Применение методов контроля прочности закладочного массива на Яковлевском руднике

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ ЗАКЛАДОЧНОГО МАССИВА НА ЯКОВЛЕВСКОМ РУДНИКЕ
© Рубчевский Ю. И. *
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», г. Санкт-Петербург
Яковлевское месторождение богатых железных руд отрабатывается комбинированной системой разработки, предусматривающей на первом этапе отработку слоев с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями. При этом для обеспечения безопасности ведения горных работ необходимо организовать оперативный контроль прочности закладочного массива. Для этого рассмотрены виды контроля прочности закладочного массива, обосновано применение неразрушающего метода контроля и приведены результаты прочностных испытаний при формировании закладочного массива на Яковлевском руднике.
Ключевые слова закладочный массив, градуировочная зависимость, неразрушающий контроль.
Яковлевское месторождение богатых железных руд, наряду с другими месторождениями КМА, уникально как по качеству железорудного сырья, так и по сложности горно-геологических и гидро-геологических условий.
Над рудным телом расположены два водоносных комплекса, в осадочном чехле и кристаллическом фундаменте, с напорами до 440 м. Наличие двух водоупоров препятствует воздействию большинства водонапорных горизонтов осадочного чехла на рудную залежь. Однако обеспечение безопасного ведения горных работ под нижнекаменноугольным водоносным горизонтом является одним из ключевых факторов производственной деятельности предприятия [1, 2].
Проходка горных выработок под неосушенными водоносными горизонтами сопоставима с ведением горных работ под водными объектами. Необходимость сохранения водозащитных свойств покрывающей рудной и породной толщи, а также соблюдение требований охраны труда и безопасного производства работ обуславливают высокие требования к качеству подготовительных, очистных и, как следствие, закладочных работ. Качество закладочных работ в первую очередь определяется прочностью закладочного массива, а также полнотой закладки.
Для этого необходим постоянный оперативный контроль прочности закладочного массива. В условиях Яковлевского рудника были испытаны методы неразрушающего (ультразвуковой метод) и повреждающего (метод ударного импульса) контроля для оценки их трудоемкости и эффективности [3−5].
* Аспирант кафедры Строительства горных предприятий и подземных сооружений.
160
НАУКА И СОВРЕМЕННОСТЬ — 2015
Для определения прочности образцов закладочного массива использовались следующие приборы: для неразрушающего ультразвукового метода -прибор Пульсар-2. 2- для повреждающего метода ударного импульса -Оникс-2.6.
Приборы регистрируют косвенные показатели прочности закладочного материала, поэтому для перехода от значений косвенных показателей на фактическую прочность закладки проведены испытания приборов в лабораторных и шахтных условиях, с последующим построением градуировочных зависимостей косвенного показателя от прочности закладочного материала. Для каждой марки прочности закладки (были рассмотрены марки закладочной смеси М100 и М40) проведено не менее 15 серий испытаний, включающих по 3 образца закладки одного возраста.
Для ультразвукового метода в качестве косвенного показателя прочности принимался показатель скорости распространения ультразвука при поверхностном прозвучивании. Для метода ударного импульса — поверхностная прочность образца после регистрации энергии удара, возникающей в момент соударения бойка с поверхностью закладочного материала и дальнейшее преобразование полученного импульса в прочность образца.
Градуировочную зависимость устанавливали в виде графика линейного вида, построенного по уравнению:
Ян = а0 + аН (1)
где Ян — прочность, закладочной смеси, МПа- Н — косвенный показатель- а0 и а1 — коэффициенты, определяемые расчетным путем, согласно ГОСТ 17 624–2012.
После построения градуировочной зависимости производили ее корректировку путем отбраковки единичных результатов испытаний. Проверка качества полученной градуировочной зависимости производилась по двум условиям: среднеквадратическое отклонение, величина которого должны составлять не более 15% и коэффициент корреляции, который должен укладываться в диапазон 0,7 & lt- R & lt- 1.
Универсальные градуировочные зависимости прочности закладочного материала построены на основании испытаний контрольных образцов в возрасте 90 суток для следующих марок закладочной смеси: М100 и М40. Общее количество испытаний — 61 серия образцов в количестве 183 шт. Результаты выполненных испытаний методом ультразвукового контроля представлены на рис. 1.
В результате проведенных исследований установлены градуировочные зависимости для ультразвукового метода контроля прочности:
— для образцов, отобранных из закладочного массива
Ян =-9,43 + 0,0063#,
(2)
Науки о Земле
161
Рис. 1. Зависимость скорости ультразвука от прочности закладочного массива: 1 — образцы, отобранные из закладочного массива- 2, 3 — контрольные образцы марки М100 и М40 соответсвенно, отобранные на поверхностном закладочном комплексе
— для контрольных образцов марки М100, отобранных на поверхностном закладочном комплексе
Ян =-5,11 + 0,0052#,
(3)
— для контрольных образцов марки М100, отобранных на поверх -для контрольных образцов марки М40, отобранных на поверхностном закладочном комплексе
Ян =-8,22 + 0,0049#, (4)
Одновременно с проведением ультразвуковых измерений производилась оценка прочности образцов закладочного материала методом ударного импульса. Полученные зависимости для двух марок закладочной смеси М100 и М40 имеют низкие коэффициенты корреляции, значения которых меньше 0,7 (для марки М100 — 0,2- для марки М40 — 0,61).
Анализ определения прочности закладочного массива позволяет сделать следующие выводы:
— метод ударного импульса показал низкие значения коэффициентов корреляции для закладочной смеси марки М100 и М40, в лабораторных условиях его величина соответственно составила 0,2 и 0,61
162
НАУКА И СОВРЕМЕННОСТЬ — 2015
и его практическое применение нецелесообразно из-за малой точности определения прочности закладочного массива-
— метод неразрушающего контроля (ультразвуковой метод) показал высокие значения коэффициентов корреляции для закладочной смеси марки М100 и М40, в лабораторных условиях его величина соответственно составила 0,89 и 0,79, а в шахтных условиях для закладочного массива коэффициент корреляции составил 0,94.
Таким образом ультразвуковой метод неразрушающего контроля является перспективным решением задачи по определению прочности закладочного массива в условиях Яковлевского рудника, обладающим достаточно высокой точностью, оперативностью и низкими затратами на эксплуатацию.
Практическое освоение ультразвукового метода контроля прочности закладочного массива позволит оперативно контролировать состояние закладочного массива для обеспечения безопасности ведения горных работ.
Список литературы:
1. Литвиненко В. С., Дашко Р. Э., Зубов В. П., Протосеня А. Г., Трушко В. Л. Разработка и внедрение экологически безопасных комбинированных технологий добычи и комплексной переработки руд, обеспечивающих ввод в эксплуатацию и освоение уникального Яковлевского месторождения богатых железных руд // Приложение к «Запискам Горного института». — СПб., 2007. -С. 1−23.
2. Трушко В. Л., Протосеня А. Г., Дашко Р. Э. Геомеханические и гидрогеологические проблемы освоения Яковлевского месторождения // Записки горного института. СПГГИ (ТУ). — СПб, 2010. — Т. 185. — С. 9−18.
3. ГОСТ 17 624–2012. Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности.
4. ГОСТ 10 180–2012. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.
5. ГОСТ 22 690–88. Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой