WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 |

«Методические указания к выполнению курсового проекта “Тампонаж обводненных горных пород” для студентов специальности 7.090304 Утверждено на заседании Методического Совета ДГМИ ...»

-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования и науки Украины

Донбасский горно-металлургический институт

Кафедра “Строительство шахт и подземных сооружений”

Методические указания

к выполнению курсового проекта

“Тампонаж обводненных горных пород”

для студентов специальности 7.090304

Утверждено на заседании

Методического Совета ДГМИ

Протокол №от 2000г.

Алчевск 2000 УДК 622.257 Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине “Строительство подземных сооружений в сложных горногеологических условиях” (тампонаж крепких обводненных горных пород). Для студентов специальности 7.090304.

Сост.: Морозов А.Б., Касьянов В.А. - Алчевск: ДГМИ, 2000 г. с.

Приведены цели, задачи курсового проекта, методические указания и исходные данные по выполнению расчетно-пояснительной записки и графической части проекта.

Составители:

доц., к.т.н. А.Б.Морозов доц., к.т.н. В.А.Касьянов Ответственный за выпуск:

доц., к.т.н. Г.И.Гайко

ВВЕДЕНИЕ

Строительство подземных сооружений ведется в разнообразных горно-геологических условиях. Особую сложность представляет проведение горных выработок в обводненных породах, что связано со значительными затратами времени, труда и материальных средств. В таких условиях весьма важен вабор наиболее рациональной технологии сооружения горной выработки.

Технический прогресс в горном деле еще 15...20 лет назадвыдвинул на ведущие позиции методы тампонирования горных пород, которые позволяют оперативно, одновременно с подготовительными работами выполнить эффективную защиту выработок от притока подземных вод.

Цель курсовой работы: углубить и закрепить знания, полученные студентами при изучении курса "Строительство подземных сооружений в сложных горно-геологических условиях", и выработка навыков по их практическому использованию.

Студент должен:

знать - основные технологические методы позволяющие сооружать горные выработки в обводненных подах;

уметь - оценить конкретные горно-геологические условия, обосновать технологию тампонажа, рассчитать его основные параметры, выбрать необходимое оборудование и принять технологию проведения горной выработки в этих условиях.

Курсовой проект состоит из пояснительной записки в которой обосновываются принятые решения, приводятся необходимые для этого расчеты и графической части.

Пояснительная записка оформляется в соответствии с ГСТУ 3008Графическая часть работы выполняется в виде эскизов и чертежей, поясняющих отдельные этапы расчетов и выбор технологических решений по тампонажу и принятому оборудованиюнеобходимому для их реализации.

Проект выполняется на основании задания, выданного руководителем.

За принятые в проекте решения и правильность всех расчетов отвечает студент - автор курсового проекта.

1 ТЕХНИЧЕСКА ЧАСТЬ

1.1 Анализ горно-геологических условий на участке проведения работ по сооруженю ствола шахты и обоснование принятого специального способа.

Для проектирования тампонажных работ необходимо знать целый комплекс данных о характеристиках горных пород по каждому водоносному горизонту:

а) полную, открытую и эффективную пустотность;

б) коэффициенты проницаемости, сжимаемости и объемной упругости;

г) модуль Юнга, коэффициент Пуассона;

д) местонахождение трещин и карстовых пустот, их размеры;

е) коэффициент трещинной анизотропии;

ж) уровень подземных вод и их скорость.

Определение исходных характеристик тампонируемых горных пород базируется на данных удельного водопоглащения. В настоящее время разработан метод расходометрии. Возможно применение электроемкостного метода определения трещиноватости пород, разработанного на кафедре СШ и ПС ДГМИ.

Для курсового проектирования эти характеристики приведены в исходных данных, полученых на основе исследования горных пород (Приложение А).

