close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Расчёт необходимых параметров ледопородного ограждения в замковой части.

код для вставкиСкачать
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
УДК 624.191.5:622.253.3:622.281.65-036.7
Н.С. Булычѐв, д-р техн. наук, проф. (Россия, Тула, ТулГУ),
Д.С. Комаров, асп. ТулГУ, (4872)-443457, denkom87@mail.ru
(Россия, Тула, ТулГУ),
С.Б. Лукашин, асп. ТулГУ, stanislav-87@yandex.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
РАСЧЁТ НЕОБХОДИМЫХ ПАРАМЕТРОВ ЛЕДОПОРОДНОГО
ОГРАЖДЕНИЯ В ЗАМКОВОЙ ЧАСТИ
Проведѐн анализ геологических особенностей строения лицензионного участка. Рассмотрены принципы расчѐта ледопородноо ограждения для надсоляных пород.
Сделан вывод о сроках создания необходимого по мощности ледопородного ограждения в замковой части.
Ключевые слова: верхнекамское месторождение, ствол, каменная соль, реология, толща, замораживание.
Предметом данной работы является расчѐт крепи стволов рудника
на Палашерском и Балахоцевском участках Верхнекамского месторождения. В административном отношении лицензионных участок расположен в
Усольском муниципальном районе и на территории, подчинѐнной г. Березники, в 15 км на юг от данного города (рис. 1.).
В качестве исходных данных являются геологические разрезы контрольных скважин 107Г-1 и 107Г-2, стволов КС и СС соответственно
(рис.2). Сами стволы непосредственно пройдены в породах, принадлежащих Палашерскому участку Верхнекамского месторождениях. Так как
стволы находятся в непосредственной близости и принадлежат одинаковым геологическим формациям, то можно утверждать, что условия проходки стволов должны быть полностью идентичными. Надстилающие породы имеют мощность 269,27 и 273,20 м соответственно. В надстилающих
породах можно выделить четыре формации пластов: четвертичные отложения(сложенные насыпным грунтом, глиной, супесью и суглинками); пестроцветная толща (сложенная алевролитом, аргиллитом, песчаником и
54
Науки о Земле
известняком); терригенно-карбонатная толща ( сложенная породами, идентичными с пестроцваетной толщей, только с различающимися физическими свойствами, ввиду большей глубины залегания) и соляно-мергельная
толща ( сложенная глинисто-гипсовыми породами, мергелем и известняком).
Рис. 1. Схема расположения скважин на лицензионном участке
Так же стоит сказать несколько слов о водоносности пород. Водоносность покрывающих пород изменчива как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. Верхний пласт каменной соли переходной пачки (нижняя часть соляно-мергельной толщи) является практически
водоупорном, предохраняющий калийный рудник от затопления. Общий
приток из надсоляных пород в шахтный ствол может составлять
1000…1500 м3/сут. и более. Сами соляные породы непосредственно проявляют ярко выраженные реологические свойства, что прямым образом сказывается на выборе схемы возведения крепи стволов.
Усиление вязкопластических свойств пород возрастает с глубиной.
Так непосредственно в соляной толще можно выделить три крупные формации: первая, образованная каменной солью (встречается на глубинах от
270 до 315 м и на глубинах от 390 до 570м); вторая, образованная карналлитовой породой (встречается на глубинах от 315 до 370 м, с ярко выраженными включениями каменной соли) и третья формация, формация
красного сильвинита (встречается на глубинах от 370 до 390 м). Так же
55
Известия ТулГУ. Естественные науки. 2012. Вып. 1. Ч. 2
стоит упомянуть о полосчатом сильвините, формация которого не столь
значительна, по сравнению с тремя видами пород, приведѐнными выше.
Рис. 2. Схема расположения скважин на лицензионном участке
Следует упомянуть так же, что кроме калийного месторождения на
данном лицензионном участке присутствуют месторождения торфа, которые сейчас находится в законсервированном состоянии и месторождение
нефти им. Архангельского, разработку на котором ведѐт ОАО «ЛУКОЙЛ»
(рис. 3).
Все эти особенности дают нам возможность судить о геологическом
строении лицензионного участка и позволяют напрямую говорить о проблемах, с которыми мы можем столкнуться как на стадии проектирования,
так и на стадиях строительства и эксплуатации стволов. Ни в коем случае
нельзя забывать о вязкопластической модели взаимодействия солей с крепью проектируемых стволов. В такой ситуации давление на крепь может
стабилизироваться многие годы, так что изначально заложенные параметры крепи в конечном счѐте могут быть недостаточными для корректной
службы стволов на заданном интервале времени.
Следует учитывать эти и многие другие параметры и заложить возможные негативные воздействия с течением времени в текущие расчѐты.
56
Науки о Земле
Рис. 3. Схема расположения месторождения калийных солей
относительно месторождений нефти и торфа на лицензионном
участке
Возвращаемся к надсоляным породам. В качестве исходных данных
являются геологический разрез контрольно-стволовой скважины для скипового ствола. Стоит упомянуть, что в самой работе идѐт расчѐт двух
стволов - скипового и клетевого. Но, ввиду того, что по результатам замеров мощности надсоляных породных толщ примерно равны 269,27 и
273,20 м соответственно, стволы принадлежат к одинаковым формациям
пород и расположены в непосредственной близости друг от друга, то мы
можем утверждать, что условия и сроки замораживание двух вышеупомянутых стволов должны быть идентичны. После этого разбиваем надсоляные породы на 19 формаций, образованных породами с идентичными физико-механическими свойствами. Это сделано для того, чтобы не
рассматривать толщу по микроуровням, а сразу рассчитывать толщи, образованные несколькими микроуровнями, со схожими свойствами. После
этого мы производим расчѐт толщины ледопородного цилиндра в замковой части на глубине 269,27 м. Это связано с тем, что на данной глубине
57
Науки о Земле
q
,
(5)
(Q R) 24
где q- общая потребность холода для создания ледопородного ограждения
(кДж) ; Q -холодопередающая способность замораживающих колонок
(кДж); R- потери на компенсацию тепла, непрерывно притекающего к замороженным породам от окружающих пород (земной теплоприток).
6) Средняя температура в замковой плоскости (град. Цельсия):
π E
ln(2)
1
2
l
,
(6)
tcp.3
tcp
l
π E
2
ln(
)
2π r0
2l
где Е- толщина ледопородного ограждения в замковой части, м.
7) Средняя температура всего ледопородного ограждения (град.
Цельсия):
0,2l
t
t ( 0,32 0,8 dl
)
cp p
E .
(7)
Период активного замораживания составляет 237 дней при учѐте,
что хладоноситель поступает в систему при температуре порядка -450С.
Это обусловлено тем, что соляно-мергельной толще для замораживания
засолѐнных пород необходимы как можно более низкие температуры, а
применение данного хладоносителя не несѐт за собой дополнительных затрат по специальному оборудованию.
Z
Список литературы
1 Вялов С.С., Зарецкий Ю.К., Городецкий С.Э.Расчеты на прочность и ползучесть при искусственном замораживании грунтов. Л.: Стройиздат, Ленингр. отд., 1981. С. 270-315.
2 Вялов С.С., Разбегин В.Н. Реология мерзлых грунтов. М.: Стройиздат, 2000. С.115-200.
3 Кудряшов А.И.Верхнекамское месторождение солей: монография.
Пермь: ГИ УрО РАН, 2001. 290 с.
4 Разработка соляных месторождений: сборник статей конференции. Пермь: ВНИИИГ,1989. С. 50-89.
5 Соловьѐв В.А.Методическое руководство по ведению горных работ на рудниках верхнекамского калийного месторождения. УФ, ВНИИИГ, 1992. С. 43-92.
6 Технология разработки калийных месторождений, сборник статей
конференции. Пермь: ВНИИИГ,1991. С. 32-55.
7 Трупак Н.Г.Замораживание грунтов при сооружении вертикальных шахтных стволов. М.: Недра, 1983. 170 с.
59
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
18
Размер файла
1 592 Кб
Теги
замковой, ограждений, необходимо, расчёту, часть, параметры, ледопородного
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа