Обоснование и разработка технологии анкер-инъекционного крепления капитальных выработок с использованием цементных растворов и сыпучего заполнителя. тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.22, доктор технических наук Майоров, Александр Евгеньевич

• Майоров, Александр Евгеньевич
• доктор технических наук
• 2012

Оглавление диссертации доктор технических наук Майоров, Александр Евгеньевич

Введение.

Глава

Общие положения.

1.1. Условия эксплуатации горных выработок на шахтах Кузбасса.

1.2. Необходимость применения специальных способов проведения и крепления горных выработок в сложных условиях.

1.3. Анализ конструкций анкеров, закрепляемых в скважине сыпучими материалами.

1.4. Анализ технологий комбинированного крепления на основе инъекционной цементации и анкеров.

1.5. Реология, седиментация и седиментационная устойчивость цементных растворов.

1.6. Физико-механические свойства зацементированной приконтурной зоны нарушенного массива.

Выводы, цель и задачи исследований.

Глава

Установление влияния локального дренажа жидкой фазы на процесс заполнения трещин цементным раствором при постоянном инъекционном давлении.

2.1. Исследование процесса фильтрационного течения цементного раствора в пространстве щели при изменении его массовой концентрации.

2.2. Исследование процесса структурирования частиц цемента при цементации одиночной трещины с отфильтровыванием жидкой фазы в конце потока.

2.3. Исследование процессов водоотдачи и отфильтровывания жидкой фазы цементных растворов.

2.4. Исследование процесса цементации трещин с локальным дренированием жидкой фазы раствора.

Выводы.

Глава

Установление факторов, влияющих на основные технологические параметры процесса цементации трещин при отфильтровывании жидкой фазы раствора через дренажные скважины.

3.1. Исследование проникающей способности цементных растворов с учетом формы твердых частиц.

3.2. Исследование течения суспензий в трещине с учетом седиментации частиц.

3.3. Распространение потока цементного раствора и приливов плотности между инъекционной и дренажной скважинами

3.4. Исследование влияния концентрации цементного раствора на процесс массопереноса твердой фазы.

Выводы.

Глава

Выявление процессов формирования втулки из сыпучего минерального заполнителя при механическом нагружении анкера в скважине.

4.1. Исследование процесса структурообразования в сыпучем материале при нагружении анкерной крепи.

4.2. Разработка модели работы анкерной крепи.

4.3. Расчет и выбор допустимых параметров закрепляемой части анкерной крепи.

Выводы.

Глава

Разработка анкеров, закрепляемых сыпучим минеральным заполнителем (песком) и установление их рациональных конструктивных параметров.

5.1. Разработка и исследование базовой конструкции анкера, закрепляемого в скважине сыпучим материалом.

5.2. Разработка жестких конструкций анкеров, закрепляемых в скважине сыпучим материалом.

5.3. Разработка гибких конструкций анкеров, закрепляемых в скважине сыпучим материалом.

Выводы.

Глава

Установление рациональных конструктивных и технологических параметров установки механизации процесса заполнения скважин различного расположения в пространстве сыпучим материалом (УЗА-СМ).

6.1. Обоснование и формулировка требований, предъявляемых к УЗА-СМ.

6.2. Схема и принцип работы УЗА-СМ.

6.3. Работа установки и технология возведения анкерной крепи

6.4. Исследование процесса заполнения скважины сыпучим материалом при помощи УЗА-СМ.

6.5. Последовательность расчета и выбора параметров УЗА

СМ.'.

Выводы.

Глава

Разработка технологии анкер-иньекционного крепления капитальных выработок с использованием цементных растворов и сыпучего заполнителя.

7.1. Разработка концепции и обоснование технологии анкер-инъекционного крепления капитальных горных выработок.

7.2. Разработка новых технических решений и способов анкер-инъекционного крепления капитальных горных выработок

7.3. Технология анкер-инъекционного крепления капитальных горных выработок.

7.4. Расчет и выбор параметров технологии анкер-инъекционного крепления капитальных горных выработок 220 Выводы.

Глава

Технико-экономическая эффективность и внедрение основных элементов технологии анкер-инъекционного крепления капитальных выработок с использованием цементных растворов и сыпучего заполнителя.

8.1. Технико-экономическая эффективность технических решений, разработанных на основе результатов исследований.

8.2. Внедрение способов цементационного упрочнения нарушенных горных пород при отфильтровывании жидкой фазы раствора.

8.3. Внедрение анкерного крепления с применением сыпучих материалов.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование и разработка технологии анкер-инъекционного крепления капитальных выработок с использованием цементных растворов и сыпучего заполнителя.»

Актуальность работы. В настоящее время происходит интенсификация подземной угледобычи, увеличение глубины ведения горных работ с усложнением горно-геологических и горнотехнических условий. На действующих шахтах России к благоприятным условиям подземной добычи угля отнесено менее 50% разведанных запасов. В Кузбассе, как ведущем угольном регионе и месте проведения исследований, до 60 % вмещающих пород непосредственной кровли относятся преимущественно к IV и V классам, т.е. ниже средней устойчивости и неустойчивые с прочностью на сжатие 10—45 МПа. Аварии и несчастные случаи при проведении и поддержании горных выработок в основном сопровождаются обрушением непосредственной кровли с остановкой работ.

При строительстве и эксплуатации угольных шахт в подобных условиях одной из главных проблем является обеспечение устойчивости выработок, которая в основном решается возведением крепи. Трудоемкость крепления выработок в проходческом цикле занимает 30-60%. Процесс крепления, особенно капитальных выработок, является одним из самых дорогостоящих. Возрастающие объемы проведения капитальных выработок в нарушенных породах требуют развития крепления с низкой материалоемкостью и трудоемкостью работ, позволяющего обеспечивать заданную устойчивость приконтурного массива.

Из эффективных средств повышения устойчивости нарушенных пород известно их инъекционное упрочнение и анкерование. При этом рационально применение доступных цементных растворов и минеральных заполнителей.

Несмотря на успехи и имеющийся положительный опыт цементации нарушенных горных пород достигаемая плотность и прочность массива не всегда обеспечивает требуемую несущую способность, ограничивая использование инъекционного упрочнения как способа крепления выработок.

Сложившееся положение обусловлено недостаточной изученностью 5 процессов формирования физико-механических и структурно-реологических характеристик цементного раствора, физических особенностей заполнения трещин в нарушенном массиве пород при отфильтровывании жидкой фазы.

В сложных условиях проходки применяют в основном более надежные беззамковые классы анкерной крепи. Работами ИГД СО РАН доказана перспектива использования для закрепления анкеров сыпучего минерального заполнителя (МЗ) - песка, за счет сил трения, сцепления и дилатансии. МЗ дёшев, термостоек, химически инертен. Анкеры, закрепляемые сыпучим минеральным заполнителем (АКМЗ) могут совместить функций временной крепи и конструктивных элементов комбинированной крепи, реализовать при работе распределенную нагрузку на контур скважины. Перспективна идея использования скважин с АКМЗ для нагнетания цементных растворов и дренажного сброса излишней для процесса гидратации жидкой фазы, исключающая дополнительные объемы бурения. При этом не проработаны аспекты формирования втулки из МЗ как несущей и фильтрующей среды, не обоснованы конструктивные и технологические параметры АКМЗ.

Известные способы комбинированного анкер-инъекционного крепления в основном рассматриваются как сочетание положительных признаков. Резерв развития заложен в получении нового качества -реализации процессов консолидации (совмещенное уплотнение, укрепление, сращивание), что позволит изменять физико-механические характеристики нарушенных пород и управлять состоянием приконтурного массива, используя его несущую способность.

Таким образом, для обеспечения устойчивости выработок и снижения материалоемкости при строительстве и эксплуатации угольных шахт актуально научное обоснование и разработка технологии анкер-инъекционного крепления с использованием цементных растворов и сыпучего заполнителя, рассматриваемой как единый процесс нагнетания, дренирования и анкерования при консолидации нарушенного массива пород.

Работа выполнена в рамках программы СО РАН «Научное и технологическое обеспечение социально-экономического развития Кемеровской области»; ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 г.г., КузГТУ; именного гранта Губернатора Кемеровской области для молодых ученых - кандидатов наук на проведение фундаментальных и прикладных исследований по приоритетным направлениям социально-экономического развития Кемеровской области, КемНЦ СО РАН, 2008 г.; государственного контракта №26-ОП-08, ИУУ СО РАН, 2008 г.; хоздоговорных тематик ИУУ СО РАН 1996-1998 г.г.

Цель работы. Обоснование и разработка технологии анкер-инъекционного крепления капитальных выработок с использованием цементных растворов и сыпучего заполнителя, обеспечивающего устойчивость контура и снижение материалоемкости при строительстве и эксплуатации угольных шахт.

Основная идея работы заключается в использовании закономерностей процесса цементации трещин с дренажем жидкой фазы раствора, совмещенного с работой анкеров, закрепляемых сыпучим заполнителем -песком, при обосновании и выборе конструктивных и технологических параметров анкер-инъекционногЪ крепления.

Задачи исследований:

- установить влияние дренажа жидкой фазы на процесс заполнения трещин цементным раствором;

- установить взаимосвязь основных технологических параметров процесса цементации трещин при отфильтровывании жидкой фазы раствора через дренажные скважины;

- выявить процессы формирования втулки из сыпучего минерального заполнителя при механическом нагружении анкера в скважине;

- разработать анкеры, закрепляемые сыпучим минеральным заполнителем и обосновать их конструктивные параметры;

- обосновать основные технологические параметры установки механизации процесса заполнения скважин сыпучим материалом - УЗА-СМ;

- разработать технологию анкер-инъекционного крепления капитальных выработок на основе цементации трещиноватых горных пород и анкеров с сыпучим минеральным заполнителем.

Методы исследований. В работе использован комплекс методов исследований, включающий научный анализ и обобщение теории и практики крепления горных выработок, эффективности разработанных способов и конструктивных элементов крепления, результатов их внедрения, метод анализа размерностей, статистическую обработку результатов экспериментов. В том числе, при решении задач использованы экспериментальные стендовые исследования фильтрации и отфильтровывания при плоском движении суспензии на различных моделях искусственной щели и методы электронной микроскопии - 1-2 задачи; оценка проникающей способности твердых частиц разной формы через щелевое пространство гравитационной решетки - 2 задача; нагружение сыпучих материалов в щелевом пространстве, графические и экспериментальные методы строительной механики и механики сыпучих сред - 3 задача; нагрузочные испытания анкерной крепи в искусственной скважине на разрывной машине - 4 задача; методы механики сплошных сред - 1-4 задачи; экспериментальные натурные исследования разработанных конструкций и технологий (нагрузочные испытания экспериментальных образцов крепи, хронометраж технологических циклов, регистрация сбоев, работы узлов и элементов конструкций на отказ), технико-экономический анализ эффективности разработанных элементов технологии анкер-инъекционного крепления - при решении 5 и 6 задач.

Объект исследования: технология комбинированного крепления, консолидирующего приконтурный массив трещиноватых пород при проведении и поддержании горных выработок угольных шахт.

Предмет исследования: технология анкер-инъекционного крепления 8 капитальных выработок с использованием цементных растворов и сыпучего заполнителя.

Научные положения, защищаемые автором:

- процесс заполнения трещин цементным раствором при постоянном инъекционном давлении и локальном отфильтровывании жидкой фазы происходит с неравномерной упаковкой и скоростью движения частиц, сопровождаясь скачком расхода, что описывается кубической зависимостью массового расхода по цементу от линейной плотности потока частиц цемента;

- массовые цементно-водное отношение а и расход раствора по цементу в процессе цементации трещин при отфильтровывании жидкой фазы через дренажные скважины связаны между собой параболической зависимостью с наличием максимума при значениях коэффициента формы частиц цемента от 0,4 до 0,65 и а от 0,5 до 2;

- втулка из сыпучего минерального заполнителя при механическом нагружении анкера зонально структурируется с образованием по поверхностям сдвига и эстафетной перекомпоновкой слоев распора, при этом зоны пластических деформаций на уровне и под головкой анкера распространяются на расстояние до 5 диаметров скважины, а полное вырождение структурных смещений происходит на расстоянии зоны от 5 до 20 диаметров скважины;

- разработанная конструкция анкера закрепляется в скважине сыпучим минеральным заполнителем за счет сил трения, сцепления и дилатансии при использовании песка фракцией (0,1-1,0)-10" м с содержанием глины до 4 % и влажностью 6%, величине кольцевого зазора между стенкой шпура и головкой анкера (1,0-1,5)-10"3 м, длине головки 45-10"3 м и ее угле заклинивания от 10° до 90°;

- основными параметрами УЗА-СМ, обеспечивающими качественное закрепление анкеров с высокой скоростью, являются производительность от

0,33 кг/с, коэффициент заполнения скважин сыпучим минеральным 9 заполнителем более 0,6, зависящий от показателя аэродинамического уплотнения от 25 кг-с/м4 и скорости вылета частиц от 5 до 30 м/с из сопла установки при его расстоянии до забойной зоны скважины 0,5-0,6 м;

- разработанная технология анкер-инъекционного крепления включает в себя комплекс решений по созданию сетки дополнительных дренажных скважин с установкой в них анкеров с сыпучим минеральным заполнителем, радиальному к оси дренажных скважин отфильтровыванию жидкой фазы с ее свободным сбросом, отфильтровыванию жидкой фазы при нагнетании раствора через инъекционные анкеры или скважины с анкерами, заполненными сыпучим минеральным заполнителем только на минимально необходимую для равнопрочного закрепления длину втулки.

Научная новизна работы заключается:

- в установлении влияния локального отфильтровывания жидкой фазы на процесс заполнения трещин цементным раствором при постоянном инъекционном давлении;

- в установлении зависимости массового цементно-водного отношения от расхода раствора по цементу в процессе цементации трещин при отфильтровывании жидкой фазы через дренажные скважины;

- в выявлении процессов зонального структурирования втулки из сыпучего минерального заполнителя при механическом нагружении конструкции анкера в скважине;

- в обосновании конструктивных параметров разработанных анкеров, закрепляемых сыпучим минеральным заполнителем (песком) применительно к исследуемой технологии анкер-инъекционного крепления;

- в обосновании основных технологических параметров установки УЗА-СМ, обеспечивающих качественное закрепление анкеров в скважинах различного расположения в пространстве с высокой скоростью и формирующих фильтрующую среду для цементных растворов;

- в разработке технологии анкер-инъекционного крепления капитальных горных выработок, включающей в себя комплекс научно

10 обоснованных решений по консолидации трещиноватых пород цементацией с дренированием жидкой фазы раствора через группы скважин с предварительно установленными анкерами и сыпучим минеральным заполнителем.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

- применением апробированных классических методов строительной механики и механики сыпучих сред, методов механики сплошных сред, теории подобия и математической статистики, методов электронной микроскопии;

- удовлетворительной сходимостью (расхождение не более 10 %) результатов аналитических, экспериментальных лабораторных, натурных исследований конструктивных и технологических характеристик элементов анкер-инъекционного крепления трещиноватых горных пород;

- положительными результатами опытно-промышленной проверки технологий инъекционного упрочнения массива горных пород с дренированием жидкой фазы раствора и основных несущих конструктивных элементов анкер-инъекционного крепления - АКМЗ и технологии их возведения при помощи УЗА-СМ в процессе проходки 4 экспериментальных участков выработок угольных шахт Кузбасса общей протяженностью 91м.

Личный вклад автора заключается:

- в анализе и обобщении результатов известных теоретических и экспериментальных исследований в области крепления горных выработок и упрочнения горных пород, постановке и выполнении задач данного исследования, в разработке методик и проведении экспериментальных исследований (часть в соавторстве), в обосновании, разработке и формулировке всех положений диссертационной работы;

- в установлении влияния дренажа жидкой фазы на процесс заполнения трещин цементным раствором; •

- в установлении зависимости массового цементно-водного отношения

11 от расхода раствора по цементу в процессе цементации трещин при отфильтровывании жидкой фазы через дренажные скважины;

- в выявлении процессов зонального структурирования втулки из сыпучего минерального заполнителя при механическом нагружении конструкции анкера в скважине;

- в обосновании конструктивных параметров разработанных анкеров, закрепляемых сыпучим минеральным заполнителем (песком) применительно к исследуемой технологии анкер-инъекционного крепления;

- в обосновании основных технологических параметров установки УЗА-СМ, обеспечивающих качественное заполнение скважин сыпучим минеральным заполнителем для закрепления АКМЗ и формирования фильтрующей среды цементных растворов, в разработке конструкции рукояти управления;

- в разработке технологии анкер-инъекционного крепления капитальных выработок на основе цементации трещиноватых горных пород и анкеров с сыпучим минеральным заполнителем.

Научное значение работы заключается в установлении закономерностей процесса фильтрационного течения нестабильных цементных растворов, совмещенного с работой АКМЗ при упрочнении горных пород с одновременным отфильтровыванием жидкой фазы раствора через сыпучий материал дренажных скважин; в выявлении рациональных параметров процесса упрочнения нарушенных пород и обосновании на их основе технологии анкер-инъекционного крепления капитальных горных выработок, обеспечивающих консолидацию приконтурного массива.

