных подушек и технологии их возведения в шахтных стволах: дисс. ... канд. техн. наук: 05.15.04. - Белгород. - 1985. - 154 с.

100. Опытный участок гидравлической закладки отработанных камер шахты им. Губкина. Участок закладки 2-х камер. 5-1460.2-ГО-ПЗ, П5-1460.2-СМР, 5-1460.2-ДК// Центрогипроруда. - 1996.

101. Папкович П.Ф. Труды по строительной механике корабля. Т. 3. Л.: Судпромгиз. - 1962. - 527 с.

102. План развития горных работ на 2022 год (пояснительная записка)/ АО «КОМБИНАТ КМАРУДА». - Губкин. - 2021. - 283 с.

103. Покровский Г.И., Войнич-Сяноженцкий Т.Г. Анализ причин аварий грунтовых подпорных сооружений водохозяйственных систем комплексного назначения// Водоснабжение и санитарная техника. - 2012. - № 2. - С. 47 - 52.

104. Проект наблюдений и контроля за напряжённо-деформированным

состоянием перемычек на опытном участке гидрозакладки камер шахты им. Губкина комбината КМАруда (5-1460.2-КИА)/ Будков В.П., Фомин Б.А. -Белгород. - ВИОГЕМ. - 1997. - 15 с.

105. Проект оборудования измерительными приборами типовых водоупорных железобетонных перемычек на шахте им. Губкина (Шифр 222-09)/ Рук. НИР Зинченко А.В. - Белгород. - ФГУП ВИОГЕМ. - 2010. - 14 с.

106. Проект П1899-1300-П3 «Корректировка технического проекта. Вскрытие новых участков месторождения для поддержания мощности шахты им. Губкина до 2012 года». - Центрогипроруда. - 2006 г. - 125 с.

107. Проектная документация. Технологические решения. Подземный закладочный комплекс. 004-03-10-02-10-01-И0С3. АО "ПитерГОРпроект"-2010. Том 3.3. - 105 с.

108. Прокопов В.К. Равновесие упругого осесимметричного наружного толстостенного цилиндра//ПММ. - 1949, т. XIII. - Вып. 2. - С. 135 - 144.

109. Расширение опытного участка гидравлической закладки отработанных камер шахты им. Губкина. Пояснительная записка П5-1460.1-ГО// Центрогипроруда. - Белгород. - 2002. - 174 с.

110. РД 153-34.2-21.545-2003 Правила проведения натурных наблюдений за работой бетонных плотин/ РАО ЕЭС России - СПб.: ОАО "ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева", - 2003. - 34 с.

111. Рекач В.Г. Руководство к решению задач по теории упругости : учебное пособие для студентов инженерно-строительных вузов и факультетов : - Изд. 3-е. - Москва: URSS. - Либроком. - 2010. - 214 с.

112. Рекомендации по методам определения коэффициентов бокового давления и поперечного расширения глинистых грунтов. - М.: ЦИНИС Госстроя СССР. - 1978. - 29 с.

113. Рекомендации по организации и оборудованию системы контроля за состоянием закладочного массива и изолирующих перемычек на опытном участке гидрозакладки камер шахты им. Губкина комбината КМАруда// ООО "ЦЭБГОР". - Белгород. - 1997. - 23 с.

114. Рекомендации по проектированию хвостовых хозяйств предприятий металлургической промышленности/ Всесоюз. науч.-исслед. ин-т водоснабжения, канализации, гидротехн. сооружений и инж. гидрогеологии (ВОДГЕО). Госстрой СССР. - Москва: Стройиздат - 1975. - 175 с.

115. Руководство по исследованию механических свойств строительных конструкций на моделях. - Ленинакан. - 1966. - 46 с.

116. Руководство по проектированию подземных горных выработок и расчету крепи. - М.: Стройиздат. - 1983. - 273 с.

117. Самошкин А.С., Тихомиров В.М. Математическая модель деформирования железобетона с учётом контактного взаимодействия его структурных компонентов// Вычислительные технологии. - 2017. - 22^1). - С.75 -86.

118. Самуль В.И. Основы теории упругости и пластичности. М.: Высшая школа. - 1970. - 288 с.

119. Свойства и расчётные характеристики намытых хвостов рудообо-гатительных фабрик/ Федоров И.С., Добровинская О.Х. - М.: Недра. - 1970. - 151 с.

120. Сергеев С.В., Зинченко А.В., Сергеев А.Л. Особенности деформирования бетонных перемычек при гидрозакладке отработанных камер на шахте им. Губкина// Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. - 2013. - № 3. - С. 123 - 126.

