Специалистами Института геотехнической механики имени Н. С. Полякова HAH Украины, НИИОМШС, НТЦ «Подземиндустрия» Академии горных наук Украины и трестом «Донецкшах-топроходка» разработано «Руководство по геофизической диагностике состояния « крепь-породный массив» вертикальных стволов». Оно разработано в качестве дополнения к «Пособию по восстановлению крепи и армировки вертикальных стволов. РД 12.18.073-88». Документ регламентирует выполнение отдельных видов геофической диагностики при комплексном обследовании состояния закрепленных и незакрепленных участков вертикальных стволов. Применены методы диагностики: виброакустический, электрометрический, регистрация естественного электромагнитного излучения.

Виброакустическая диагностика

Виброакустическая диагностика крепи шахтных стволов позволяет дать сравнительную оценку состояния различных видов крепи на разных этапах эксплуатации в целях проведения ремонт-но-восстановительных работ, исследовать структурную нарушенность приконтурной зоны породного массива (наличие полостей внутри слоя или на границе слоя, скрытые трещины), оценить степень механического контакта (связи) крепи с окружающим массивом, скрытые дефекты материала и конструкции крепи и др. Применен виброакустический индикатор ИСК-1Ш, разработанный в НТЦ «Подземиндустрия» Академии горных наук Украины. Он обеспечивает ударное возбуждение контролируемой поверхности, регистрацию ее свободных колебаний с последующим специальным анализом. Частотный диапазон находится в пределах от 32 Гц до 16 кГц и разделен на 10 полос. Основными информативными параметрами является амплитуда колебаний, измеряемая в децибелах, а также длительность колебательного процесса, спектральный состав колебаний. Динамический диапазон регистрации возрастающей или снижающейся амплитуды 0-81 ДБ. Предварительно информативные параметры определяются на эталонных, заведомо ненарушенных участках крепи шахтного ствола.

Измерения проводят с подъемного сосуда или непосредственно в забое по круговым и осевым профилям. Шаг измерения применяют равным примерно 1 м. По данным измерения составляется отчет с указанием координат дефектов. Преимущества этого вида диагностики: оперативность, объективность и неразрушающий характер контроля.

Электрометрическая диагностика и аппаратура ШИИС-3

Электрометрическая диагностика основана на получении информации о состоянии закреп-ной приконтурной части массива путем профилирования по предварительно пробуренным шпурам, а также без их использования в случае свободного доступа к породному массиву. В качестве информативного параметра применяют удельное электросопротивление объемного участка породного массива между двумя электродами.

Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова HAH Украины разработал низкочастотную электрометрическую аппаратуру ШИИС-3 для оценки состояния вертикальных стволов.

Аппаратура позволяет оценивать нарушенность незакрепленной части ствола, приконтурной зоны породного массива, определять качество различных видов крепи. С помощью этой аппаратуры получают качественное распределение напряжений на сопряжениях шахтного ствола с горизонтальными выработками. По результатам исследований обосновывают технологию управления горным давлением.

Имеется опыт использования виброакустического метода при диагностике состояния крепи вертикальных шахтных стволов путем: обследования незакрепленных участков после буровзрывных работ, оценки качества крепления и выполнения тампонажа закрепленного пространства, сравнительной оценка состояния различных видов крепи на разных этапах эксплуатации ствола в целях проведения ремонтно-восстановительных работ.

Это достигается с помощью индикатора ИСК-1Ш, разработанного в научно-технологическом центре «Подземиндустрия» Академии горных наук Украины. Обследуют незакрепленные участки крепи после буровзрывных работ, оценивают состояние различных видов крепи на разных этапах эксплуатации ствола, при проведении работ по тампонажу. Результаты применения индикатора обеспечивают возможность рационального проведения ремонтных работ.

Пассивная электромагнитная диагностика. При этом методе регистрируют импульсное электромагнитное излучение, возникающее в результате образования новых поверхностей при микроразрушениях в породном массиве. Информативными параметрами являются:

- частота импульсов электромагнитного излучения при заданном пороге чувствительности, кГц,

- средняя амплитуда интенсивности излучения, регистрируемой совместно с фоном;

- спектральный состав излучения.

Акустическая локация подземного объекта. Всероссийским научно-исследовательским институтом геологических, геофизических и геохимических систем разработан метод и аппаратура акустической локации подземного объекта.

Назначение: исследование профиля, конфигурации, вертикальности и объемов стволов скважин большого диаметра, шахтных стволов, шурфо-скважин, создаваемых при геотехнических способах добычи полезных ископаемых, при строительстве подземных хранилищ и угольных шахт.

Аппаратура состоит из наземной компьютеризированной панели управления и регистрации и скважинного зонда диаметром 110 мм и длиной 2,5 м, соединенного с наземной панелью каротажным кабелем длиной до 7 км. По результатам измерений возможно:

- оценивать конфигурацию подземных объектов с азимутальной привязкой по 32 направлениям в горизонтальных плоскостях и по 16 - в вертикальных плоскостях;

- измерять поинтегральные и полные объемы с погрешностью 3-7 % в зависимости от сложности геометрии подземного объекта;

- детально исследовать рельеф стенок камер и скважин;

- определять участки скважин, имеющие отклонения диаметра от номинального;

- определять и отбраковывать участки скважин с недопустимыми отклонениями оси выработки от вертикали.

Предусмотрены автоматический и интенсивный режим наблюдения. Разработано методическое и метрологическое обеспечение.

Инструментальный контроль состояния крепи и армировки (профильная съемка и замер зазоров). Комплекс измерений определяется задачами обследования и включает установление вертикальных и радиальных деформаций, искривлений, срезов, смещений крепи, ее толщины и т.д.

Определение фактических износов конструктивных элементов эксплуатируемых жестких армировок. Величину утонения стенок расстрельных балок определяют методом толщинометрии. Толщинометрия проводится на каждом пятом ярусе жесткой армировки. Толщинометрия проводится ультразвуковыми толщиномерами типа УТ-91П, УТ-93П либо специальным механическим мерительным инструментом с точностью измерения 0,1 мм. На каждом проверяемом расстреле измерение проводят в трех точках: в каждой точке - три замера, за результат принимают среднеарифметическое значение.




Другие новости по теме: