Исследование водопритока в горные выработки с анкерной крепью

Abstract

Район Западного Донбасса относится к одним из самых сложных по горно-геологическим условиям. В результате обводненности вмещающих пород происходит их размокание, потеря устойчивости контура выработки, обрушение приконтурных пород. Поэтому важно точно выполнить прогноз водопритока в выработку в конкретных гидрогеологических условиях и принять эффективные меры по предупреждению аварийных водопритоков. Для исследования процесса изменения полей напряжений, проницаемости и влажности вокруг выработки с рамной и анкерной крепью в различных гидрогеологических условиях использовался метод математического моделирования. Расчетные значения водопритока в выработку с рамной и анкерной крепью подтверждены шахтными наблюдениями. Показано, что анкерная крепь сдерживает развитие трещиноватости, вследствие чего размеры области фильтрации вокруг горной выработки уменьшаются, водоприток в выработку снижается. В отдельных случаях, когда обводненные породные слои находятся на достаточном расстоянии от контура выработки, водоприток в выработку предотвращается практически полностью. Поэтому анкерная крепь может быть использована как технологическое средство снижения водопритока в горные выработки.

Район Західного Донбасу відноситься до одного з найскладніших за гірничо- геологічними умовами. В результаті обводнення гірських порід відбувається їх розмокання, втрата стійкості контуру виробки, обвалення приконтурних порід. Тому важливо точно виконати прогноз водопритоку до виробки в конкретних гідрогеологічних умовах і вжити ефективних заходів щодо попередження аварійних водопритоков. Для дослідження процесу зміни полів напружень, проникності і вологості навколо виробки з рамним і анкерним кріпленням в різних гідрогеологічних умовах використовувався метод математичного моделювання. Розрахункові значення водопритоку у виробку з рамним і анкерним кріпленням підтверджені шахтними спостереженнями. Показано, що анкерне кріплення стримує розвиток тріщинуватості, внаслідок чого розміри області фільтрації навколо гірничої виробки зменшуються, водоприток у виробку знижується. В окремих випадках, коли обводнені породні шари знаходяться на достатній відстані від контуру виробки, водоприток у виробку відвертається практично повністю. Тому анкерне кріплення може бути використане як технологічний засіб зниження водопритоку в гірничі виробки.

The Western Donetsk Basin refers to one of the most complicated regions by its geological conditions. Due to the water intrusion the enclosing rocks get soaked, tunnel contour loose its stability, and edge rocks fall. Therefore, it is important to accurately forecast water inflow into the tunnel under the concrete hydrogeological conditions in order to undertake effective measures to prevent emergency water inflows. Changes in the stress fields, permeability and moisture around the tunnels with the frame and roof bolting under different hydrogeological conditions were studied by method of computer simulation. The calculated values of water inflow into the tunnels with the frame and roof bolting have been confirmed by underground observations. It is stated that the roof bolting suppresses further fracturing, hereupon the dimensions of the filtration domain decreases around the tunnel, and water inflow in the opening reduces. In some cases, when watered rock layers are at a sufficient distance from the tunnel contour, water inflow into the tunnel can be prevented almost completely. Therefore, the roof bolting can be used as a technological means for reducing water inflow into the mine tunnels.