WO2020046175A1 - Mine shaft construction method and shaft sinking machine - Google Patents

Mine shaft construction method and shaft sinking machine Download PDF

Info

Publication number
WO2020046175A1
WO2020046175A1 PCT/RU2019/000595 RU2019000595W WO2020046175A1 WO 2020046175 A1 WO2020046175 A1 WO 2020046175A1 RU 2019000595 W RU2019000595 W RU 2019000595W WO 2020046175 A1 WO2020046175 A1 WO 2020046175A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rock
walls
level
deformation
shaft
Prior art date
Application number
PCT/RU2019/000595
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Евгений Анатольевич АВЕРИН
Виктор Васильевич АНТИПОВ
Юрий Васильевич АНТИПОВ
Юрий Николаевич НАУМОВ
Анатолий Данилович СМЫЧНИК
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Скуратовский опытно-экспериментальный завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Скуратовский опытно-экспериментальный завод" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Скуратовский опытно-экспериментальный завод"
Priority to EP19854844.8A priority Critical patent/EP3845738A4/en
Publication of WO2020046175A1 publication Critical patent/WO2020046175A1/en

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D1/00Sinking shafts
    • E21D1/03Sinking shafts mechanically, e.g. by loading shovels or loading buckets, scraping devices, conveying screws
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D5/00Lining shafts; Linings therefor

Definitions

  • the group of inventions relates to the field of mining, namely to the technology of construction of vertical shaft shafts of mining enterprises and mining equipment for its implementation.
  • the smoothing of the function under the given conditions means the conditional stabilization of the convergence of the rock walls.
  • the lining does not necessarily immediately have the maximum bearing capacity for it, but on the contrary, as a rule, it takes some time to acquire the necessary strength. Similar processes, albeit to a lesser extent, are also characteristic of tubing lining, mainly due to the need to grout the tubing space. The nature and duration of the support acquired for its standard strength depends on the properties and type of support.
  • step-multi-layer support [Description of the utility model to the patent of the Russian Federation No 134216 from 04/23/2013, IPC E21D 1 1/00, E21D 5/00, publ. 10.1 01.2013, Bull. No. 31], which is successively applied to the fixed rock outcrops and to each other by layers of fixing material (concrete, reinforced concrete, spray concrete, polymers), the number and / or thickness of step layers being smaller in the direction of the bottom of the mine, and the number of layers is equal to the number - a beam of steps, with the length of each layer sequentially applied after the next bottom slaughter, equal to the length of the zone of the restraining influence of the bottom, and the length of the step in the layer is equal to the length of the next bottom slope.
  • fixing material concrete, reinforced concrete, spray concrete, polymers
  • this lining is a rather narrow scope. For example, under conditions of strong convergence of the rock walls, the layers closest to the bottom, having a small thickness, will deform, not having time to gain strength sufficient to counter the generated stresses. Thus, the area of application of the lining should be limited to relatively stable rocks at sites with well-known geology and well-developed technology for mining. In other conditions, the use of this technical solution is unsafe and reduces the reliability and durability of the shaft.
  • a known method of sinking vertical shaft shafts in- watery unstable rocks [Description of the invention to the patent of the Russian Federation N 2398967 from 07.23.2009, IPC E21D 1/00, E21D 1/12, publ. 07/10/2010, Bull. NQ 25], including freezing rocks and drilling and blasting operations, while drilling and blasting operations determine the position zone of the face with the maximum possible force of elastic waves acting on the freezing columns relative to the contact boundaries of two rocks with different physical and mechanical properties, after which rocks are destroyed in these zones in a mode that provides stresses in freezing columns created by elastic waves equal to or less than the maximum allowable value.
  • a known method of sinking deep shaft shafts in weak flooded rocks [Description of the invention to the USSR copyright certificate N 1126698 of 09/29/1983, IPC E21D 1/12, publ. 30.1 1.1984, Bull. NQ 44], which includes preliminary determination of the elastic and strength characteristics of rocks in a frozen state, artificial freezing of rocks to create a temporary ice-rock enclosure, penetration of the trunk by sunset and erection of lining, while the size of the ice-rock enclosure is controlled in such a way that it is drilled so that it did not exceed a predetermined limit value, depending on the thickness of the ice rock fencing, sunset, rock pressure, rheological parameters of the frozen rock mass and some technological features.
  • a permanent support is erected.
  • a known method of driving a shaft shaft [Description of the invention to the USSR copyright certificate Ns 1286774 from 08.20.1985, IPC E21D 1/00, E 1D 1/12, publ. 01/30/1987, Bull. Ns 4], including the formation of an ice-rock enclosure using freezing columns placed behind the trunk contour, a cyclic bottom hole by the entry value, installation of lining within the insertion after determining the moment of the beginning of the decrease in the bearing capacity of the ice-rock enclosure, which is determined using acoustic sensors - mats placed in pre-drilled holes in an ice-rock fence by observing the development of a plastic region in the ice-rock fence, and the moment of the beginning of the decline her ability ledoporodnogo fence determine how to achieve moments of the plastic zone freezing columns.
  • the disadvantage of this method is the narrow scope due to binding to the technology of freezing the massif, as well as the need for preliminary operations (drilling holes for placement of acoustic sensors), which reduces the productivity of work, as well as the availability of additional instruments and devices for conducting numerous measurements.
  • a known method of measuring the loading of a vertical trunk [Description of the invention to the USSR copyright certificate Ns 1288302 from 12.30.1984, IPC E21D 5/00, publ. 02/07/1987, Bull. Ne 5], which consists in assessing the difference in the intensity of deformations at the moment of tearing off the formwork and the end of concrete setting and comparing this value with an acceptable value.
  • the disadvantage of this method is the need for additional equipment for measurements.
  • the loading of the trunk is determined after fixing the workings, that is, there is no possibility of a quick response to emergency situations.
  • the method is applicable for mining operations at sites with well-known geology and proven mining technology.
  • a known method of constructing a vertical mine by drilling and blasting (Description of the invention to RF patent NQ 2493367 dated 07/06/2012, IPC E21D 1/03, publ. 09/20/2013, Bull. Ns 26], including drilling soil or rock using a drilling unit on a manipulator, blasting rocks, excavating soil or rock using a bucket, building a tubing lining using a self-propelled tunneling tunnel.
  • the disadvantage of this method is the use of drilling and blasting technology for the destruction of rocks, which reduces the reliability, safety and economic efficiency of tunneling.
  • real and similar technologies are developed for theoretical, refined driving conditions, which do not take into account, in particular, the non-horizontal formations of rock formations with different physicomechanical properties, when the trunk passes through adjacent easily deformable and very stable rocks or through their pronounced oblique arrangement.
  • the lining erected under such geological conditions experiences a peculiar load and is potentially subject to premature wear.
  • a well-known stem boring combine comprising a mounting frame for the construction of reinforcing lining and a bottomhole frame, shield spacer malleable shell in the form of a number of installed along to the meter of the mounting and bottomhole frame of the sandor, associated with them by means of expansion hydraulic jacks, an executive body for processing the cross-section (diameter) of the barrel, made with the possibility of axial and radial movement relative to the bottomhole frame, and a control system [Description of the invention to the RF patent N 2600807 from 09/29/2015, IPC E21D 1/03, publ. 10/27/2017, Bull. Na 30].
  • the disadvantage of the combine is the inability to control the process of erecting reinforcing tubing and / or concrete supports depending on the operational changes in mining and geological conditions or when they do not correspond to previously performed geological surveys.
  • the task to which the group of inventions is aimed and the technical result achieved is to increase the reliability and safety of the construction of resource-intensive and complex engineering structures, such as mine shafts, in a wide range of geological conditions - from easily deformable to very stable rocks, including within the framework of one geological horizon, and specific technological features of mining operations, such as, for example, the presence or absence of preliminary Morozka stem, the presence of the primary roof support and / or anchoring et al.
  • the level of conditional stabilization of the residual deformation of the rock walls at which the load on the lining does not exceed yshaet its current carrying capacity determine the nature of changes in the deformation of the rock walls, for which directly at the bottom of the face, at least at one point, fix the conditionally initial position of the rock wall of the trunk and, as the barrel deepens to a predetermined level, measure at least one the wall with respect to its conditionally initial position, after which the nature of the change in the deformation of the rock walls of the trunk in height from the level of fixation of the conditionally initial position of the barrel wall, and the load on the lining is determined
  • a change in the deformation of the pedigree walls is defined as the difference in trunk diameters at the bottom of the bottom face at the conditionally initial position of the stem wall of the trunk and at a given level;
  • a change in deformations of the pedigree walls is defined as the difference in the perimeters of the trunk at the level of the conditionally initial position of the breed wall of the trunk at the bottom of the face and at a given level;
  • a shaft-boring combine including an assembly frame for erecting lining and a bottomhole frame, a shield expansion sleeve, a flexible shell in the form of a series of sandor installed around the bottom of the bottomhole frame, connected with them by means of hydraulic jacks, an executive body processing the cross-section of the barrel, made with the possibility of at least radial movement relative to the bottomhole frame, and a control system at least one shandora and one of the frames or both frames and / or at least between two adjacent shandors are displacement measuring sensors, and the control system includes a unit for processing the measurement result, forming ordinate the level of conditional stabilization of the residual deformation of the rock walls from the bottom of the face, while the control system includes a control unit for processing the trunk cross section by the executive body.
  • the displacement measuring sensors are located on or integrated into the hydraulic jacks.
  • the group of inventions is illustrated by a drawing, which shows a general view of a stem-boring combine in the bottom of a shaft with a diagram of stabilization of its rock walls.
  • level of conditional stabilization of the residual deformation of the rock walls should be understood as the level at which the load on the lining due to deformations of the rock walls resulting from tunneling will not exceed the current bearing capacity of the lining.
  • predetermined level of the wellbore depth should be understood to mean the movement of the tunneling harvester in the axial direction into the depth of the trunk by the value of the face processing step, which, as a rule, is taken as a multiple of the height of the working body.
  • the stem-boring combine includes a mounting frame 1 for erecting a temporary (conditionally not shown) and permanent support 2 and a bottomhole frame 3, shield malleable sheath in the form of a series of sandord 4 installed around the perimeter of the bottomhole frame, connected with them by means of hydraulic jacks 5, an executive body 6 processing the cross section of the barrel, made with the possibility of radial and, possibly, axial movement relative to the bottomhole frame 3, and a control system (not shown conventionally).
  • the control system includes a measurement result processing unit forming an ordinate of the H level of conditional stabilization of residual deformation of the rock walls 8 from the bottom of the face 9, while the control system includes a control unit for processing the cross section of the trunk by the executive body 6. It should be noted that the hour s movement between the measuring sensors 7 Sandor 4 and the frame 3 or frame 1, or between the two frames
  • this stem-boring combine is one of many options for implementing the original method of constructing a mine shaft, which includes the mechanized development of the face 9, the construction of temporary lining (for example, spray concrete) and the further construction of a permanent lining 2 with the lag 9 behind the chest value not lower than the level N of conditional stabilization of the residual deformation D of the rock walls 8, at which the load on the lining
  • rock walls 8 are defined as the difference in trunk diameters at the bottom of the bottom 9 at the point ⁇ of the conditionally initial position of the rock wall 8 of the barrel - diameter D - and at a given level hi, ⁇ , ... hi - diameter di, d.2, ... di, - and / or a change in the deformations of 6 rock walls 8 is defined as the difference in the perimeters of the walls 8 of the barrel at the conditionally initial position of the rock wall 8 of the barrel at the bottom of the bottom 9 and at a given level, and the conditionally initial position of the rock wall 8 of the barrel fix at the chest 9 slaughter by appointing the diameter D of its processing.
  • the deformations d of the rock walls 8 are measured at a given level simultaneously at several points along the perimeter of the cross section of the trunk and the nature of the change in deformations ⁇ 5 of the rock walls 8 of the barrel is determined at the point with maximum deformation (ie, the “ worst ” of measurements , which was obtained, for example, as a result of the passage of the boundary of the strata with various physical and mechanical properties).
  • a, b and c are some coefficients.
  • Coefficient a characterizes the function and fully describes the totality of influencing (mining-geological and technological) factors in the considered section of penetration.
  • the lining should be erected at the level N of the conditional stabilization of the convergence of the rock walls 8, when the increment of the distance h from the bottom does not lead to a significant increase in the deformations of 6 trunk walls.
  • the support 2 is theoretically erected at a level not lower than the level N of conditional stabilization of the residual deformation D of the rock walls 8, and this value is determined in advance by known theories. In practice, this is achieved either by mounting the lining 2 at a level guaranteed above the theoretical level N of conditional stabilization, or by erecting the lining 2 at a “convenient” distance from the bottom 9 with a known increase in the margin of safety of the lining 2. In all cases, increase the diameter D of the trunk section " in sinking ”and, accordingly, increase the consumption of lining 2.
  • the level I of conditional stabilization of the residual deformation D of the rock walls 8 is actually measured directly during the course of the shaft sinking, for which a measurement interval acceptable for a given sinking speed is set (as a rule, this is a step of a recess or processing of the face) and guarantee the level I of the conditional stabilization of the residual deformation of the rock walls 8. This allows, in particular, to reduce the diameter D of the cross section of the trunk “in the penetration ” and, accordingly, to reduce the material consumption of the lining 2 without compromising its safety margin.
  • the mining enterprise receives a real description of the physicomechanical properties of the trunk in height, which, if desired, can be compared with previously performed geological surveys and, if necessary, adjusted the technological map of upcoming repair and restoration works.
  • the change in deformations of 6 rock walls 8 is defined as the difference in trunk diameters at the bottom of the bottom 9 - at point ⁇ of the conditionally initial position of the rock wall 8 of the barrel and d, at a given level h or, as the difference in the perimeters of the barrel at the “ zero ” level, conditionally -the initial position of the pedigree wall 8 of the trunk at the chest of the face 9 and at a given level.
  • the above measurements of deformations 6 require comparison with a certain conditionally initial position of the rock walls 8 of the trunk. This position is successfully fixed at the bottom of the face 9 by assigning the diameter D of its processing, which is carried out by the specified program of work of the executive body b of the stem-harvester for processing the cross section of the trunk.
  • the executive body 6 is made with the possibility of radial movement relative to the bottomhole frame 1. If necessary, axial the movement (indentation, bottom face processing) of the actuator b, for example, a milling cutter (cutting drum) 10, is ensured either by its own axial movement, or by movement together with the face 1.
  • the measurements of deformations d i of the rock walls 8 are performed at a given level hi at more than one point, which would be sufficient for rocks with the same physical and mechanical properties (so-called ideal conditions), but at the same time at several points kah in cross-sectional perimeter of the barrel, the character is set by a change in the strain not the average value of strain Si cp, and at the point of maximum deformation y Si max Ie ON “the worst” of measurements.
  • the design of the stem harvester is characterized in that the shandors 4, which are tightly adjacent to the rock walls 8 of the barrel, are equipped, as mentioned above, with one or more sensors 7 for measuring displacement.
  • one sensor 7 is sufficient between one of the shandor 4 and one of the frames - bottomhole 1 or mounting 3 or between two adjacent shandry 4.
  • a two-level i.e., having a bottomhole 1 and mounting 3 frame
  • a two-level i.e., having a bottomhole 1 and mounting 3 frame
  • the distance between the bottomhole 1 and mounting 3 frames is guaranteed to overlap the level H of conditional stabilization of the residual deformation D of the rock walls 8, for example, by one meter for an eight-meter trunk diameter.