121. СНИП 2.11.04-85 Подземные хранилища нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов. - М.: ЦИТП Госстроя СССР. - 1986. - 40 с.

122. СП 58.13330.2019 Гидротехнические сооружения. Основные положения СНиП 33-01-2003. - М.: Стандартинформ. - 2020. - 35 с.

123. СП 63.13330.2018 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. СНиП 52-01-2003 (с Изменением № 1). - М.: Стандартинформ. - 2019. - 124 с.

124. СП 91.13330.2012 "СНиП 11-94-80. Подземные горные выработки" Актуализированная редакция СНиП 11-94-80. - 58 с.

125. Технологический регламент отработки запасов Коробковского месторождения с геотехнологическим и геомеханическим обоснованием конструктивных параметров систем разработки. Отчёт по НИР. Договор №50 (№11048у)/ рук. Шабаров А.Н. - СПб: СПГГУ. - 2012. - 347 с.

126. Технологический регламент с геомеханическим обоснованием параметров камер, целиков и зон влияния очистных работ при отработке опытного участка Стретенской залежи этажно-камерной системой с закладкой выработанного пространства на шахте им. Губкина. Отчёт по НИР. Шифр 845-07/ рук. Фомин Б.А. - Белгород: ФГУП ВИОГЕМ. - 2007. - 83 с.

127. Тимонин А.С. Инженерно-экологический справочник. - Калуга: Изд-во Бочкаревой Н. - 2003. - 1024 с.

128. Тимошенко С.П., Войновский-Кригер С. Пластины и оболочки. -М.: Физматгиз. - 1963. - 636 с.

129. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости. - М.: Наука, -1975. - 576 с.

130. Требуков А.Л. Совершенствование технологии гидравлической закладки// Горный журнал. - 1959. - № 2. - С. 24 - 27.

131. Трумбачев В.Ф., Славин О.К. Методика моделирования горных пород методами фотомеханики. - М.: Наука. - 1974. - 99 с.

132. Трупак Н.Г. Специальные способы проведения горных выработок. - М.: Недра. - 1976. - 376 с.

133. Трупак Н.Г. Цементация трещиноватых пород в горном деле. - М.: Металлургиздат. - 1956. - 420 с.

134. Трупак Н.Г., Логачев Н.Т., Олиференко А.А. О толщине тампо-нажных подушек// Шахтное строительство. - 1979. - № 11. - С. 16 - 20.

135. Фадеев А.Б. Метод конечных элементов в геомеханике: - М.: Недра. - 1987. - 221 с.

136. Филатов Н.А., Беляков В.Д., Иевлев Г.А. Фотоупругость в горной геомеханике. - М.: Недра. - 1975. - 184 с.

137. Филоненко-Бородич М.М. Об одной системе функций и её прило-

жениях в теории упругости// ПММ. - 1946. - т. X. - Вып.1.

138. Фомин Б.А. Исследование естественного напряжённого состояния массива пород с целью обоснования рациональной разработки железистых кварцитов КМА подземным способом/ Дисс. ... канд. техн. наук. - М.: МГИ. -1979. - 155 с.

139. Хесин Г.Л., Дмоховский А.В. Исследование методом фотоупругости напряженного состояния подземных сооружений в условиях первой и второй смешанной задачи теории упругости// Труды Гидропроекта. - М.: Недра. - 1970. - № 18. - С. 103 - 120.

140. Хомяков В.И. Зарубежный опыт закладки на рудниках. - М.: Недра. - 1984. - С. 38 - 40

141. Цытович Н.А. Механика грунтов. Полный курс. - М.: URSS. -2022. - 640 с.

142. Чайка Г.И. О расчёте сферической тампонажной подушки// Труды ВНИИОМШС «Исследования по шахтному строительству». - Харьков. -1968. - С. 80 - 85.

143. Чаповский Е. Г. Лабораторные работы по грунтоведению и механике грунтов. - М.: Недра. - 1975. - 304 с.

144. Шинкоренко С. Ф. Справочник по обогащению руд черных металлов. - М.: Недра. - 1980. - 527 с.

145. Шлыков М.П. Гидравлическая закладка на Верхнекамском месторождении калийных солей// Горный журнал. - 1975. - № 9. - С. 50 - 51.

146. Baz-Dresch, J.J. High Strength Backfilling at the Cannon Mine// Proceedings 3rd Western Conference on Precious Metals, Coal and Environment, SME-AIME, Sep. - 1987. - P. 8 - 10.

147. Dickhout, M.H. The Role and Behaviour of Fill in Mining// Jubilee Symposium on Mine Filling. Aus. IMM. Aug. - 1973. - P. 2 - 10.

148. Fredlund D.G., Rahardjo H. Soil Mechanics for Unsaturated Soils// John Wiley & Sons. Inc., NY. - 1993. - 517 p.

149. Knissel, W., and Helms, W. Strength of Cemented Rockfill from Wash-

ery Refuse, Results from Laboratory Investigations// Proceedings International Symposium on Mining with Backfill. - Lulea. - Sweden, Jun., 1983. - 7 - 9, P. 31

- 37.

150. Kuganathan K. Mine backfilling, backfill drainage and bulkhead construction// A safety-first approach. Australia's Mining Monthly. - February, 2001. -P. 58 - 63.

151. Menneking F. Die Bemessung gewollter Abschlubdamme// Ulukauf, 99 (1960), s. 1536 - 1539. 97 (1961). - S. 1551-1552.

152. Safety Bulletin No.55 (SB55), Western Australian Department of Mineral and Energy. URL: https://www.dmp.wa.gov.au/Documents/Safety/ MSH_SB_055.pdf.

153. SME Mining Engineering Handbook/ Howard L. - Sacramento. - California. - 1992. - 2394 p.

154. Soderberg, R.L., Corson, D.R. Support Capabilities of Pneumati-cally Stowed Materials// US Bureau of Mines. - Report of Investigations. - 1976, 8202.

- P. 34.

155. Stewart, R.M. Hydraulic Backfilling: A Fast, Inexpensive Means of Providing Ground Support In An Active Stope// Mining Engineering. - Vol. 10. -Apr., 1958. - P. 476 - 478.

156. Suveg, J. Sandfilling Methods in the Coeur d'Alene Mining District, Idaho// Intermountain Minerals Conference. - Vail, CO. - 1970. - P. 3 - 11.

157. URL: http://ru.midasuser.com/web/page.php?no=7

158. URL: http://ru.midasuser.com/web/page.php?no=7.

159. URL: http://www.news.metalweb.ru/news/news7982.html.

160. URL: http://www.rusnauka.com/6_PNI_2014/Stroitelstvo/4_160162 .doc.htm.

161. URL: https://helpiks.org/5-94087.html.

162. URL: https://www.waste.ru/modules/section/item.php?itemid=58.

163. Vernon Betts, Marlin Murphy. An Application for the Approval of a Material Alteration to the Eskay Creek Mine, Hemmera Resource Consultants Ltd.

& Homestake Canada Inc. March 6, 1997. www.eao.gov.bc.ca\PROJECT\mining.

164. Wilhelm, G.L., Gardner, E.D. Underground Mining Methods Handbook. - Sec. 3. - SME-AIME, New York. - 1982.

165. Zou D.H. An innovative technology for tailings treatment// Proc. Tailings and Mine Waste'97. - Fort Collins, Colorado. - Jan., 1997. - P. 633 - 642.

ПРИЛОЖЕНИЕ

УТВЕРЖДАЮ

тавный инженер

¥ат КГ*даруда»

Самофалов С.Л.

2022 г.

АКТ

об использовании результатов диссертационной работы Зинченко A.B. «ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МАССИВА ПОРОД И ИЗОЛИРУЮЩИХ ПЕРЕМЫЧЕК ПРИ ГИДРОЗАКЛАДКЕ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ В ВЫРАБОТАННОЕ ПРОСТРАНСТВО»

Настоящим актом подтверждаем, что результаты кандидатской диссертации Зинченко A.B. «Взаимодействие массива пород и изолирующих перемычек при гидрозакладке хвостов обогащения в выработанное пространство», выполненной на кафедре механики материалов ФГБОУ ВО «Тульский государственный университет», использованы на шахте им. Губкина при проведении проверочных расчётов с целью анализа напряжённо-деформированного состояния системы «массив закладки-перемычка-целик»:

1. Предложенные схемы размещения датчиков контроля напряжений и деформаций перемычек, датчиков норового и общего давлений в массиве гидрозакладки приняты при выполнении геомеханичеекого мониторинга состояния массива гидрозакладки и изолирующих перемычек на выработанных участках шахты им. Губкина.

2. Полученные в диссертации результаты численного моделирования показали удовлетворительное совпадение с результатами натурного мониторинга норового и общего давления в условиях шахты им. Губкина.

3. На примере перемычки, установленной на 2 ю.в.ш, шахты им. Губкина, определено её напряженно-деформированное состояние в зависимости от конфигурации вруба. Установлено, что проектная конфигурация вруба является наиболее рациональной и в изменении не нуждается.

Заместитель главного инженера -

начальник производственно-технического отдела