Практическое значение работы. Применение разработанных конструкций и способов, созданных рекомендаций, методик исследований и расчетов основных параметров анкер-инъекционного крепления капитальных горных выработок позволяет в дальнейшем управлять состоянием массива горных пород, повысить качество цементации и устойчивость контура, снизить материалоемкость и стоимость крепления.

Реализация работы. Основные положения диссертационной работы вошли в РД (Методические указания по технологии консолидации нарушенных приконтурных пород горных выработок инъекционной цементацией и анкерами с сыпучим минеральным заполнителем / КемНЦ СО РАН, КузГТУ, ИУ СО РАН, ООО «ППЦ Кузниишахтострой». - Кемерово, 2011.-41 е.). Разработанные последовательности расчетов, рекомендации по условию применения и выбору рациональных параметров, результаты стендовых и шахтных испытаний, технические решения, использованы для разработки технической документации и паспортов крепления горных выработок. Основные элементы технологии анкер-инъекционного крепления прошли стендовые и предварительные натурные испытания на 4 экспериментальных участках горных выработок шахт «Комсомолец» ОАО «Ленинскуголь» и «Краснокаменская» ПО «Прокопьевскуголь» общей протяженностью 91 м. Результаты исследований в области фильтрации цементных растворов и разработанная научно-методическая база использованы в Шаньдунском научно-техническом университете (г. Циндао, Китай) при проведении исследований, разработке и проектировании новых технологий крепления выработок угольных шахт.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены на международной научно-практической конференции

Наукоемкие технологии угледобычи и углепереработки» 1998 г. (ИУУ СО

РАН, КузГТУ, Кемерово); международной научно-практической конференции «Перспективы развития горнодобывающей промышленности»

1999 г. (КузГТУ, Кемерово); международной конференции «Проблемы и перспективы развития горных наук» 2006 г. (ИГД СО РАН, Новосибирск);

Китайско-Российской международной конференции «Проблемы подземного и надземного строительства» 2008 г. (Шаньдуньский научно-технический университет, г. Циндао, Китай); конференции «Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды» (с участием иностранных ученых)

2008 г. (ИГД СО РАН, Новосибирск); международной научно-практической

13 конференции «Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов» 2008 г. (СибГИУ, Новокузнецк); научно-практической конференции «Управление механическими процессами дезинтеграции, инъекционного ' уплотнения и переработки горных пород» 2009 г. (КузГТУ, Кемерово); VIII международной научно-практической конференции «Безопасность жизнедеятельности предприятий в промышленно развитых регионах» 2009 г. (КузГТУ, Кемерово); VI Российско - Китайском симпозиуме «Строительство и эксплуатация угольных шахт и городских подземных сооружений» 2010 г. (КузГТУ и Шаньдунский научно-технический университет, Кемерово); XIII международной научно-практической конференции «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири», СИБРЕСУРС-2010 (КузГТУ, Кемерово); ежегодных научных конференциях студентов, аспирантов и преподавателей КузГТУ 2004-2010 гг. (Кемерово), научных симпозиумах «Неделя горняка» - 2007, 2009, 2010 г.г. (МГГУ, Москва); международных научно-практических конференциях «Энергетическая безопасность России. Новые подходы к развитию угольной промышленности», Экспо-Уголь 2010, 2011.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 40 научных работ, в том числе 9 публикаций в периодических изданиях из перечня ВАК РФ, 11 патентов на изобретения РФ и 1 монография.

Объём и структура диссертации. Состоит из введения, 8 глав и заключения, изложенных на 294 страницах, содержит 83 рисунка, 23 таблицы, список литературных источников из 212 наименований, 3 приложения.

Заключение диссертации по теме «Геотехнология(подземная, открытая и строительная)», Майоров, Александр Евгеньевич

Выводы

1. Разработана технология анкер-инъекционного крепления, включающая в себя следующие отличительные признаки комплекса решений по: созданию сетки дополнительных дренажных скважин с установкой в них анкеров с сыпучим минеральным заполнителем, радиальному к оси дренажных скважин отфильтровыванию жидкой фазы с ее свободным сбросом, отфильтровыванию жидкой фазы при нагнетании раствора через инъекционные анкеры или скважины с анкерами, заполненными сыпучим минеральным заполнителем только на минимально необходимую для равнопрочного закрепления длину втулки.

2. Технология рассмотрена как единый процесс консолидации нарушенных пород, обеспечивая устойчивость и снижение материалоемкости при строительстве и эксплуатации капитальных горных выработок.

3. За период эксплуатации выработок смещения и нагрузки по данным замерных станций не превысили допустимых. Проведенные испытания основных элементов анкер-инъекционного крепления подтвердили эффективность технологии и расширение области применения цементации и анкерного крепления на указанные условия. Перспективность и расширение области применения консолидирующих нарушенный массив систем крепления очевидны вследствие их высокой надежности и низкой материалоемкости, что особенно важно при проведении капитальных выработок и выработок с длительным сроком службы, проведении и поддержании горных выработок в сложных горно-геологических и горнотехнических условиях.

4. Эффективность технологии анкер-инъекционного крепления капитальных горных выработок с использованием цементных растворов и сыпучего минерального заполнителя подтверждена положительными результатами натурных испытаний при внедрении основных элементов на 4 участках угольных шахт Кузбасса общей протяженностью 91 м. При этом способы цементационного упрочнения нарушенных пород с дренажем жидкой фазы раствора позволяют уменьшить толщину зоны упрочнения в 1,5 раза вследствие повышения плотности заполнения трещин цементным материалом и увеличения прочности приконтурного массива. Общий экономический эффект от внедрения разработок на 4 участках угольных шахт Кузбасса составляет около 2,56 млн. рублей в ценах 2007 г., а косвенный эффект - в расширении области применения комбинированного крепления.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе изложены научно обоснованные технические и технологические решения по креплению капитальных выработок, консолидирующему трещиноватые породы цементацией с дренированием жидкой фазы раствора через скважины с предварительно установленными анкерами и сыпучим минеральным заполнителем, обеспечивая устойчивость контура и снижение материалоемкости при строительстве и эксплуатации шахт, что вносит значительный вклад в развитие угольной отрасли страны.

Основные научные результаты, выводы и рекомендации:

1. В настоящее время происходит интенсификация подземной угледобычи, увеличение глубины ведения горных работ с усложнением горно-геологических и горнотехнических условий. Трудоемкость крепления выработок в проходческом цикле занимает 30-60%. Возрастающие объемы проходки в подобных условиях требуют особого подхода к креплению и поддержанию, обеспечивающих устойчивость и снижение материалоемкости при строительстве и эксплуатации угольных шахт. При этом применение перспективной технологии анкер-инъекционного крепления капитальных выработок с использованием цементных растворов и сыпучего заполнителя сдерживается ввиду отсутствия обоснованных решений, учитывающих отфильтровывание жидкой фазы раствора в процессе консолидации нарушенного массива.

2. Установлено влияние локального отфильтровывания жидкой фазы на процесс заполнения трещин цементным раствором при постоянном инъекционном давлении. Процесс проявляется в виде неравномерной упаковки и скорости движения частиц по длине трещины, что описывается нелинейной зависимостью массового расхода по цементу (0т> кг/с) от линейной плотности потока частиц цемента (х, кг/м), влияя на качество цементации трещин. Указанную зависимость описывает полином £2т = -0,00018-х3 + 0,027-/ + 0,72-/. При этом показано, что отфильтровывание жидкой фазы раствора через сыпучий материал в любом случае переходит к варианту с образованием фильтрующей мембраны из цемента-песка со скоростью фильтрации менее 1 м/сутки. Минимум скорости фильтрации ограничен пропускной способностью упаковки частиц цемента в трещине. Остаточное массовое цементно-водное отношение раствора при дренировании жидкой фазы составляет не более 4,12. Наиболее эффективен режим нагнетания раствора с низким давлением не более 0,5 МПа без резких колебаний.

3. Установлена взаимосвязь массового цементно-водного отношения а от расхода раствора по цементу (Qm, кг/с) в процессе цементации трещин при отфильтровывании жидкой фазы раствора через дренажные скважины в виде параболической зависимости Qm = К^аг2 + Кг-а + К3 с наличием максимума. Для ПЦ М400 коэффициенты Кх = -114,20; К2 = 273,66; К3 = 0. Причем, при значениях коэффициента формы частиц цемента от 0,4 до 0,65 рациональный диапазон а составляет от 0,5 до 2, влияя тем самым на скорость потока, проникающую способность и радиус цементации.