При проектировании приняты следующие основные обозначения:

D - диаметр ствола в свету, м;

c E - толщина крепи, м;

Н - глубина начала водоносного горизонта, м;

h - мощность тампонируемых пород, м;

D0 - внутренний диаметр кольцевой тампонажной завесы, м;

D1 - диаметр зоны растрескивания пород, м;

D2 - внешний диаметр кольцевой тампонажной завесы, м;

PГ - гидростатическое давление подземных вод, МПа;

Q - прогнозируемый водоприток в ствол, м3/час;

rk = 0,1...0,4 м - радиус камуфлетной полости при взрыве 1 кг тротила.

k - коэффициент относительной работоспособности ВВ относительно тротила;

qВВ - масса заряда ВВ в оконтуривающем шпуре, кг;

rp - радиус зоны растрескивания породы от действия взрывных работ;

= 1,07...1,1 - коэффициент перебора породы;

= 1,25...1,35 - коэффициент перегрузки;

m = 0,6...0,7 - коэффициент условий работы;

- коэффициент пустотности горных пород;

U = 1,25...1,35 - коэффициент неравномерности распространения трещин и пустот в горных породах;

i = 1,3...1,5 - коэффициент потерь тампонажного раствора при нагнетании;

nТ. k. - коэффициент выхода тампонажного камня;

R П - предел прочности на одноосное сжатие зацементированных пород, МПа;

Р Н - давление нагнетания, МПа.

1.2 Выбор и обоснование технологической схемы тампонажа.





Выбор рациональной технологической схемы тампонажных работ зависит от горно-геологических условий проведения горной выработки:

а) числа, мощности и местонахождения водоносных горизонтов;

б) гидростатического напора и дебита каждого горизонта;

в) физико-механических свойств водоносных пород;

г) трудоемкости, стоимости тампонажных работ и затрат времени на их производство.

При цементации горных пород вокруг проходимого ствола выбор схемы производства работ с поверхности или из забоя ствола в каждом конкретном случае следует производить на основании техникоэкономических расчетов по методике проф. Н.Г. Трупака [2, с. 176...

178].

Тампонаж с поверхности по комплексному методу во всех случаях предусматривает раздельное нагнетание тампонажного раствора в каждый водоносный горизонт по одной из четырех технологических схем (рис.

1, [2, рис. 5.13]). Для их применения необходимо использование специальных технических средств - пакерующих устройств для перекрытия скважин в любом месте (рис. 2, [2, с. 192...197]).

Рисунок 1 - Технологичекские схемы нагнетания тампонажных растворов в водоносные горизонты через скважины, 1 - упорная шайба; 2 - резиновая манжета; 3 - шайба упора плашек; 4 - фиксирующие плашки; 5 - стопорный винт; 6 монтажный патрубок; 7 - направляющие планки; 8 - конус;

9 - накидная гайка; 10 - нижняя часть переходника; 11 верхняя часть переходника; 12 - тяга; 13 - головки тяг;

14 - подвижный фланец; 15 - труба; 16 - муфта Рисунок 2 - Принцип дейтсвия пакерующего устройтсва Технологические схемы создания водоизоляционных завес предусматривают нагнетание раствора одновременно в группу скважин или отдельно в каждую скважину. Групповое нагнетание применяют иногда при цементации из забоя, обычно в условиях равномерной трещиноватости горных пород при небольшой мощности изолирующей зоны. Наибольшее распространение получил способ нагнетания в отдельные скважины, позволяющий лучше регулировать и контролировать процесс тампонажа.

В горностроительной практике находят применение три технологические схемы нагнетания тампонажных растворов в скважину (рис. 3, [2, рис. 5.1] :

а) циркуляционная;

б) зажимная;

в) полуциркуляционная.

1 - нагнетательный трубопровод; 2 - тампронажная головка; 3 кондуктор скважины; 4 - манометр; 5 - отводящая труба; 6 запорный кран; 7 - водоупорные породы; 8 - колонна бурильных труб; 9 - водоносные породы Рисунок 3 - Технические схемы нагнетания тампонажных растворов 1.3 Расчет основных параметров тмпонажной завесы вокруг вертикального ствола через скважины, пробуренные с поверхности Расчет геометрических размеров изоляционной завесы (рис. 5, [2, рис. 6.1]) производится по методике Е.П. Калмыкова, в следующем порядке.

Рисунок 6 - Схема к опредлению зоны тампонирования Определяется внутренний диаметр кольцевой завесы по формуле:

где D1 - внутренний диаметр завесы;

D c - диаметр ствола в свету, м;

E - толщина крепи ствола, м;

p = 1,07...1,1 - коэффициент перебора пород.

