Геомеханический мониторинг и напряженно-деформированный анализ крепи сверхглубоких шахтных стволов
Геомеханический мониторинг и напряженно-деформированный анализ крепи сверхглубоких шахтных стволов
25.02.2024
Авторы: Плешко М.С., Панкратенко А.Н., Насонов А.А., Исаев А.С.
Опубликовано: EURASIAN MINING, 2023.
Аннотация: В настоящее время на руднике "Скалистый" в Норильском промышленном районе завершается строительство двух вертикальных стволов глубиной 2050 м в сложнейших горно-геологических и природно-климатических условиях. В публикации приведены сравнительные результаты геотехнического мониторинга и стадийного численного моделирования для нижнего участка скипо-клетевого ствола, направленные на выявление механизма изменения напряжений и деформаций в крепи и породном массиве, а также оценку эффективности используемых технологий и конструкций. Установлено, что до установки постоянной крепи в призабойной зоне ствола произошла существенная разгрузка массива пород. Измеренные нормальные и касательные напряжения в торкрет-бетонной крепи превысили расчетные значения, а в поперечном сечении ствола наблюдалась асимметрия напряжений. В постоянной крепи измеренные максимальные сжимающие напряжения оказались ниже расчетных, что подтверждает эффективность применения в данных условиях параллельной технологической схемы проходки. Таким образом, предложенные конструкции крепи и технология строительства сверхглубоких стволов являются оптимальными.
Currently Skalisty Mine in the Norilsk Region of Russia is finishing construction of two vertical shafts 2050 m deep in very difficult geological and climatic conditions. This study uses the geotechnical monitoring data on one shaft and the stage-wise numerical modeling results to reveal mechanisms of stresses in the shaft lining and to assess efficiency of technologies and designs in use. It was found that high stress relaxation took place in the region around the shaft before installation of permanent support. The measured normal and shear stresses in shotcrete lining exceeded the calculated values, and the asymmetry of the stresses was observed in the cross-section of the shaft. Regarding the permanent support, the measured maximal compressive stresses were lower than the calculation. The analysis confirms the ultra deep shaft stability. The assumed designs and technologies for the ultra deep shaft construction are optimal.