4. Выявлено, что при механическом нагружении анкера втулка из сыпучего минерального заполнителя зонально структурируется в процессе стесненного сдвигово-ротационного относительного смещения частиц, инициирующего образование по поверхностям сдвига слоев распора с их эстафетной перекомпоновкой. При этом диссипация основной части осевых нагрузок силами трения и сцепления происходит в I и II зонах пластических деформаций на уровне и под головкой анкера на расстоянии до 5 диаметров скважины. Дальнейшее полное вырождение структурных смещений -сдвиговых деформаций с затуханием дилатансионных процессов, происходит в III зоне на расстоянии по длине втулки от 5 до 20 диаметров скважины. Уменьшение толщины слоев распора и рост их количества по длине скважины напрямую связан с уменьшением податливости АКМЗ и в основном зависит от геометрической формы головки анкера, плотности упаковки частиц МЗ и величины действующих нагрузок.

5. Разработана конструкция анкера АКМЗ, которая за счет сил трения, сцепления и дилатансии закрепляется в скважине сыпучим минеральным заполнителем при использовании песка фракцией (0,1-1,0) ТО"3 м с содержанием глины до 4 % и влажностью 6%, величине кольцевого зазора между стенкой шпура и головкой анкера (1,0—1,5)-10"3 м, длине головки л

45-10" м и ее угле заклинивания от 10° до 90° - соответственно, min и шах осевых смещений. При этом доказано, что при закреплении анкеров с указанными параметрами в приконтурном массиве горных пород минимально допустимая длина втулки из песка составляет 0,7 м.

6. Определены основные технологические параметры установки УЗАСМ, обеспечивающие качественное закрепление анкеров АКМЗ в скважинах различного расположения в пространстве с высокой скоростью. Установка камерного типа, эжекторно-нагнетательного принципа действия обеспечивает динамическую упаковку частиц МЗ с высокой плотностью турбулентным потоком воздушно-водяной смеси. При этом производительность составляет от 0,33 кг/с, коэффициент заполнения скважин сыпучим минеральным заполнителем более 0,6, зависящий от показателя аэродинамического уплотнения от 25 кг с/м4 и скорости вылета частиц от 5 до 30 м/с из сопла установки при его расстоянии до забойной зоны скважины 0,5-0,6 м. Высокая плотность упаковки частиц сыпучего минерального заполнителя в скважинах формирует фильтрующую среду для цементных растворов.

7. Разработана технология анкер-инъекционного крепления, включающая в себя комплекс решений по созданию сетки дополнительных дренажных скважин с установкой в них анкеров с сыпучим минеральным заполнителем, радиальному к оси дренажных скважин отфильтровыванию жидкой фазы с ее свободным сбросом, отфильтровыванию жидкой фазы при нагнетании раствора через инъекционные анкеры или скважины с анкерами, заполненными сыпучим минеральным заполнителем только на минимально необходимую для равнопрочного закрепления длину втулки. При этом технология рассмотрена как единый процесс консолидации нарушенных пород, обеспечивая устойчивость и снижение материалоемкости при строительстве и эксплуатации капитальных горных выработок.

8. Эффективность технологии анкер-инъекционного крепления капитальных горных выработок с использованием цементных растворов и сыпучего минерального заполнителя подтверждена положительными результатами натурных испытаний при внедрении основных элементов на 4 участках угольных шахт Кузбасса общей протяженностью 91 м. При этом способы цементационного упрочнения нарушенных пород с дренажем жидкой фазы раствора позволяют уменьшить толщину зоны упрочнения в 1,5 раза вследствие повышения плотности заполнения трещин цементным материалом и увеличения прочности приконтурного массива.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Майоров, Александр Евгеньевич, 2012 год

1. A.c. 768990, МКИ3 Е 21 D 1/16. Способ упрочнения горных пород / Г.И. Комаров, Е.Г. Дуда, Ю.В. Бурков, В.А. Хямяляйнен (РФ); № 2181552/22-03; заявл. 16.10.1975; опубл. 07.10.1980, Бюл. № 37. - 2 с. : ил.

2. A.c. 973852, МКИ3 Е 21 D 11/00. Способ упрочнения пород / М.П. Заборщик, H.H. Касьян, Е.И. Кольчик, А.Ф. Морозов (РФ); № 3227362/22-03; заявл. 29.12.1980; опубл. 15.11. 1982, Бюл. №42.-2 с.

3. A.c. 1046531, МКИ3 Е 21 D 21/00. Способ сооружения анкерной крепи / С.Б. Стажевский, Е.И. Шемякин, Н.Д. Юрьев, В.А. Коваленко, П.Т. Гайдин, В.Н. Власов (РФ); № 3407760/22-03; заявл. 11.03. 1982; опубл. 07.10. 1983, Бюл. № 37. -5с.: ил.

4. A.c. 1138511 МКИ4 Е 21 D 21/00. Способ закрепления несвязных пород / Ю.Б. Назаренко, Ю.Н. Куликов (РФ); № 3614435/22-03; заявл. 04.07.83; опубл. 07.02.85, Бюл. №5.-2 с.

5. Адамович, А.Н. Цементация оснований гидросооружений / А.Н. Адамович, Д.В. Колтунов. М.; Л.: Энергия, 1964.- 320 с.

6. Айтматов, И.Т. Тампонирование обводненных горных пород в шахтном строительстве / И.Т. Айтматов, Б.И. Кравцов, Б.Д. Половов. -М.: Недра, 1972.- 141 с.

7. Аллас, Э.Э. Укрепление оснований гидротехнических сооружений / Аллас Э.Э., Мещеряков А.Н.- М.: Энергия, 1966.- 115 с.

8. Баклашов, И.В. Механика подземных сооружений и конструкций крепей / И.В. Баклашов, Б.А. Картозия. М.: Недра, 1992. - 543 с.

9. Баклашое, И.В. Механические процессы в породных массивах / И.В. Баклашов, Б.А. Картозия. -М.: Недра, 1986. 272 с.

10. Баренблатт, Г.И. Теория нестационарной фильтрации жидкости и газа / Г.И. Баренблатт, В.М. Ентов, В.М. Рыжик. М.: Недра, 1972. - 288 с.

11. Баренблатт, Г.И. Движение жидкостей и газов в природных пластах / Г.И. Баренблатт, В.М. Ентов, В.М. Рыжик. М.: Недра, 1984. - 211 с.

12. Барях, A.A. Исследование и расчет геомеханических параметров упрочнения горных пород скрепляющими составами: Автореф. дис. канд. техн. наук. JL, 1982. - 17 с.

13. Безрук В.М. Укрепление грунтов в дорожном и аэродромном строительстве. М.: Транспорт, 1992. - 320 с.

14. Беляев, В.Ф. Укрепление горных пород / В.Ф. Беляев, М.Е. Певзнер,

15. A.B. Пястолов и др. М.: Недра, 1973. - 97 с.

16. Бочко, Э.А. Упрочнение неустойчивых горных пород при бурении скважин / Бочко Э.А., Никитин ВА. М.: Недра, 1979. - 168 с.

17. Булатов, А.И. Совершенствование гидравлических методов цементирования скважин / Булатов А.И., Уханов Р.Ф. М.: Недра, 1978.-240 с.

18. Булычев, Н.С. Проектирование и расчет крепи капитальных выработок / Булычев Н.С., Фотиева H.H., Стрельцов Е.В. М.: Недра, 1986. - 287 с.

19. Бурков, Ю.В. Комбинированные инъекционные крепи / Ю.В. Бурков,

20. B.А. Хямяляйнен, Г.С. Франкевич. Кемерово, 1999. - 285 с.

21. Бурков, Ю.В. Направления совершенствования технологии инъекционного упрочнения пород вокруг выработок / Ю.В. Бурков,

22. B.А. Хямяляйнен, П.С. Сыркин // Шахтное строительство. 1989. - № 4.-С. 17-20.

23. Бурков, Ю.В. Обоснование и разработка технологии крепления капитальных выработок на основе инъекционного упрочнения горных пород: Автореф. дис. докт. техн. наук. Кемерово, 1998. - 34 с.

24. Быков, H.JT. Закономерности движения тампонажных растворов в процессе постановки изоляционных завес при сооружении капитальных горных выработок: Автореф. дис. канд. техн. наук. -Днепропетровск, 1984. 18 с.

25. Васильев, В.В. Технология физико-химического упрочнения горных пород / Васильев В.В., Левченко В.И. М.: Недра, 1991. - 267 с.

26. Васильев, В.В. Руководство по упрочнению неустойчивых горных пород и угля нагнетанием полиуретанового состава / В.В. Васильев, H.H. Томашев, В.И. Левченко и др. М.: ИГД им. Скочинского, 1988. -59 с.

27. Васючков, Ю.Ф. Повышение эффективности ведения горных работ с применением физико-химических способов упрочнения горного массива / Васючков Ю.Ф., Качак B.B. М.: ЦНИЭИуголь, 1986. - 36 с.

28. Вахрамеев, И.И. Теоретические основы тампонажа горных пород / И.И. Вахрамеев. М.: Недра, 1968. - 294 с.

29. Веригин, Н.И. Нагнетание вяжущих растворов в горные породы в целях повышения прочности и водонепроницаемости оснований гидротехнических сооружений // Изв. АН СССР, ОТН. 1952. - № 5.1. C. 674-687.

30. Витке, В. Радиус действия укрепления грунтов нагнетанием в трещиноватые скальные породы : Пер. № 78250 / 9/ВИНИТИ. М., 1968.

31. Волков, A.C. Тампонирование геологоразведочных скважин / Волков A.C., Тевзадзе Р.Н. М.: Недра, 1986. - 168 с.

32. Волков, H.H. Расчет комбинированной системы "крепь-оболочка" в выработках с заполнением закрепного пространства твердеющимиматериалами / Волков H.H., Александров А.Н. // Проведение, крепление и поддержание горных выработок: Сб. науч. тр. / ИГД им.

33. A.A. Скочинского. М., 1989. - С. 59-63.

34. Волоцкий Д.В. Основы глубинного укрепления грунтов земляного полотна автомобильных дорог. М.: Транспорт, 1978. - 120 с.

35. Воронков, Г.Я. Влияние среды на процессы деформирования и разрушения горных пород в условиях напряженного состояния // Науч. сообщ. ННЦ ГП ИГД им. А.А.Скочинского. - 2004. Вып. 328. - С. 19 -25.

36. Временная инструкция по расчету и применению анкерной крепи на шахтах Кузнецкого бассейна / КузНИУИ, Прокопьевск, 1996. 95 с.

37. Галъченко, 77.77. Выбор основных параметров предварительной цементации водоносных горных пород при сооружении вертикальных стволов: Автореф. дис. канд. техн. наук. -М., 1970. 18 с.

38. Герц, Е.В. Расчет пневмоприводов: Спр. пособ. / Е.В. Герц, Г.В. Крейнин. М.: Машиностроение, 1975. - 272 с.

39. Гидродинамическое взаимодействие частиц в суспензиях / Механика: Новое в зарубежной науке. Пер. с англ. М.: Мир, 1980. - 244 с.

40. Гончарук, П.П. Цементация горных пород при сооружении стволов шахт / П.П. Гончарук, A.A. Гуль, ЮТ. Клименко и др. М.: Недра, 1973.- 128 с.

41. Гольдштик, М.А. Процессы переноса в зернистом слое / М.А. Гольдштик; Институт теплофизики СО АН СССР. Новосибирск, 1984.- 163 с.

42. Давыдов, В.В. Химический способ укрепления горных пород / Давыдов

43. B.В., Белоусов Ю.И. М: Недра, 1977. - 228 с.

44. Дорман, Я. А. Специальные способы работ при строительстве метрополитенов. М.: Транспорт, 1981. - 302 с.

45. Дуда, Е.Г. Исследование процесса движения цементационных растворов при цементации трещиноватых и трещиновато-пористыхгорных пород: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М., 1976. - 27 с.

46. Дуда, Е.Г. Руководство по производству предварительной цементации горных пород при проходке вертикальных стволов шахт глубиной до 400 500 м (временное) / Е.Г. Дуда и др.; под общ. ред. Н.Г. Трупака.- Кемерово, КузНИИшахтострой, 1972. 172 с.

47. Евтушенко, В.В. Применение тампонажа закрепного пространства при проведении горных выработок повышает устойчивость крепи // Шахтное строительство. 1975. - № 6. - С. 23-24.

48. Ерофеев, JI.M. Повышение надежности крепи горных выработок. / JI.M. Ерофеев, JI.A. Мирошникова. М.: Недра, 1988. - 248 с.

49. Ерофеев, JI.M. Инструкция по проектированию крепей капитальных горных выработок для условий угольных шахт Кузбасса / Ерофеев JI.M., Мирошникова JI.A. Кемерово, 1978, - 42 с.

50. Жужиков, В.А. Фильтрование. Теория и практика разделения суспензий / В.А. Жужиков. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1980.-398 с.

51. Замесов, Н.Ф. Развитие интенсивных методов добычи руд на больших глубинах / Н.Ф. Замесов, И.И. Айнбиндер, Л.И. Бурцев и др.; под ред. Д.М. Бронникова. -М.: [б. и.], 1990.-233 с.

52. Заславский, И.Ю. Набрызгбетонная крепь / И.Ю. Заславский, A.B. Быков, В.Ф. Компанец. М.: Недра, 1986. - 198 с.

53. Заславский, И.Ю. Повышение устойчивости подготовительных выработок угольных шахт / И.Ю. Заславский, В.Ф. Компанец, А.Г. Файвишенко, В.М. Клещенков, М.: Недра, 1991. - 235 с.

54. Заславский, Ю.З. Инъекционное упрочнение горных пород / Ю.З. Заславский, Е.А. Лопухин, Е.Б. Дружко, И.В. Качан. М.: Недра, 1984.- 176 с.

55. Заславский, Ю.З. Новые виды крепи горных выработок / Ю.З. Заславский, Е.Б. Дружко. М.: Недра, 1989. - 256 с.

56. Зенков, Р.Л. Машины непрерывного транспорта / Р.Л. Зенков, И.И.

57. Ивашков, J1.H. Колобов: Учеб. пособ. для вузов по специальности «Подъемно-транспортные машины и оборудование». М.: Машиностроение, 1980. -304 с.

58. Иванченко, Ф.К. Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин / Иванченко Ф.К. и др.. Киев: Изд-во Объединение «Вища школа», 1975.-576 с.

59. Ивачев, JI.M. Промывка и тампонирование геологоразведочных скважин: Справ, пособие. М.: Недра, 1989. - 247 с.

60. Инструкция по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах России. ВНИМИ. С-Пб. - 2000.

61. Калмыков, Е.П. Борьба с внезапными прорывами воды в горные выработки. М.: Недра, 1973. - 239 с.

62. Камбефор, А. Инъекция грунтов / А. Камбефор; пер. с фр. Р.Б. Казаковой и В.Б. Хейфеца. М.: Энергия, 1971. - 190 с.

63. Картозия, Б.А. Строительство горных выработок в сложных горнотехнических условиях: Справочник / Б.А. Картозия, В.А. Пшеничный, И.Г. Косков и др.; Под ред. БА. Картозия. М.: Недра, 1992.-320 с.

64. Картозия, Б.А. Теоретические основы крепления горных выработок крепью регулируемого сопротивления / Б.А. Картозия, В.А. Пшеничный // Специальные способы строительства подземных сооружений и шахт. М.: Изд-во МГИ, 1984. - 600 с.

65. Картозия, Б.А. Шахтное и подземное строительство: в 2 т .: учебник для вузов / Б. А. Картозия, Б.И. Федунец, М.Н. Шуплик и др. М.: Изд-во МГГУ, 3-е изд., перераб. и доп., 2003. - 2 т. - 815 с. - 732 с.

66. Касьян, H.H. Шахтные испытания нового способа упрочнения горного массива / H.H. Касьян, О.Г. Худолей, В.И. Лысенко // Уголь Украины. -1995. -№ 2. -С. 15-18.

67. Качан, И.В. Исследование и совершенствование способа упрочнения пород с целью повышения устойчивости горных выработок: Автореф.дис.канд. техн. наук. Л., 1980. -16 с.

68. Кеттелер, X. Двухслойная крепь сопряжения Проспер 10 с выработками околоствольного двора // Глюкауф. 1980, - № 17. - С. 5 - 12.

69. Кипко, Э.Я. Исследование тампонажа трещиноватых горных пород при сооружении капитальных горных выработок: Автореф. дис. докт. техн. наук. М., 1973. - 28 с.

70. Кипко, Э.Я. Комплексный метод тампонажа при строительстве шахт / Э.Я. Кипко, Ю.А. Полозов, О.Ю. Лушникова, В.А. Лагунов. М.: Недра, 1984.-280 с.

71. Кипко, Э.Я. Тампонаж обводненных горных пород: Справочное пособие / Э.Я. Кипко, Ю.А. Полозов, О.Ю. Лушникова и др. М.: Недра, 1989.-318 с.

72. Комаров, Г.И. Исследование и совершенствование предварительной цементации водоносных горных пород при проходке шахтных стволов в ус~ловиях Кузбасса: Автореф. дис. канд. техн. наук. Кемерово, 1976.-22 с.

73. Кондратов, А.Б. Исследование метода повышения устойчивости выработок последующим тампонажем пород: Автореф. дис. канд. техн. наук.-Л., 1976.-20 с.

74. Кондратов, А.Б. Исследование и прогнозирование основных физико-механических свойств породного массива при его инъекционном упрочнении / А.Б. Кондратов, A.A. Барях // ФТПРПИ. 1981. - № 5. -С. 6- 14.

75. Корецкий, Б.А. Исследование и выбор оптимальных параметров и схем предварительной цементации пород при проходке стволов шахт в условиях Кузбасса: Автореф. дис. канд. техн. наук. Кемерово, 1970. - 23 с.

76. Коробкин, С.Г. Разработка технологических параметров способа предотвращения пучения почвы капитальных выработок разгрузкой иупрочнением пород: Автореф. дис. канд. техн. наук. -М., 1989. 13 с.

77. Косков, И.Г. Новые материалы и конструкции крепи горных выработок / И.Г. Косков. М.: Недра, 1987. - 196 с.

78. Красовицкий Ю.В., Жужиков В.А. II Химическая промышленность. -1964.-№8.-С. 60-61.

79. Кузьмин, Е.В. Упрочнение горных пород при подземной добыче руд. -М.: Недра, 1991.-253 с.

80. Куликов, Ю.Н. Основы проектирования тампонажных растворов // Строительство шахт, рудников и подземных сооружений: Межвуз. науч.-темат. сб. / Свердлов, горн, ин-т. 1982. - Вып. 6. - С. 83-88.

81. Лагунов, В.А. Исследование влияния деформационного поведения горного массива на процесс тампонажа трещиноватых горных пород: Автореф. дис. канд. техн. наук. Днепропетровск, 1980. -28 с.

82. Литвинский, Г.Г. Монолитная оболочка выработки из разгруженных и упрочненных пород // Шахтное строительство. 1981. - № 12. - С. 17 -20.

83. Литвин, А.З. Проходка стволов шахт специальными способами / Литвин А.З., Поляков Н.М. М: Недра, 1974. - 328 с.

84. Литовченко, В.Н. Предварительный тампонаж крупных карстовых пустот при сооружении вертикальных горных выработок на примере Добруджанского угольного месторождения НРБ: Автореф. дис. канд. техн. наук. Днепропетровск, 1984. - 19 с.

85. Логачев, Н. Т. Влияние потока воды в трещине на цементацию и размыв цементного осадка / Логачев Н.Т., Максимчук ЮА. // Шахтное строительство. 1985. - № 4. - С. 28-29.

86. Логачев, Н.Т. Исследование и совершенствование способа предварительной цементации водоносных пород при проходке шахтных стволов: Автореф. дис. канд. техн. наук. -М.: Недра, 1970. 18 с.

87. Ломизе, Г.М. Фильтрация в трещиноватых породах / Г.М. Ломизе. М.: Госэнергоиздат, 1951. - 127 с.

88. Лушникова, О.Ю. Контроль и управление процессами водоизоляции подземных сооружений при тампонажных работах: Автореф. дис. докт. техн. наук. М, - 1986. - 29 с.

89. Лушникова, О.Ю. Теоретические аспекты оценки эффективности протяженных противофильтрационных завес вокруг карьеров / О.Ю. Лушникова, Г.Ф. Шилин // Изв. вузов. Горный журнал. 1992. - № 2. -С. 14-18.

90. Малинин, А.Г. Обоснование параметров инъекционного упрочнения рыхлых (несвязных) пород скрепляющими составами: Автореф. дис. канд. техн. наук. Тула, 1986. - 17 с.

91. Майоров, А.Е. Консолидирующее крепление горных выработок / А.Е. Майоров, В.А. Хямяляйнен; науч. ред. В.А. Хямяляйнен; Сиб. отд-ние РАН, КемНЦ. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009. - 260 с.

92. Майоров, А.Е. Обоснование параметров анкерной крепи, закрепляемой сыпучим минеральным заполнителем: Дис. . канд. техн. наук : 05.15.02; Ин-т угля и углехимии СО РАН, Кемерово, 1998. - 179 с.

93. Максимов, А.П. Тампонаж горных пород / А.П. Максимов, В.В. Евтушенко. М.: Недра, 1978. - 180 с.

94. Малевич, И.П. Транспортировка и складирование порошкообразных строительных материалов / И.П. Малевич, В.С. Серяков, А.В. Мишин. М.: Стройиздат, 1984. - 184 с.

95. Малиновская, Т. А. Разделение суспензий в химической промышленности / Т.А. Малиновская. М.: Химия, 1983. - 264 с.

96. Мамонтов, Н.В. Борьба с подземными водами при проведении горных выработок / Н.В. Мамонтов, ЮА. Веселов, В.А. Рыбачук. Киев: Техника, 1988. - 152 с.

97. Машины и оборудование для угольных шахт. Справочник; под общ. ред. В.П. Герасимова и В.Н. Хорина. М.: Недра, 1979. - 416 с.

98. Методическое руководство по применению анкерной крепи на шахтах ЗАО УК «Южкузбассуголь». Новокузнецк: ОАО ОУК

99. Южкузбассуголь», 2005. 47с., ил.

100. Миликулов, АД. Методика расчета параметров тампонажной гидроизоляционной завесы коллекторных тоннелей // Строительство подземных сооружений и шахт. М.: МГИ, 1978. - С. 84-87.

101. Мищевич, В.И. Гидродинамические исследования поглощающих пластов и методы их изоляции. М.: Недра, 1972. - 288 с.

102. Мостков, В.М. Применение набрызгбетона при проведении горных выработок / В.М. Мостков, И.Л. Воллер. М.: Недра, 1968. - 127 с.

103. Мошев, В. В. Реологическое поведение концентрированных неньютоновских суспензий / В.В. Мошев, В.А. Иванов. М.: Наука, 1990.-87 с.

104. Наказная, Л.Г. Фильтрация жидкости и газа в трещиноватых коллекторах / Л.Г. Наказная. М.: Недра, 1972. - 179 с.

105. Насберг, В.М. Фильтрационные расчеты туннелей и шахт при наличии вокруг них цементации / Насберг В.М., Илюшин В.Ф. // Гидротехническое строительство. 1973. - № П. - С. 34-39.

106. Насонов, ИД. Технология строительства горных предприятий: Учеб. для вузов / Насонов И.Д., Шуплик М.Н., Ресин В.И. М.: Недра, 1990. -351 с.

107. Технология строительства подземных сооружений: Специальные способы строительства: учебник для вузов / И. Д. Насонов, В. И. Ресин, М. Н. Шуплик, В. А. Федюкин. М. : Издательство Академии горных наук, 3-е изд., перераб. и доп., 1998. 375 с.

108. Нигматулин, Р.И. Динамика многофазных сред / Р.И. Нигматулин. -М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. Ч. 1. 464 с.

109. Нигматулин, Р.И. Динамика многофазных сред / Р.И. Нигматулин. -М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. Ч. 2. — 360 с.

110. Отраслевая инструкция по применению металлических, сборных железобетонных анкеров и анкерных крепей в подготовительных выработках угольных и сланцевых шахт. М., 1973. - С. 70 - 71.

111. Панин, В.Е Структурные уровни деформации твердых тел / В.Е. Панин, В.А. Лихачев, Ю.В. Гриняев. Новосибирск: Наука, 1985. - 229 с.

112. Пат. 2094590 Российская Федерация, МПК6 Е 21 В 33/13. Способвибрационного цементирования обсадных труб в скважинах / A.B. Бакулин; заявитель и патентообладатель Бакулин A.B. № 92012958/03; заявл. 21.12.1992; опубл. 27.10.1997. - 6 е.: ил.

113. Пат. 2166636 Российская Федерация, МПК7 Е 21 D 21/00. Гибкий анкер / В.Е. Ануфриев, A.B. Ремезов, А.Е. Майоров; заявитель и патентообладатель Ин-т угля и углехимии СО РАН. № 97118201/03; заявл. 04.11.1997; опубл. 10.05.2001, Бюл. № 13. - 7 е.: ил.

114. Пат. 2320875 Российская Федерация, МПК Е 21 D 21/00. Способ крепления горных выработок и устройство для его осуществления / В.А. Хямяляйнен, А.Е. Майоров; заявитель и патентообладатель ГУ

115. КузГТУ. № 2006132158/03; заявл. 06.09.2006; опубл. 27.03.2008, Бюл. №9.-9 е.: ил.

116. Пат. 2321749 Российская Федерация, МПК Е 21 D 21/00. Анкер / В.А. Хямяляйнен, А.Е. Майоров; заявитель и патентообладатель ГУ КузГТУ. № 2006135582/03; заявл. 09.10.2006; опубл. 04.10.2008, Бюл. №10. - 6 е.: ил.

117. Пат. 2337241 Российская Федерация, МПК Е 21 D 11/00. Способ цементации трещиноватых горных пород / В.А.Хямяляйнен,

118. A.Е.Майоров; заявитель и патентообладатель ГУ КузГТУ. № • 2007108647/03; заявл. 07.03.2007; опубл. 27.10.2008, Бюл. № 30. - 6 е.:ил.