Радиус зоны растрескивания горных пород при ведении взрывных работ определяется по формуле:

где k - коэффициент относительной работоспособности ВВ;

r = 0,1...0,4 м - радиус камуфлетной полости;

qВВ - масса заряда в оконтуривающем шпуре, кг.

Толщина кольцевой тампонажной завесы рассчитывается по зависимости:

где = 0,6...0,7 - коэффициент условий работы;

- предел прочности на одноосное сжатие зацементированных поRП род, МПа;

л = 1,25...1,35 - коэффициент перегрузк;

Р Г - максимальное гидростатическое давление подземных вод на тампонажную завесу, МПа.

Внешний диаметр кольцевой тампонажной завесы равен:

1.4 Расчет необходимого объема цементного раствора Для предотвращения прорывов боды в сооружаемый ствол через ядро незатампонированных водоносных горных пород необходимо устраивать в них сплошной цилиндр из затампонированных пород, внутри которого следует производитьпроходку ствола. Поэтому объем пустот в горных породах, подлежащих заполнению тампонажными материалами, определяется по следующей формуле:

где Н - мощность тампонируемого водоносного пласта горных пород, м;

- коэффициент пустотности горных пород, % от общего объема;

U = 1,25...1,35 - коэффициент неравномерности распространения трещин и пустот в горных породах.

Объем тампонажного раствора, необходимого для заполнения пустот в горных породах тампонируемого участка определяется по формуле:

где = 1,3...1,5 - коэффициент потерь тампонажного раствора при нагнетании;

nТ. k. - коэффициент выхода тампонажного камня (в частях от объема нагнетаемого тампонажного раствора) определяется по табл. 2.

Состав раствора Выход тамп.камня Срок схватывания Предел.прочн при Выбор схемы расположения и числа цементационных скважин определяется рядом горно-геологических, технологических и организационнотехнических факторов:

а) фильтрационными параметрами обводненного массива;

б) величиной радиусов распространения раствора;

в) давлением нагнетания;

г) составом и концентрацией раствора;

д) степенью совмещения цементационных и строительных работ на промплощадке ствола.

При сооружении вертикальных стволов с предварительной цементацией с поверхности, как правило, применяют схемы расположения цементационных скважин, показанные на рис. 6, [2, рис. 6.2]).

Рисунок 5 - Схемы расположения тампонажных скважин при Первую схему расположения цементационных скважин (рис.

5,а)применяют при горизонтальном, пологом и наклонном залегании водоносных трещиноватых горизонтах и сравнительно малых скоростях фильтрации подземных вод.

Вторую схему (рис. 5,б) применяют в тех же условиях, что и первую, но при значительной направленной фильтрации подземных вод. Дополнительный ряд скважин располагают на пути потока подземных вод.

Третью схему (рис. 5,в) применяют при цементации мелко- и тонкотрещиноватых водоносных пород.

Четвертая схема (рис. 6, г) наиболее целесообразна в трещиноватых горных породах с крутыми и вертикальными трещинами.

На основании практики цементационных работ в шахтном строительстве расстояние между цементационными скважинами (L ck ) принимают:

5...7 м - при преобладании в горных породах мелких и тонких трещин;



Pages:     || 2 |


Похожие работы:

«Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина УПИ И.П. Конакова КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА – КОМПАС Учебное электронное текстовое издание Подготовлено кафедрой Инженерная графика Научный редактор: канд. техн. наук Т.В. Мещанинова Методические указания к практическим занятиям по курсу Компьютерная графика для студентов всех специальностей металлургического факультета, обучающихся по программе бакалавриата....»

«Издания, отобранные экспертами для ЦНБ и институтов Екатеринбурга без библиотек УрО РАН (август 2013) Дата Институт Оценка Издательство Издание Эксперт ISBN Трыков, Ю. П., Гуревич, Л. М., Шморгун, В. Г. Титаностальные композиты и соединения : монография / Ю. Приобрести ISBN П. Трыков, Л. М. Гуревич, В. Г. Шморгун; М-во образования 31 Институт для Петрова Софья 978-5ВолгГТУ и науки Рос. Федерации, Волгогр. гос. техн. ун-т. - Волгоград : 8/9/ металлургии библиотеки Александровна 9948ВолгГТУ,...»

«Диагностика и профилактика отравлений сельскохозяйственной птицы: учебное пособие : [для вузов по специальностям 111100 Зоотехния и 111801 Ветеринария], 2012, 249 страниц, Борис Филиппович Бессарабов, Алексеева С.А., Клетикова Л.В., 5970420042, 9785970420041, ГЭОТАР-Медиа, 2012. Учебное пособие предназначено студентам высших учебных заведений, обучающихся по специальностям Ветеринария, Зоотехния. Опубликовано: 22nd July 2013 Диагностика и профилактика отравлений сельскохозяйственной птицы:...»

«Федеральное агентство по образованию Российской Федерации ГОУ ВПО УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ–УПИ М.А. Спиридонов Контрольные вопросы по курсу Физикохимия жидких металлов и сплавов Учебное электронное текстовое издание Подготовлено кафедрой Теория металлургических процессов Екатеринбург 2007 Спиридонов М.А. Контрольные вопросы Спиридонов, М.А. Контрольные вопросы по курсу Физикохимия жидких металлов и сплавов : Учебное электронное текстовое издание / М.А. Спиридонов. –...»

«Электронный учебно-методический комплекс Автор: Никитина Юлия Витальевна МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Конспект лекций Тестовые задания Методические указания к выполнению ЛПЗ Рабочая программа учебной дисциплины Вопросы к экзаменам Методические указания к организации самостоятельной работы студентов ГАОУ СПО Самарский металлургический колледж Самара 2013 Курс лекций: Материаловедение Электронный учебно-методический комплекс по учебной дисциплине Материаловедение подготовлен в рамках реализации Программы...»

«Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет УПИ И.С. Cангалова, В.Н. Невидимов, Н.Ю. Добрынина КИНЕТИКА ГОМОГЕННЫХ И ГЕТЕРОГЕННЫХ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ. ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ Учебное электронное текстовое издание Подготовлено кафедрой Теория металлургических процессов Научный редактор : доц., канд.техн.наук А.М. Панфилов Методические указания к лабораторным работам по курсу Физическая химия для студентов всех форм обучения металлургических...»

«База нормативной документации: www.complexdoc.ru КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ Институт по проектированию горнорудных предприятий ГИПРОРУДА Акционерное общество МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ ГОРНОДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ МЕТАЛЛУРГИИ С ПОДЗЕМНЫМ СПОСОБОМ РАЗРАБОТКИ (Приложение к ВНТП 13-2-93) Утверждены Комитетом Российской Федерации по металлургии (протокол от 27.01.93 № 1) по согласованию с Госгортехнадзором РФ (протокол от 13.12.92 №4) Санкт-Петербург...»

«Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет УПИ А.К. Штольц, А.И. Медведев, Л.В. Курбатов РЕНТГЕНОВСКИЙ ФАЗОВЫЙ АНАЛИЗ Учебное электронное текстовое издание Подготовлено кафедрами теоретической физики и прикладной математики и электрофизики Научный редактор: доц. канд. физ-мат. наук Л.В. Курбатов Методические указания к лабораторным работам по курсам Физика твердого тела, Материаловедение и Физические методы исследования материалов для...»

«Иркутский государственный технический университет Научно-техническая библиотека Автоматизированная система книгообеспеченности учебного процесса Рекомендуемая литература по учебной дисциплине Литейное производство цветных металлов № п/п Краткое библиографическое описание Электронный Гриф Полочный Кол-во экз. индекс 1) Воскобойников Виктор Григорьевич 669 126 экз. Общая металлургия : учеб. для вузов по направлению Металлургия / В. В76 Г. Воскобойников, В. А. Кудрин, А. М. Якушев. - Изд. 6-е,...»

«Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет УПИ А.А. Жуков РАБОЧАЯ ПРОГРАММА. ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ Учебное электронное текстовое издание Подготовлено кафедрой Теория металлургических процессов Рабочая программа, методические указания и контрольные задания по дисциплине физическая химия. Рекомендовано Методическим советом УГТУ-УПИ для студентов заочного обучения направления 150100 – Металлургия, специальности 150101 – Металлургия черных металлов,...»








 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.