Вестник МГТУ. 2015, №2.

Вестник МГТУ, том 18, № 2, 2015 г. стр. 221-227 УДК 622.281.4:666.9.017 (470.21) Ю.Г. Смирнов, А.О. Орлов Системный мониторинг бетонной крепи на горнопромышленных предприятиях Хибин Yu.G. Smirnov, A.O. Orlov System monitoring of concrete lining for the mining companies of Khibiny Аннотация. В статье представлены результаты исследований прочностных характеристик монолитной бетонной и набрызгбетонной крепей неразрушающим методом, которые отражают эксплуатационное состояние выработок. Приведены сравнительная оценка прочности бетона в натурных и лабораторных условиях и геометрические параметры набрызгбетонной крепи. Abstract. The paper presents the research results on strength characteristics of monolith concrete and shotcrete supports with a non-destructive method, these characteristics reflect the operational state of the mine workings. The comparative assessment of the concrete strength under in-situ and laboratory conditions has been given. The geometrical parameters of the shotcrete support have been presented. Ключевые слова: рудник, вертикальный ствол, горная выработка, крепление, монолитная бетонная крепь, набрызгбетон, мониторинг, прочность, неразрушающий контроль Key words: mine, vertical shaft, mine working, support, monolith concrete support, shotcrete support, monitoring, strength, non-destructive control 1. Введение Хибинские месторождения апатит-нефелиновых руд отрабатывают горнодобывающие предприятия АО "Апатит" и СЗФК "Олений ручей" (работающий карьер и строящийся подземный рудник). Инженерно-геологические условия рассматриваемых месторождений характеризуются склонностью к проявлению горного давления в динамических формах вплоть до горных ударов. Характерные особенности Хибинского горного массива - отсутствие смещений на контуре горных выработок и действие сложного поля напряжений, обусловленного гравитационными и тектоническими силами. На контуре выработки концентрация сжимающих напряжений в 2-3 раза выше, чем в нетронутом массиве. В настоящее время совершенствуется технология крепления при строительстве горных выработок на данных предприятиях, повышается эффективность работы и производительность труда, в том числе и за счет внедрения новых конструкций крепи и средств механизации процесса крепления (Смирнов, Орлов, 2014). С начала 2000-х гг. на подземных рудниках АО "Апатит" широко применяются облегченные виды крепи, удельный вес которых в настоящее время составляет более 95 %. К ним относятся железобетонные штанги, набрызгбетон и комбинированная крепь (железобетонные штанги с набрызгбетоном). Основным видом крепления горных выработок является набрызгбетон, преимущества которого явились одной из весомых предпосылок для расширения области его применения (Запорожец и др., 2004). Ведение горных работ в ухудшающихся горно-геологических условиях требует обеспечения их безопасности, в связи с чем вопросы поддержания горных выработок и контроль за их состоянием в течение всего срока эксплуатации приобретают все большую актуальность. Организация мониторинга крепи горных выработок является одной из первоочередных практических задач. Основным нормативным документом, регламентирующим контроль прочности бетона, является ГОСТ 18105-86. В соответствии с ним при изготовлении монолитных конструкций статистический контроль прочности бетона должен вестись дважды: на заводе-изготовителе товарного бетона и на строительной площадке. Стандарт достаточно подробно регламентирует правила контроля прочности бетона. Требуемая (средняя) прочность бетона регулируется в зависимости от значения коэффициента вариации. В настоящее время в строительной индустрии, тоннелестроении и на горнодобывающих предприятиях приняты разрушающие способы контроля прочности бетона, к которым относится метод стандартных образцов. Пробы отбирают из одной партии непосредственно на рабочем месте. Образцы, изготовленные из бетонной смеси, испытывают через 28 суток. Прочность бетона в конструкциях может отличаться от прочности контрольных образцов-кубов. Таким образом, при осуществлении контроля 221