119. Пат. 2374450 Российская Федерация, МПК Е 21 D 21/00. Анкер / В.А. Хямяляйнен, А.Е. Майоров; заявитель и патентообладатель ГУ КузГТУ. -№ 2008142662/03; заявл. 27.10.2008; опубл. 27.11.2009, Бюл. №33.-8 е.: ил.

120. Пат. 2383739 Российская Федерация, МПК Е 21 D 21/00. Канатный анкер / В.А. Хямяляйнен, А.Е. Майоров, A.B. Майорова; заявитель и патентообладатель ГУ КузГТУ. № 2008142691/03; заявл. 27.10.2008; опубл. 10.03.2010, Бюл. № 7. - 10 е.: ил.

121. Пат. 2415270 Российская Федерация, МПК E21D21/00. Анкер / В.А. Хямяляйнен, А.Е. Майоров; заявитель и патентообладатель ГУ КузГТУ. № 2009138609; заявл. 19.10.2009; опубл. 27.03.211, Бюл. № 9.-7 е.: ил.

122. Першин, ВВ. Крепление сопряжений капитальных горных выработок /

123. B. В. Першин, В. А. Минин, А. Н. Садохин. Томск: Издательство ТГУ,1996.- 179 с.

124. Першин, B.B. Интенсификация строительства вертикальных стволов на угольных шахтах / В. В. Першин, А. Н. Садохин, В. М. Удовиченко. Томск : Издательство ТГУ, 1994. 161 с.

125. Полозов, Ю.А. Методика расчета параметров водоподавления в пористых породах // Шахтное строительство. 1989. - № 9. - С. 14 -16.

126. Пониматкин, П. У. О глубине и давлении укрепительной цементации в напорных туннелях // Гидротехническое строительство. 1971. - №6. -С. 12-16.

127. Пониматкин, П.У. О глубине цементации в напорных туннелях с тонкой обделкой // Гидротехническое строительство. 1973. - № 1. — С.19-23.

128. Попов, A.B. Разработка тампонажных растворов для водоизоляции капитальных горных выработок в сложных горно-геологических условиях: Автореф. дис. канд. техн. наук. Тула, 1984. -23 с.

129. Попов, И.В. Разработка технологии сооружения водоизоляционных завес в трещиновато-пористых горных породах при строительстве шахтных стволов: Автореф. дис. канд. техн. наук. Тула, 1984. - 22 с.

130. Развитие методов ведения взрывных работ на карьерах с учетом улучшения экологических условий: сб. ст. / АН СССР, Ин-т пробл. комплекс, освоения недр; под общ. ред. Д.М. Бронникова. М.: б. и., 1991.- 150 с.

131. Рац, М.В. Трещиноватость и свойства трещиноватых горных пород / М.В. Рац, С.Н. Чернышев. М.: Недра, 1970. - 160 с.

132. Ржаницин, Б.А. Химическое закрепление фундаментов в строительстве. М: - Стройиздат, 1986. - 264 с.

133. Ревуженко, А.Ф. Задачи механики сыпучих сред в горном деле / А.Ф. Ревуженко, С.Б. Стажевский, Е.И. Шемякин // ФТПРПИ. 1982. - №3. -С. 19-25.

134. Ревуженко, А.Ф. О структурно-дилатансионной прочности горных пород / А.Ф. Ревуженко, С.Б. Стажевский, Е.И. Шемякин. ДАН СССР. 1989. - Т.305, № 35. - С. 1077 - 1080.

135. Ревуженко, А.Ф. Механика сыпучей среды / А.Ф. Ревуженко. -Новосибирск: «Офсет», 2003. 373 с.

136. Ремезов, A.B. Анкерное крепление на шахтах Кузбасса и дальнейшее его развитие: учебное пособие / A.B. Ремезов, В.Г. Харитонов, В.П. Мазикин и др.. Кемерово: Кузбассвузиздат, 2005. - 471 с.

137. Ровинский, Л.А. Седиментация суспензий / Ровинский JT.A. М.: Компания Спутник+, 2003. - 55 с.

138. Руководство по применению крепей, использующих несущую способность упрочненного массива / МакИСИ. Макеевка, 1984. - 69 с.

139. Руководство по технологии крепления горных выработок с применением опалубки ОМП, основанной на использовании несущей способности горных пород / КузНИИшахтострой. Кемерово, 1989. -42 с.

140. Руппенейт, К.В. Расчет крепи шахтных стволов / К.В. Руппенейт и др.. М.: Изд-во АН СССР, 1962. - 120 с.

141. Саламатов, МА. Основные закономерности течения тампонажных растворов в трещиноватых горных породах // Изв. вузов. Горн, журн. -1975,-№8,-С. 25-30.

142. Семовский, В.Н. Штанговая крепь / Семовский В.Н. и др.. М.: Недра, 1965.-328 с.

143. Спиваковский, А.О. Гидравлический и пневматический транспорт на горных предприятиях / А.О. Спиваковский и др.. М.: Госгортехиздат, 1962.-251 с.

144. Спиваковский, А.О. Транспортные машины / А.О. Спиваковский, В.К. Дьячков. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1968. - 504 с.

145. Спичак, Ю.Н. Новая методика расчета процесса упрочнения и тампонажа обводненных, тектонических нарушений при ведении проходческих и очистных работ // Шахтное строительство. 1988. - № 10.-С. 18-20.

146. Справочник инженера шахтостроителя / Под редакцией В.В. Белого. -Т. 1 -М: Недра, 1983-433 с.

147. Справочник металлиста: В 5 т. Изд. 3-е, перераб.; под общ. ред. С.А. Чернавского и В.Ф. Рещикова. М.: Машиностроение, 1976. Т. 1. - 768 с.

148. Справочник по сооружению шахтных стволов специальными способами / В.В. Давыдов и др.; под общ. ред. Н.Г. Трупака. М.: Недра, 1980.-390 с.

149. Стрельцов, Е.В. Крепление горных выработок угольных шахт набрызгбетоном / Е.В. Стрельцов, Э.В. Казакевич, Д.И. Пономаренко. -М.: Недра, 1987.-237 с.

150. Сыркин, П. С. Разработка и обоснование технологии тампонажа горных пород цементацией при строительстве капитальных выработок: Автореф. дис. докт. техн. наук. Кемерово, 1996. - 35 с.

151. Технологические схемы комбинированного тампонирования для предупреждения и ликвидации аварийных ситуаций при проходке и эксплуатации горных выработок. Кемерово: КузНИИшахтострой, 2001.-94 с.

152. Технологические схемы предварительного тампонирования водоносных горных пород при сооружении вертикальных стволов шахт/ КузНИИшахтострой. Кемерово, 1979. - 77 с.

153. Технологические схемы упрочнения массивов горных пород цементацией при проведении капитальных горных выработок в зонах геологических нарушений / КузНИИшахтострой. Кемерово, 1980. -68с.

154. Титков, Н.И. Технология цементирования нефтяных скважин / Титков

155. Н.И., Дон Н.С. M.: Гостоптехиздат, i960. - 230 с.

156. Трайнис, В.В. Параметры и режимы гидравлического транспортирования углей по трубопроводам / В.В. Трайнис. М.: Наука, 1970.- 169 с.

157. Трупак, Н.Г. Цементация трещиноватых пород в горном деле / Н.Г. Трупак. -М.: Мегаллургиздат, 1956. -420 с.

158. Угляница, A.B. Цементация трещиноватых пород в условиях подготовительных горных выработок / А. В. Угляница, В. В. Першин. -Кемерово, 1998.-220с.

159. Фигиман, Г. Технология изготовления несущих элементов легких конструкционных бетонов: Дис. . д-ра техн. наук: 05.23.08; Технический университет Молдовы, 2006. 169 с.

160. Фортъе, А. Механика суспензий / А. Фортье; пер. с франц. М.: Мир, 1971.- 167 с.

161. Франкевич, Г. С. Крепление выработок в сложных горно-геологических условиях. М.: МГГУ, 1997. - 255 с.

162. Фрянов, В.Н. Обоснование параметров технологии подготовки и отработки мощных пологих пластов / Фрянов, Виктор Николаевич, Чубриков, Андрей Викторович. Новокузнецк: СибГИУ, 2002. - 216 с.

163. Фрянов, В.Н. Расчет геомеханических параметров сопряжений горных выработок / В. Н. Фрянов, Т. В. Петрова, В. Г. Лаврик, С. Р. Ногих. -Новокузнецк: СибГИУ, 1998. 157 с.

164. Хачикян, Г.Г. О величине давления укрепительной цементации в напорных туннелях гидротехнического строительства // Гидротехническое строительство. 1970. -№ 8. - С. 27-32

165. Хачикян, Г.Г. О глубине укрепительной цементации в напорных гидротехнических туннелях // Гидротехническое строительство. 1964. -№ 12.-С. 19-23.

166. Ходаков, Г. С. Реология суспензий. Теория фазового течения и ее экспериментальное обоснование // Российский химический журналжурн. Рос. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева). 2003. - Т. XLVII, № 2. -С. 33-44.

167. Ходаков, Г. С. Седиментационный анализ высокодисперсных систем / Г.С. Ходаков, Ю.П. Юдкин. М.: Химия, 1981. - 102 с.

168. Хямяляйнен, В.А. Моделирование процесса инъектирования цементных растворов в породный массив// ФТПРПИ. 1992. -№ 5.-С. 37-44.

169. Хямяляйнен, В.А. Управление процессом формирования цементационных завес вокруг капитальных горных выработок: Автореф. дис. докт. техн. наук. Кемерово, 1992. - 35 с.

170. Хямяляйнен, В.А. Формирование цементационных завес вокруг капитальных горных выработок / В.А. Хямяляйнен, Ю.В. Бурков, П.С. Сыркин. М.: Недра, 1994. - 400 с.

171. Хямяляйнен, В.А. Физико-химическое упрочнение пород при сооружении выработок / В.А. Хямяляйнен, В.И. Митраков, П.С. Сыркин. М.: Недра, 1996. - 352 с.

172. Хямяляйнен, В.А. Цементация слоистых пород / В.А. Хямяляйнен, A.B. Угляница. РАЕН; КузГТУ. Кемерово, 2000. - 218 с.

173. Черняк, ИД. Повышение устойчивости подготовительных выработок. -М.: Недра, 1993.-256 с.

174. Швец, В.Б. Усиление и реконструкция фундаментов / В.Б. Швец, В.И. Феклин, J1.K. Гинзбург. М.: Стройиздат, 1985. - 204 с.

175. Шемякин, Е.И. О прочности горного массива // Науч. сообщ. Науч. сообщ. ННЦ ГП ИГД им. А.А.Скочинского. - 2004. Вып. 328. - С. 8 -18.

176. Шемякин Е.И. Синтетическая теория прочности. Ч. 1 // Физическая мезомеханика. 1999. - Т.2. - № 2. - С. 63 - 69.

177. Шемякин Е.И. О сдвиговой прочности горных пород // Физическая мезомеханика. 2004. - Т.7. - № 6. - С. 5 - 10.

178. Широков, А.П. Расчет анкерной крепи для различных условий применения / Широков А.П., Лидер В.А., Писляков Б.Г. М.: Недра,1976.-208 с.

179. Широков, А.П. Справочник по анкерному креплению / Широков А.П. и др..-М.: Недра, 1991.- 185 с.

180. Шмидт, K.JI. Упрочнение вмещающих пород раствором и цементным молоком // Глюкауф. 1966. - № 1. - С. 1-9.

181. Шталь, Р. Упрочнение горных пород способом цементации // Глюкауф. 1963. -№ 20. - С. 21-26.

182. Шталь, Р. Цементация горных пород при проходке выработок на североамериканском руднике // Глюкауф. 1964. - № 14. - С. 31-39.

183. Штепа, A.B. Разработка параметров технологии и средств механизации возведения породобетонной крепи для условий слабых вмещающих пород: Автореф. дис. канд. техн. наук. Днепропетровск, 1983. - 18 с.

184. Штефе, Г. Опыт упрочнения горных пород // Глюкауф. 1969. - № 2. -С. 8-15.

185. Штумпф, Г.Г. Физико-технические свойства горных пород и углей Кузнецкого бассейна / Г.Г. Штумпф, Ю.А. Рыжков, В.А. Шаламанов, А.И. Петров: Справочник. М.: Недра, 1994. - 447 с.

186. Эристов B.C. Об обделках напорных туннелей с глубокой цементацией породы // Гидротехническое строительство. 1973. - № 7. - С. 28-32.

187. Эристов B.C., Мазур A.M. Подземные работы и улучшение скальных оснований плотин. -М: Энергия, 1966. 153 с.

188. Atzeni, Crillo. Model for the Thixotropic Behavior of Cement Pastes. Модель тиксотропного поведения цементного теста / Atzeni Crillo, Maseldda Lurgi, Sanna Ulrico. // Ind. and Eng. Chem. Prod. Res. and Dev.- 1986.-N3.-P. 499-504.

189. Busch К. Beitrag zur Lozung von Grundwasserstrom gangsprobleraen durch physikalisch annliche Modellversuche // Bergbautechnik. Leipzig. - 1968.- Helf 2.

190. Collepardi, M. The Influence of Admixtures on Concrete Rheological Properties. Влияние добавок на реологические свойства бетона // II

191. Cemento.- 1982.-N4.-P. 217-242.

192. Ii Gongyou. Desing and Application of Cement Grouting and Bolt Support System I I Mine Construction Technologi (China). 1996. - 4. - P. 45-48.

193. Graham, B. Wallis. Одномерные двухфазные течения / Пер. с англ. М.: Мир, 1972.-440 с.

194. Hogan, F.J. Evaluation for Durability and Strength Development of a Ground Granulated Blast Furnace Slag / F.J. Hogan, J.W. Meusel // Cements, Concrete and Aggregates. 1981. -V. 3. -N 1. - P. 40 - 52.

195. Kakuta, S. Evaluation of Viscosity of Cement Paste. Оценка вязкости цементного теста / S. Kakuta, Т. Akashi // Rev. 32nd Gen. Meet. Cem. Assoc. Jap. Techn. Sess., Tokyo, 1978, Synopses. Tokyo. - 1978. - P. 53 -54.

196. Kakuta, S. Evaluation of Viscosity of Fresh Concrete. Оценка вязкости бетонной смеси / S. Kakuta, M. Fujii, Т. Akashi // Rev. 33nd Gen. Meet. Cem. Assoc. Jap. Techn. Sess., Tokyo, 1979, Synopses. -Tokyo. 1979. -P. 129-131.

197. Kynch, G.J. Trans. Faraday Soc. 1952. - V. 48. C. 166 - 176.

198. Lane, R.O. Properties and Use of Fly Ash in Portland Cement Concrete / R.O. Lane, J.F. Best // Concrete International. 1982. - V. 4. - N 7. - P. 81 -92.

199. Lange W. und and. Die Aufhahme der hudraulischen Bohrlochcharakter-istik als mögliche Zuterprufmethode bei Felsinjektionen // Neue Bergbautechnik.-Leipzig.-1973 .-Helf 4.

200. Han Lijun, Ii Gongyou. Study on Support Test in Mining Roadway With Very Unstable Strata // Coal Science and Technology (China). 1997. - 2. -P. 22-26.

201. Liu, A.F. Stress intehsity factor for a corner flaw // Eng. Fract. Mech., V. 4 (19'12). -P. 175- 180.

202. Luthke J. und and. Erfahrungen mit der zirkulierenden Injektion Langer Bohrlochabschnitte aus ingenieurgeologischer Sicht // Neue Bergbautechnik. Leipzig. - 1973. - Helf 4.

203. Markkraf H. Die zirkulierende Injection langer Bohrlochabschnitte ein Behrag zur Leistungs-steigerang beim Herstellen von Dichtungsschleiern im Felsgestein// Neue Bergbautechnik. - Leipzig. - 1973. - Helf4.

204. Massazza, F. Rheological Problems Related to the use of Cement. Реологические проблемы цементных бетонов / F. Massazza, U. Costa // Cemento. 1982. - N 4. - P. 217 - 242.

205. Nash, W.R. Grouting in Underground Mine Construction // Mining Engineering. 1984. - 3. - P. 248-250.

206. Okada Kiyoshi. Fracture Process of Concrete' in Compression. Процесс разрушения бетона при сжатии / Okada Kiyoshi, Koyanagi Wataru, Rokugo Keitetsu. // Proc. 2nd Int. Conf. Mech. Behav. Mater. Boston, Mass., 1976. - S. 1. - P. 1358 - 1362.

207. Older, I. Rheological Properties of Cement Pastes. Реологические свойства цементного теста /1. Older, Т. Becker, В. Weiss // Cemento. 1978. - N 3. -P. 303 -310.

208. Rendchen, K. Einfluß Verschiedener Zemente auf das Fliebverhalten und die Stabiiitat von Zementsuspensionen. Влияние различных цементов на текучесть и стабильность цементных суспензий. // Betontechn. Вег. -1976.-S. 123 133. 1.218.

209. Reuter F. Injektionen zur Verbesserung von Baugrund und Bauwerk -eine Bewertung des gegenwartigen Entwicklangesstandes // Neue Bergbautechnik.-Leipzig.-1983 .-Helf 4.

210. Shirato M., Murase Т., Tokunaga A. e.a. // J. Chem. Eng. Japan. 1974. -V.7.-N3.-P. 229-231.

211. Zuber N. //Chem. Eng. Sei. 1964.-N 19.-P. 897-917.