  • This is facilitated by the appropriate dimensions of the sandor 4 in height and whose compliance (the possibility of metalwork operating within elastic deformations, including through the use of expansion hydraulic jacks 5, makes it possible to take independent values from each of the sensors 7 spaced apart in height.
  • the measurement of displacements between adjacent shandors 4 is carried out due to the presence of a guaranteed gap between them.
  • Long-length sandor 4 has one more advantage - they prevent uncontrolled shedding of the rock walls 8 between battle 9 and the level of the actual installation (installation) of the support 2. This is very important when a variety of planned activities can be carried out on the bottomhole frame 1 or the combine as a whole, from equipment repair to crew change, etc.
  • the shandors 4 are connected to the bottom-hole frame 1 and the mounting frame 2 by means of hydraulic jacks 5. This allows measuring sensors 7 to be placed on all or part of the hydraulic jacks 5, which greatly simplifies the design of the stem-boring combine without compromising the reliability of the structure.
  • the ability to track the level I of conditional stabilization of the residual deformation D of the rock walls 8 allows you to intervene in the sinking process - the control system, for example, gives the executive body 6 the processing mode of the cross-section of the trunk, - the diameter D of the trunk “ in the sinking” decreases not less than the necessary section of the trunk “in the light”, taking into account the thickness of the lining 2, or the diameter D of the trunk “in the penetration” increases.
  • the controlled “taper” of the trunk near the face 9 contributes to the shift of the tunneling combine by another step deep into the face with minimal energy consumption.
  • the method of constructing a mine shaft using the claimed technology can be structurally carried out on combines of a different design than described above, just a real shaft boring combine is structurally and in terms of manufacturing costs, and operation is optimal for a comprehensive solution of the problems of construction of mine shafts .
  • the structural and technological features of the claimed technical solutions increase the reliability and safety of the construction of mine shafts - resource-intensive and complex engineering structures - in a wide range of mining and geological conditions - from easily deformed to very stable rocks, including in within one geological horizon.
  • this may look, in particular, as a decrease in the volume of extracted rock and, accordingly, an increase in the rate of penetration with the same volume of extracted rock, and a saving in concrete for the erection of lining 2 with an increase in the operational reliability of the mine shaft.
  • consumers will receive a modern mining enterprise with optimal resource costs.
  • Example 1 is a general case of a shaft shaft sinking.
  • the elements of the combine are mounted in a pre-prepared process waste (short section of the barrel, mounting or launching chamber) using universal crane equipment. All the necessary communications are connected (electricity, water, air).
  • the mounting frame 3 can be connected to the bottomhole frame 1 in any known manner, for example, as described in RF patent N 2600807 from 09.29.2015.
  • the control system is adjusted to the diameter of the trunk “ in the tunnel” in accordance with previously obtained data from mining and geological surveys.
  • the executive body 6 of the processing of the cross section of the barrel made, for example, in the form of a mill (cutting drum) 10, begins its work in the face 9. The destroyed rock is carried to the surface.
  • the combine After developing the first layer of rock, the combine, together with the chandlers 4, is shifted by the amount of penetration.
  • the control system begins to analyze the data obtained from the sensors 7 for measuring the displacements (deformations) of the rock walls 8 and compare them with the conditionally initial position (zero points) at the bottom of the face 9. Select the maximum value of the measurements made - the so-called . "Worst" froze. It becomes possible to establish the first as yet approximate value of the level I of conditional stabilization of the residual deformation D of the rock walls 8.
  • the control system begins to analyze the values of the measurements taken at different levels, resulting in a fairly reliable picture of determining the level of conditional stabilization of the residual deformation D of the rock walls 8, at which the load on the lining 2 will not exceed it current bearing capacity.
  • each subsequent measurement confirms the conclusions of the primary measurements or quickly reveals trends in changes in deformations ⁇ 5 and rock walls.
  • installation begins concrete, tubing, combined or some other support
  • control system In rocks with the same physical and mechanical properties, the control system in no way “ intervenes ” in the processing of the face 9 by the executive body 6. However, as soon as the properties of the rock begin to change, the control system gives a different level of conditional stabilization of the residual deformation D of the rocks 8. If this level does not go beyond the level of the mounting frame 3, continue to install the support 2. If it goes up beyond the level of the mounting frame 3, then install the support 2 using calling for additional accessories, such as a hanging shelf.
  • a control signal is generated on the executive body 6 - for harder and more stable rocks, the processed barrel diameter is reduced, for less hard and stable rocks they are increased. Correspondingly change the thickness of the lining 2 while maintaining the specified diameter of the shaft shaft “in the light”.
  • Example 2 continued construction of a shaft shaft using new technology.
  • a technological waste (starting chamber) is prepared at the bottom of the face 9 and a stem-harvester made in accordance with the invention is mounted in it.
  • Example 3 sinking a pre-frozen trunk.
  • the presence, as well as the absence of freezing of the trunk for a shaft harvester that implements the claimed method of construction (sinking), does not distort the picture of objective monitoring of the level I of conditional stabilization of residual deformation D of the rock walls 8 for erection lining 2, in which the load on the erected lining 2 will not exceed its current bearing capacity.
  • the effect of using the claimed inventions is to reduce the volume of the extracted rock and, as a result, the possibility of reducing the diameter of the barrel processing “in the light” and increasing the distance from the cutter 10 to the cooling tubes, which reduces the likelihood of their damage.

Abstract

The invention relates to the field of mining. The claimed method involves installing a lining at a distance from the shaft bottom not less than the level of theoretical stabilization of the permanent deformation of the rock walls, which is determined by the nature of the change in the deformations of the walls. For this purpose, at a single point directly at the shaft bottom, a reference initial position of a rock wall of the shaft is registered and, as the shaft is sunk to a given level, the deformations of the rock wall relative to its reference initial position are measured, whereupon the nature of the change in the deformations of the walls is determined. The load on the lining is determined according to the current magnitude of deformation at the level of theoretical stabilization of the permanent deformation of the rock walls of the shaft based on the determined nature of the deformation of its walls. The claimed machine includes: a mounting frame for installing a lining; a bottom frame; and a shielding and bracing casing in the form of stop boards, wherein displacement sensors are disposed between one stop board and one or both of the frames and/or between two adjacent stop boards. A control system includes a unit for processing measuring results which generates an ordinate of the level of theoretical stabilization of the permanent deformation of the rock walls from the shaft bottom, and a unit for controlling the mode in which the cross-section of the shaft is worked by a working member. The technical result lies in providing the reliability and safety of mine shaft construction operations.

Description

СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ ШАХТНОГО СТВОЛА  METHOD FOR MINE SHAFT CONSTRUCTION
И СТВОЛОПРОХОДЧЕСКИЙ КОМБАЙН  AND STEMBROWN HARVESTER
Группа изобретений относится к области горного дела, а именно к технологии строительства вертикальных шахтных стволов горных пред- приятий и горнопроходческому оборудованию для её осуществления. The group of inventions relates to the field of mining, namely to the technology of construction of vertical shaft shafts of mining enterprises and mining equipment for its implementation.
Строительство горных выработок и подземных сооружений при- водит к нарушению существовавшего в массиве пород равновесия. В окрестности обнажений происходят процессы деформирования и раз- рушения пород. Нормальную и безопасную эксплуатацию горных выра- бо ок и подземных сооружений обеспечивает крепь, которая препят- ствует смещениям и обрушению пород внутрь выработок. Смещающие- ся породы встречают ее сопротивление, происходит взаимодействие крепи с массивом пород, в результате которого устанавливается новое состояние равновесия. Величина возникающих на контакте крепи с массивом напряжений и величина перемещений пород зависят как от свойств и начального напряженного состояния пород, так и от типа конструкции, механических характеристик крепи и технологии ее воз- ведения [Булычев Н.С. Механика подземных сооружений. Учебник для вузов. - М., Недра, 1982, 270 с.]. По традиции напряжения на контакте крепи с массивом пород часто называют нагрузками на крепь.  The construction of mine workings and underground structures leads to the disruption of the balance existing in the mass of rocks. In the vicinity of outcrops, deformation and destruction of rocks occur. The normal and safe operation of mining operations and underground structures is ensured by the lining, which prevents displacements and collapse of rocks inside the workings. Displaced rocks meet its resistance, lining interacts with the rock mass, as a result of which a new equilibrium state is established. The magnitude of the stresses arising at the contact of the lining with the massif and the displacement of the rocks depend both on the properties and initial stress state of the rocks, and on the type of structure, mechanical characteristics of the lining and the technology of its construction [Bulychev N.S. The mechanics of underground structures. Textbook for high schools. - M., Nedra, 1982, 270 pp.]. By tradition, the voltage at the contact of the lining with an array of rocks is often called the load on the lining.
Очевидно, что напряженно-деформированное состояние горного массива в равновесном состоянии статично. Но при сооружении ствола происходит частичная разгрузка его поверхности от радиальных напряжений, что вызывает упругие деформации и смещение пород внутрь выработки. При этом давление на крепь вследствие ползучести пород, вызванной этим процессом, развивается во времени и зависит от истории нагружения, то есть от последовательности и продолжитель- ности технологических операций. Причем непосредственно вблизи за- боя изменение напряжений и, как следствие, деформации стенок ство- ла проявляются наиболее интенсивно. На данном участке незначитель- ное приращение аргумента функции приводит к существенному при- ращению значения функции. Однако, по мере удаления от забоя функ- ция выполаживаетея (стремится к прямой линии), то есть даже сугце- ственное приращение аргумента не приводит к значительному увеличе- нию значения функции. Применительно к рассматриваемой задаче вы- полаживание функции в заданных условиях означает условную стаби- лизацию конвергенции породных стенок. It is obvious that the stress-strain state of the rock mass in the equilibrium state is static. But during the construction of the trunk there is a partial unloading of its surface from radial stresses, which causes elastic deformation and displacement of the rocks inside the mine. Moreover, the pressure on the lining due to the creep of rocks caused by this process develops over time and depends on the history of loading, that is, on the sequence and duration of technological operations. Moreover, immediately near the slope, the change in stresses and, as a consequence, the deformation of the walls of the wall are most intense. There is little a slight increment of the function argument leads to a substantial increase in the value of the function. However, as you move away from the bottom, the function becomes flatter (tends to a straight line), that is, even augmented increment of the argument does not lead to a significant increase in the value of the function. In relation to the problem under consideration, the smoothing of the function under the given conditions means the conditional stabilization of the convergence of the rock walls.
Экспериментально установлено, что в период проходки ствола нагрузка на крепь резко возрастает. Так, например, при возведении монолитной бетонной крепи вслед за подвиганием забоя возникают значительные деформации за счет конвергенции вмещающих пород, которые неблагоприятно влияют на еще не совсем затвердевшую крепь и приводят к ее де формированию или разрушению. Для снижения дей- ствующих напряжений в крепи необходимо, чтобы она находилась на определенном расстоянии от забоя и была нагружена в пределах норма- тивной прочности [Болюсов В. Е., Рыбак С, А., Озорнин И. А. К вопросу о проведении стволов в тектонически-напряженном горном массиве //Горный информационно-аналитический бюллетень (научно- технический журнал). - 2014. - Ne 10. - С. 163-171]. При этом крепь не обязательно сразу обладает максимальной для нее несущей способно- стью, а наоборот, как правило, ей требуется некоторое время для при- обретения необходимой прочности. Аналогичные процессы, хоть и в меньшей степени, характерны и для тюбинговой крепи, в основном, за счет необходимости тампонажа затюбингового пространства. Характер и продолжительность приобретения крепью своей нормативной прочно- сти зависят от свойств и типа крепи.  It has been experimentally established that during the period of trunk penetration, the load on the lining sharply increases. So, for example, during the erection of a monolithic concrete lining following the movement of the bottom, significant deformations arise due to the convergence of the enclosing rocks, which adversely affect the not yet completely hardened lining and lead to its deformation or destruction. To reduce the existing stresses in the lining, it is necessary that it be at a certain distance from the bottom and be loaded within the normative strength [V. Bolyusov, S, A. Rybak, I. A. Ozornin. On the issue of holding trunks in a tectonically-stressed mountain range // Mountain Information and Analytical Bulletin (scientific and technical journal). - 2014. - Ne 10. - S. 163-171]. At the same time, the lining does not necessarily immediately have the maximum bearing capacity for it, but on the contrary, as a rule, it takes some time to acquire the necessary strength. Similar processes, albeit to a lesser extent, are also characteristic of tubing lining, mainly due to the need to grout the tubing space. The nature and duration of the support acquired for its standard strength depends on the properties and type of support.
Важно, чтобы в начальный момент монтажа (установки) крепи нагрузка на нее не превышала ее начальной прочности и при дальней- шей проходке возрастающие напряжения также не превышали несу- щей способности крепи, которую она успела приобрести к данному мо- менту. Принимая во внимание, что деформации ползучести вызывают- ся только дополнительными (снимаемыми) напряжениями, обусловлен- ными сооружением ствола (см. Булычев Н.С. Механика подземных со- оружений), при расчете следует учитывать не полную, а остаточную деформацию (на уровне условной стабилизации остаточной деформа- ции породных стенок). То есть такую деформацию, которая возникает вследствие проявления дополнительных напряжений при приращении расстояния от забоя на условную величину (условную единицу). Рассто- яние от забоя, на котором остаточная деформация не превышает вели- чины текущей несущей способности крепи заданного типа с известны- ми свойствами в заданных горнотехнических условиях, является уров- нем условной стабилизации остаточной деформации породных стенок. It is important that at the initial moment of installation (installation) of the lining, the load on it does not exceed its initial strength and with further penetration, the increasing stresses also do not exceed the load-bearing capacity of the lining, which she managed to acquire at this moment. Taking into account that creep deformations are caused only by additional (removable) stresses, it is caused by By constructing the trunk (see Bulychev NS, Mechanics of Underground Structures), the calculation should take into account not the complete, but the residual deformation (at the level of conditional stabilization of the residual deformation of the rock walls). That is, such a deformation that arises as a result of the manifestation of additional stresses when the distance from the bottom is incremented by a conventional value (conventional unit). The distance from the bottom where the residual deformation does not exceed the value of the current bearing capacity of the lining of a given type with known properties under given mining conditions is the level of conditional stabilization of the residual deformation of the rock walls.
Известна ступенчато-многослойная крепь [Описание полезной мо- дели к патенту РФ No 134216 от 23.04.2013, МПК E21D 1 1 /00, E21D 5/00, опубл. 10.1 1.2013, Бюл. No 31 ], являющаяся последовательно нанесенными на закрепляемые породные обнажения и друг на друга слоями из крепежного материла (бетона, железобетона, набрызг-бетона, полимеров), причем количество и/или толщина ступенчатых слоев меньше в направлении забоя выработки, а количество слоев равно чис- лу ступеней, при этом длина каждого слоя, последовательно нанесенно- го после очередной уходки забоя, равна протяженности зоны сдержи- вающего влияния забоя, а длина ступени в слое равна длине очередной уходки забоя.  Known step-multi-layer support [Description of the utility model to the patent of the Russian Federation No 134216 from 04/23/2013, IPC E21D 1 1/00, E21D 5/00, publ. 10.1 01.2013, Bull. No. 31], which is successively applied to the fixed rock outcrops and to each other by layers of fixing material (concrete, reinforced concrete, spray concrete, polymers), the number and / or thickness of step layers being smaller in the direction of the bottom of the mine, and the number of layers is equal to the number - a beam of steps, with the length of each layer sequentially applied after the next bottom slaughter, equal to the length of the zone of the restraining influence of the bottom, and the length of the step in the layer is equal to the length of the next bottom slope.
Недостатком данной крепи является довольно узкая сфера при- менения. Например, в условиях сильной конвергенции породных стенок наиболее близкие к забою слои, обладающие небольшой толщиной, бу- дут деформироваться, не успевая набирать достаточную для противо- действия создаваемым напряжениям прочность. Таким образом, об- ласть применения крепи должна быть ограничена относительно устой- чивыми породами на объектах с хорошо известной геологией и отрабо- танной технологией проходки горных выработок. В других же условиях использование данного технического решения небезопасно и снижает надежность и долговечность шахтного ствола.  The disadvantage of this lining is a rather narrow scope. For example, under conditions of strong convergence of the rock walls, the layers closest to the bottom, having a small thickness, will deform, not having time to gain strength sufficient to counter the generated stresses. Thus, the area of application of the lining should be limited to relatively stable rocks at sites with well-known geology and well-developed technology for mining. In other conditions, the use of this technical solution is unsafe and reduces the reliability and durability of the shaft.
Известен способ проходки вертикальных шахтных стволов в об- водненных неустойчивых породах [Описание изобретения к патенту РФ N 2398967 от 23.07.2009, МПК E21D 1 /00, E21D 1 / 12, опубл. 10.07.2010, Бюл. NQ 25], включающий замораживание пород и проведе- ние буровзрывных работ, при этом при выполнении буровзрывных ра- бот определяют зоны положения забоя с предельно возможной силой воздействия упругих волн на замораживающие колонки относительно границ контакта двух пород с различными физико-механическими свойствами, после чего осуществляют разрушение пород в этих зонах в режиме, обеспечивающем величину напряжений в замораживающих колонках, создаваемых упругими волнами, равную или меньшую мак- симально допустимого значения. A known method of sinking vertical shaft shafts in- watery unstable rocks [Description of the invention to the patent of the Russian Federation N 2398967 from 07.23.2009, IPC E21D 1/00, E21D 1/12, publ. 07/10/2010, Bull. NQ 25], including freezing rocks and drilling and blasting operations, while drilling and blasting operations determine the position zone of the face with the maximum possible force of elastic waves acting on the freezing columns relative to the contact boundaries of two rocks with different physical and mechanical properties, after which rocks are destroyed in these zones in a mode that provides stresses in freezing columns created by elastic waves equal to or less than the maximum allowable value.
Недостатком данного способа является строгая привязка к техно- логии замораживания горных пород, что сужает область его примене- ния. Кроме того, в рассматриваемом способе в качестве основного спо- соба разрушения горных пород применяется буровзрывной способ, об- ладающий рядом существенных недостатков, среди которых выделяют- ся низкая производительность, опасность, принципиальная невозмож- ность точного определения характера и величины деформаций выра- ботки, то есть сохранность замораживающих колонок в случае приме- нения буровзрывного способа не может быть гарантирована. Это в свою очередь, снижает надежность, безопасность и экономическую эф- фективность проходки ствола.  The disadvantage of this method is that it is strictly linked to the technology of rock freezing, which narrows the scope of its application. In addition, in the method under consideration, the blasting method is used as the main method of rock destruction, which has a number of significant drawbacks, among which stand out low productivity, danger, and the fundamental impossibility of accurately determining the nature and magnitude of deformation of the work, that is, the safety of the freezing columns in the case of the drilling and blasting method cannot be guaranteed. This, in turn, reduces the reliability, safety, and economic viability of sinking.
Известен способ проходки глубоких шахтных стволов в слабых об- водненных породах [Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР N 1126698 от 29.09.1983, МПК E21D 1/ 12, опубл. 30.1 1.1984, Бюл. NQ 44], включающий предварительное определение упругих и прочностных характеристик горных пород в замороженном состоянии, искусственное замораживание горных пород для создания временного ледопородного ограждения, проходку ствола заходками и возведение крепи, при этом в процессе проходки ствола контролируют величину смещения ледопородного ограждения таким образом, чтобы оно не пре- вышало заданной предельной величины, зависящей от толщины ледо- породного ограждения, величины заходки, горного давления, реологи- ческих параметров замороженного горного массива и некоторых техно- логических особенностей. По достижении предельной величины смеще- ния ледопородного ограждения возводят постоянную крепь. A known method of sinking deep shaft shafts in weak flooded rocks [Description of the invention to the USSR copyright certificate N 1126698 of 09/29/1983, IPC E21D 1/12, publ. 30.1 1.1984, Bull. NQ 44], which includes preliminary determination of the elastic and strength characteristics of rocks in a frozen state, artificial freezing of rocks to create a temporary ice-rock enclosure, penetration of the trunk by sunset and erection of lining, while the size of the ice-rock enclosure is controlled in such a way that it is drilled so that it did not exceed a predetermined limit value, depending on the thickness of the ice rock fencing, sunset, rock pressure, rheological parameters of the frozen rock mass and some technological features. Upon reaching the maximum displacement of the ice-rock fence, a permanent support is erected.
Недостатком способа является узкая область применения, вы- зваииая привязкой к технологии замораживания горных пород. Кроме того, для реализации способа необходимо предварительно в лаборатор- ных условиях определять характеристики горных пород в заморожен- ном состоянии, что также выражается в необходимости детального изу- чения геологии объекта, без которого способ не может считаться без- опасным, а сооруженный шахтный ствол - надежным и долговечным.  The disadvantage of this method is the narrow scope, due to binding to the technology of freezing rocks. In addition, to implement the method, it is necessary to first determine in laboratory conditions the characteristics of rocks in a frozen state, which also translates into the need for a detailed study of the geology of the object, without which the method cannot be considered safe, and the constructed shaft mine - reliable and durable.
Известен способ проходки шахтного ствола [Описание изобрете- ния к авторскому свидетельству СССР Ns 1286774 от 20.08.1985, МПК E21D 1 /00, E 1D 1/ 12, опубл. 30.01.1987, Бюл. Ns 4], включающий об- разование ледопородного ограждения при помощи замораживающих колонок, размещенных за контуром ствола, цикличную углубку забоя на величину заходки, установку крепи в пределах заходки после определе- ния момента начала снижения несущей способности ледопородного ограждения, который определяется при помощи акустических датчи- ков, размещаемых в предварительно пробуренных шпурах в ледопо- родном ограждении, путем наблюдения за развитием в ледопородном ограждении пластической области, причем момент начала снижения несущей способности ледопородного ограждения определяют, как мо- мент достижения пластической областью замораживающих колонок.  A known method of driving a shaft shaft [Description of the invention to the USSR copyright certificate Ns 1286774 from 08.20.1985, IPC E21D 1/00, E 1D 1/12, publ. 01/30/1987, Bull. Ns 4], including the formation of an ice-rock enclosure using freezing columns placed behind the trunk contour, a cyclic bottom hole by the entry value, installation of lining within the insertion after determining the moment of the beginning of the decrease in the bearing capacity of the ice-rock enclosure, which is determined using acoustic sensors - mats placed in pre-drilled holes in an ice-rock fence by observing the development of a plastic region in the ice-rock fence, and the moment of the beginning of the decline her ability ledoporodnogo fence determine how to achieve moments of the plastic zone freezing columns.
Недостатком способа является узкая область применения вслед- ствие привязки к технологии замораживания горного массива, а также необходимость проведения предварительных операций (бурение шпу- ров для размещения акустических датчиков), что снижает производи- тельность работ, а также наличие дополнительных приборов и устройств для проведения многочисленных измерений.  The disadvantage of this method is the narrow scope due to binding to the technology of freezing the massif, as well as the need for preliminary operations (drilling holes for placement of acoustic sensors), which reduces the productivity of work, as well as the availability of additional instruments and devices for conducting numerous measurements.
Известен способ измерения нагруженности вертикального ствола [Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР Ns 1288302 от 30.12.1984, МПК E21D 5/00, опубл. 07.02.1987, Бюл. Ne 5], заключа- ющийся в оценке разности интенсивности деформаций в момент отры- ва опалубки и окончания схватывания бетона и сравнении этой вели- чины с допустимым значением. A known method of measuring the loading of a vertical trunk [Description of the invention to the USSR copyright certificate Ns 1288302 from 12.30.1984, IPC E21D 5/00, publ. 02/07/1987, Bull. Ne 5], which consists in assessing the difference in the intensity of deformations at the moment of tearing off the formwork and the end of concrete setting and comparing this value with an acceptable value.
Недостатком способа является необходимость в дополнительном оборудовании для проведения измерений. Кроме того, нагруженность ствола определяют уже после крепления выработки, то есть отсутствует возможность оперативного реагирования на внештатные ситуации. Та- ким образом, способ применим для ведения горнопроходческих работ на объектах с хорошо известной геологией и отработанной технологией проходки горных выработок.  The disadvantage of this method is the need for additional equipment for measurements. In addition, the loading of the trunk is determined after fixing the workings, that is, there is no possibility of a quick response to emergency situations. Thus, the method is applicable for mining operations at sites with well-known geology and proven mining technology.
Известен способ строительства вертикальной выработки буро- взрывным способом (Описание изобретения к патенту РФ NQ 2493367 от 06.07.2012, МПК E21D 1/03, опубл. 20.09.2013, Бюл. Ns 26], включаю- щий бурение грунта или горной породы с использованием бурового аг- регата на манипуляторе, взрывание пород, экскавацию грунта или гор- ной породы с использованием ковша, сооружение тюбинговой крепи с использованием самоходного полка проходческого.  A known method of constructing a vertical mine by drilling and blasting (Description of the invention to RF patent NQ 2493367 dated 07/06/2012, IPC E21D 1/03, publ. 09/20/2013, Bull. Ns 26], including drilling soil or rock using a drilling unit on a manipulator, blasting rocks, excavating soil or rock using a bucket, building a tubing lining using a self-propelled tunneling tunnel.
Недостатком способа является использование для разрушения горных пород буровзрывной технологии, что снижает надежность, без- опасность и экономическую эффективность проходки ствола. Как пра- вило, настоящая и ей подобные технологии разработаны для теоретиче- ских, рафинированных условий проходки, которые не учитывают, в частности, негоризонтальность пластов горных пород с разными физи- ко-механическими свойствами, когда ствол в одном уровне проходит через соседствующие легкодеформируемые и весьма устойчивые поро- ды или через их выраженное наклонное расположение. Возведённая в таких геологических условиях крепь испытывает своеобразное нагру- жение и потенциально подвержена преждевременному износу.  The disadvantage of this method is the use of drilling and blasting technology for the destruction of rocks, which reduces the reliability, safety and economic efficiency of tunneling. As a rule, real and similar technologies are developed for theoretical, refined driving conditions, which do not take into account, in particular, the non-horizontal formations of rock formations with different physicomechanical properties, when the trunk passes through adjacent easily deformable and very stable rocks or through their pronounced oblique arrangement. The lining erected under such geological conditions experiences a peculiar load and is potentially subject to premature wear.
Известен стволопроходческий комбайн, включающий монтажную раму для возведения армирующей крепи и забойную раму, щитовую распорную податливую оболочку в виде ряда установленных по пери- метру монтажной и забойной рамы шандор, связанных с ними посред- ством распорных гидродомкратов, исполнительный орган обработки сечения (диаметра) ствола, выполненный с возможностью осевого и ра- диального перемещения относительно забойной рамы, и систему прав - ления [Описание изобретения к патенту РФ N 2600807 от 29.09.2015, МПК E21D 1/03, опубл. 27.10.2016, Бюл. Na 30]. A well-known stem boring combine, comprising a mounting frame for the construction of reinforcing lining and a bottomhole frame, shield spacer malleable shell in the form of a number of installed along to the meter of the mounting and bottomhole frame of the sandor, associated with them by means of expansion hydraulic jacks, an executive body for processing the cross-section (diameter) of the barrel, made with the possibility of axial and radial movement relative to the bottomhole frame, and a control system [Description of the invention to the RF patent N 2600807 from 09/29/2015, IPC E21D 1/03, publ. 10/27/2016, Bull. Na 30].
Недостатком комбайна является невозможность контроля процес- са возведения армирующей тюбинговой и/или бетонной крепи в зави- симости от оперативного изменения горно-геологических условий или при их несоответствии ранее произведённым геологическим изыскани- ям.  The disadvantage of the combine is the inability to control the process of erecting reinforcing tubing and / or concrete supports depending on the operational changes in mining and geological conditions or when they do not correspond to previously performed geological surveys.
Задача, на решение которой направлена группа изобретений и достигаемый технический результат заключаются в повышении надеж- ности и безопасности работ по возведению таких ресурсоёмких и слож- ных инженерных сооружений, как шахтные стволы, в широком диапа- зоне горно-геологических условий - от легкодеформируемых до весьма устойчивых пород, в том числе в рамках одного геологического гори- зонта, - и специфических технологических особенностей проведения горнопроходческих работ, таких, например, как наличие или отсутствие предварительной заморозки ствола, наличие первичной крепи и/ или анкерования и др. Кроме этого решается задача повышения эксплуата- ционной надёжности шахтного ствола и производительность проходки, снижается ресурсоемкость горных работ.  The task to which the group of inventions is aimed and the technical result achieved is to increase the reliability and safety of the construction of resource-intensive and complex engineering structures, such as mine shafts, in a wide range of geological conditions - from easily deformable to very stable rocks, including within the framework of one geological horizon, and specific technological features of mining operations, such as, for example, the presence or absence of preliminary Morozka stem, the presence of the primary roof support and / or anchoring et al. This eliminates the task of improving the exploitation translational reliability and performance of the shaft penetration, reduced resource consumption of mining.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата в способе сооружения шахтного ствола, вклю- чающем механизированную разработку забоя, возведение временной крепи и дальнейшее возведение постоянной крепи с отставанием от груди забоя на величину не ниже уровня условной стабилизации оста- точной деформации породных стенок, при котором нагрузка на крепь не превышает текущую несущую способность крепи, уровень условной стабилизации остаточной деформации породных стенок, при котором нагрузка на крепь не превышает её текущую несущую способность определяют по характеру изменения деформаций породных стенок, для чего непосредственно у груди забоя, по меньшей мере, в одной точке фиксируют условно-исходное положение породной стенки ствола и по мере углубки ствола на заданный уровень производят, по меньшей мере, в одной точке измерение деформаций породной стенки относи- тельно её условно-исходного положения, после чего устанавливают ха- рактер изменения деформаций породных стенок ствола по высоте от уровня фиксации условно-исходного положения стенки ствола, а нагрузку на крепь определяют по текущей величине деформации на уровне условной стабилизации остаточной деформации породных сте- нок исходя из установленного характера деформации стенок ствола. To solve the problem and achieve the claimed technical result in the method of constructing a shaft shaft, including mechanized development of the face, the construction of temporary support and the further construction of a permanent support with a backlog from the face of the face by an amount not lower than the level of conditional stabilization of the residual deformation of the rock walls, with where the load on the lining does not exceed the current bearing capacity of the lining, the level of conditional stabilization of the residual deformation of the rock walls, at which the load on the lining does not exceed yshaet its current carrying capacity determine the nature of changes in the deformation of the rock walls, for which directly at the bottom of the face, at least at one point, fix the conditionally initial position of the rock wall of the trunk and, as the barrel deepens to a predetermined level, measure at least one the wall with respect to its conditionally initial position, after which the nature of the change in the deformation of the rock walls of the trunk in height from the level of fixation of the conditionally initial position of the barrel wall, and the load on the lining is determined Share on the current strain value at the level of conditional stabilization of the residual deformation of the rock walls based on the established nature of the deformation of the barrel walls.
Кроме этого:  Besides:
- изменение деформаций породных стенок определяют как раз- ницу диаметров ствола на уровне груди забоя в точке условно- исходного положения породной стенки ствола и на заданном уровне;  - a change in the deformation of the pedigree walls is defined as the difference in trunk diameters at the bottom of the bottom face at the conditionally initial position of the stem wall of the trunk and at a given level;
- изменение деформаций породных стенок определяют как раз- ницу периметров ствола на уровне условно-исходного положения по- родной стенки ствола у груди забоя и на заданном уровне;  - a change in deformations of the pedigree walls is defined as the difference in the perimeters of the trunk at the level of the conditionally initial position of the breed wall of the trunk at the bottom of the face and at a given level;
- условно-исходное положение породной стенки ствола фиксиру- ют у груди забоя путём назначения диаметра его обработки;  - the conditionally initial position of the pedigree wall of the trunk is fixed at the bottom of the face by assigning the diameter of its processing;
- измерения деформаций породных стенок производят в задан- ном уровне одновременно в нескольких точках по периметру попереч- ного сечения ствола и устанавливают характер изменения деформаций породных стенок ствола по точке с максимальной деформацией.  - measurements of deformations of the rock walls are made at a given level simultaneously at several points along the perimeter of the cross section of the trunk and the nature of the change in the deformation of the rock walls of the barrel at a point with maximum deformation is established.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата в стволопроходческом комбайне, включающем монтажную раму для возведения крепи и забойную раму, щитовую распорную податливую оболочку в виде ряда установленных по пери- метру забойной рамы шандор, связанных с ними посредством распор- ных гидродомкратов, исполнительный орган обработки поперечного се- чения ствола, выполненный с возможностью, по меньшей мере, ради- ального перемещения относительно забойной рамы, и систему управле- ния, по меньшей мере, между одной шандорой и одной из рам или обеими рамами и /или, по меньшей мере, между двумя соседними шан- дорами размещены датчики измерения перемещения, а система управ- ления включает в себя блок обработки результата измерений, форми- рующий ординату уровня условной стабилизации остаточной деформа- ции породных стенок от груди забоя, при этом система управления включает блок управления режимом обработки поперечного сечения ствола исполнительным органом. To solve the problem and achieve the claimed technical result in a shaft-boring combine, including an assembly frame for erecting lining and a bottomhole frame, a shield expansion sleeve, a flexible shell in the form of a series of sandor installed around the bottom of the bottomhole frame, connected with them by means of hydraulic jacks, an executive body processing the cross-section of the barrel, made with the possibility of at least radial movement relative to the bottomhole frame, and a control system at least one shandora and one of the frames or both frames and / or at least between two adjacent shandors are displacement measuring sensors, and the control system includes a unit for processing the measurement result, forming ordinate the level of conditional stabilization of the residual deformation of the rock walls from the bottom of the face, while the control system includes a control unit for processing the trunk cross section by the executive body.
Кроме этого, по меньшей мере, часть датчиков измерения пере- мещений размещена на распорных гидродомкратах или встроена в них.  In addition, at least a portion of the displacement measuring sensors are located on or integrated into the hydraulic jacks.
Группа изобретений иллюстрируется чертежом, где показан об- щий вид стволопроходческого комбайна в забое шахтного ствола со схемой стабилизации его породных стенок.  The group of inventions is illustrated by a drawing, which shows a general view of a stem-boring combine in the bottom of a shaft with a diagram of stabilization of its rock walls.
В настоящем описании используются термины, требующие особо- го пояснения.  In the present description, terms are used that require special explanation.
Под термином «уровень условной стабилизации остаточной де- формации породных стенок» следует понимать уровень, при котором нагрузка на крепь вследствие возникших в результате ведения проход- ческих работ деформаций породных стенок не будет превышать теку- щую несущую способность крепи. The term “level of conditional stabilization of the residual deformation of the rock walls should be understood as the level at which the load on the lining due to deformations of the rock walls resulting from tunneling will not exceed the current bearing capacity of the lining.
Под термином «заданный уровень углубки ствола» следует пони- мать перемещение стволопроходческого комбайна в осевом направле- нии вглубь ствола на величину шага обработки забоя, который, как правило, принимается кратным высоте рабочего органа. The term predetermined level of the wellbore depth” should be understood to mean the movement of the tunneling harvester in the axial direction into the depth of the trunk by the value of the face processing step, which, as a rule, is taken as a multiple of the height of the working body.
Стволопроходческий комбайн включает монтажную раму 1 для возведения временной (условно не показана) и постоянной крепи 2 и забойную раму 3 , щитовую распорную податливую оболочку в виде ря- да установленных по периметру забойной рамы шандор 4, связанных с ними посредством распорных гидродомкратов 5, исполнительный орган 6 обработки поперечного сечения ствола, выполненный с возможностью радиального и, возможно, осевого перемещения относительно забойной рамы 3, и систему управления (условно не показана). В настоящем ком- байне, по меньшей мере, между одной шандорой 4 и одной из рам - рамой 3 или рамой 1 или между обеими рамами 1 и 3 и/ или, по мень- шей мере, между двумя соседними шандорами 4, размещены датчики 7 измерения перемещения, а система управления включает в себя блок обработки результата измерений, формирующий ординату уровня Н условной стабилизации остаточной деформации породных стенок 8 от груди забоя 9, при этом система управления включает блок управления режимом обработки поперечного сечения ствола исполнительным орга- ном 6. Следует отметить, что часть датчиков 7 измерения перемещений между шандорами 4 и рамой 3 или рамой 1 , или между обеими рамамиThe stem-boring combine includes a mounting frame 1 for erecting a temporary (conditionally not shown) and permanent support 2 and a bottomhole frame 3, shield malleable sheath in the form of a series of sandord 4 installed around the perimeter of the bottomhole frame, connected with them by means of hydraulic jacks 5, an executive body 6 processing the cross section of the barrel, made with the possibility of radial and, possibly, axial movement relative to the bottomhole frame 3, and a control system (not shown conventionally). In this com- bane, at least between one shandora 4 and one of the frames - frame 3 or frame 1 or between both frames 1 and 3 and / or, at least between two adjacent shandora 4, placed sensors 7 measure the displacement, and the control system includes a measurement result processing unit forming an ordinate of the H level of conditional stabilization of residual deformation of the rock walls 8 from the bottom of the face 9, while the control system includes a control unit for processing the cross section of the trunk by the executive body 6. It should be noted that the hour s movement between the measuring sensors 7 Sandor 4 and the frame 3 or frame 1, or between the two frames
1 и 3, для удобства размещения и обслуживания связаны с распорными гидродомкратами 5 или встроена в них. 1 and 3, for the convenience of accommodation and maintenance, are connected to or integrated into the hydraulic jacks 5.
Конструктивно настоящий стволопроходческий комбайн является одним из многих вариантов реализации оригинального способа соору- жения шахтного ствола, который включает механизированную разра- ботку забоя 9, возведение временной крепи (например, набрызг-бетона) и дальнейшее возведение постоянной крепи 2 с отставанием от груди забоя 9 на величину не ниже уровня Н условной стабилизации остаточ- ной деформации D породных стенок 8, при котором нагрузка на крепь Structurally, this stem-boring combine is one of many options for implementing the original method of constructing a mine shaft, which includes the mechanized development of the face 9, the construction of temporary lining (for example, spray concrete) and the further construction of a permanent lining 2 with the lag 9 behind the chest value not lower than the level N of conditional stabilization of the residual deformation D of the rock walls 8, at which the load on the lining
2 не превышает её текущую несущую способность, а уровень Н услов- ной стабилизации остаточной деформации D породных стенок 8 опре- деляют по характеру а изменения деформаций породных стенок 8, для чего непосредственно у груди забоя 9, по меньшей мере, в одной точке О фиксируют условно-исходное положение породной стенки ствола 8 и по мере углубки ствола на заданный уровень производят, по меньшей мере, в одной точке hi измерение деформаций di породной стенки 8 относительно её условно-исходного положения, после чего устанавлива- ют характер a=f(6, h) изменения деформаций породных стенок 8 ствола по высоте от уровня фиксации условно-исходного положения (точка О) стенки 8 ствола, а нагрузку на крепь определяют по текущей величине деформации б; на уровне Н условной стабилизации остаточной дефор- мации породных стенок 8 исходя из установленного характера дефор- мации этих стенок 8. 2 does not exceed its current bearing capacity, and the level H of conditional stabilization of the residual deformation D of the rock walls 8 is determined by the nature of the changes in the deformations of the rock walls 8, for which, directly at the bottom of the face 9, at least one point О is fixed conditionally initial position of the rock wall of the barrel 8 and, as the barrel deepens to a predetermined level, at least at one point hi measure the deformations di of the rock wall 8 relative to its conditionally initial position, and then establish the character a = f (6 , h) the deformation of the pedigree walls of the barrel 8 in height from the level of fixation of the conditionally initial position (point O) of the barrel wall 8, and the load on the lining is determined by the current strain value b; at the level H of the conditional stabilization of the residual deformation of the rock walls 8 based on the established nature of the deformation the faces of these walls 8.
Изменение деформаций Si, <5з, ...б; породных стенок 8 определяют как разницу диаметров ствола на уровне груди забоя 9 в точке О услов- но- исходного положения породной стенки 8 ствола - диаметр Д - и на заданном уровне hi, Н , ...hi - диаметр di, d.2, ... di , - и /или изменение деформаций 6 породных стенок 8 определяют как разницу периметров стенок 8 ствола на уровне условно-исходного положения породной стенки 8 ствола у груди забоя 9 и на заданном уровне, а условно- исходное положение породной стенки 8 ствола фиксируют у груди 9 за- боя путём назначения диаметра D его обработки.  Change in deformations Si, <5c, ... b; rock walls 8 are defined as the difference in trunk diameters at the bottom of the bottom 9 at the point О of the conditionally initial position of the rock wall 8 of the barrel - diameter D - and at a given level hi, Н, ... hi - diameter di, d.2, ... di, - and / or a change in the deformations of 6 rock walls 8 is defined as the difference in the perimeters of the walls 8 of the barrel at the conditionally initial position of the rock wall 8 of the barrel at the bottom of the bottom 9 and at a given level, and the conditionally initial position of the rock wall 8 of the barrel fix at the chest 9 slaughter by appointing the diameter D of its processing.
Измерения деформаций d породных стенок 8 производят в задан- ном уровне одновременно в нескольких точках по периметру попереч- ного сечения ствола и устанавливают характер изменения деформаций <5 породных стенок 8 ствола по точке с максимальной деформацией (т.е. по «худшему» из замеров, который получился, например, в результате прохождения стволом границы пластов с различными физико- механическими свойствами) . The deformations d of the rock walls 8 are measured at a given level simultaneously at several points along the perimeter of the cross section of the trunk and the nature of the change in deformations <5 of the rock walls 8 of the barrel is determined at the point with maximum deformation (ie, the worst of measurements , which was obtained, for example, as a result of the passage of the boundary of the strata with various physical and mechanical properties).
По полученным данным смещения стенок 8 ствола на известном расстоянии от груди забоя 9 можно восстановить характер функции, описывающей деформации D стенок незакрепленного ствола при про- ходке в зависимости от расстояния h до забоя 9. Подобную функцию (см. книгу Булычева Н.С. Механика подземных сооружений и статью Боликова В. Е. и др. К вопросу о проведении стволов в тектонически- напряженном горном массиве) можно описать кривой, представляющей собой одну из ветвей параболы, то есть квадратичной функцией;  Using the obtained data on the displacement of the walls 8 of the trunk at a known distance from the chest of the face 9, it is possible to restore the nature of the function that describes the deformation D of the walls of the loose shaft during passage depending on the distance h to the face 9. A similar function (see the book by N. Bulychev Mechanics underground structures and an article by V. E. Bolikov and others. On the issue of holding trunks in a tectonically stressed mountain range), one can describe a curve representing one of the parabola branches, that is, a quadratic function;
у = ах2 + Ьх + с , где: y = ax 2 + bx + c, where:
у (h)~ расстояние от забоя,  y (h) ~ distance from the bottom,
л: (D) - деформации стенок забоя,  l: (D) - deformation of the walls of the face,
а, b и с - некоторые коэффициенты.  a, b and c are some coefficients.
Экстремумом этой гипотетической параболы является точка, в которой деформации D стенок и расстояние h от забоя равны. Логично предположить, что началом координат в координатной системе при рассмотрении задачи является точка О, в которой деформации стенок 8 ствола равны нулю, также как и расстояние от забоя 9. То есть начало координат и экстремум рассматриваемой функции в данном случае совпадают (коэффициенты b и с равны нулю) . Принимаем эту точку за условно исходное положение породной стенки 8. Тогда общий вид квадратичной зависимости может быть преобразован следующим обра- зом: The extreme point of this hypothetical parabola is the point at which the deformations of the walls D and the distance h from the bottom are equal. Is logical assume that the origin in the coordinate system when considering the problem is point O, at which the deformation of the walls 8 of the barrel are equal to zero, as well as the distance from the bottom 9. That is, the origin and extremum of the function in question in this case are the same (the coefficients b and c are equal zero). We take this point as the conditionally initial position of the rock wall 8. Then the general form of the quadratic dependence can be transformed as follows:
у = ах1. y = ax 1 .
Коэффициент а характеризует функцию и полностью описывает совокупность влияющих (горно-геологических и технологических) фак- торов на рассматриваемом участке проходки.  Coefficient a characterizes the function and fully describes the totality of influencing (mining-geological and technological) factors in the considered section of penetration.
Получив путем измерений значение деформации <5, стенок 8 ство- ла на известном уровне относительно уровня условно исходного по- ложения хотя бы в одной точке, можно восстановить характер всей за- висимости, получив значение коэффициента а из выражения Having obtained, by measuring, the strain value < 5, walls 8 were at a known level relative to the level of the conditionally initial position at least at one point, we can restore the nature of the whole dependence by obtaining the value of coefficient a from the expression
а -— И .  a-and.
d2 d 2
Крепь следует возводить на уровне Н условной стабилизации кон- вергенции породных стенок 8, когда приращение величины расстояния h от забоя не приводит к значительному приращению деформаций 6 стенок ствола.  The lining should be erected at the level N of the conditional stabilization of the convergence of the rock walls 8, when the increment of the distance h from the bottom does not lead to a significant increase in the deformations of 6 trunk walls.
Приведенные рассуждения являются лишь примером интерпре- тации получаемых при измерениях данных. В действительности, мате- матическое описание влияния расстояния h от забоя на смещение <5 по- родных стенок вследствие конвергенции - это задача, имеющая на данный момент множество решений, описываемые различными функ- циональными зависимостями - экспоненциальными, логарифмически - ми и т.п. (см., например, работы Булычев Н.С. Механика подземных со- оружений. Учебник для вузов. - М., Недра, 1982. 270 с.; Булычев Н.С. Механика подземных сооружений. Учебник для вузов. - М., Недра, 1982. 270 с.; Крупенников Г. А. и др. Взаимодействие массивов горных пород с крепью вертикальных выработок. - М., Недра, 1966. - 315 с.; Фотиева Н.Н. Расчет крепи подземных сооружений в сейсмически ак- тивных районах. - М., Недра, 1980. - 221 с.; Руппенейт К.В. Деформи- руемость массивов трещиноватых горных пород. - М., Недра, 1975. - 223 с. и другие работы). Использование этих зависимостей подразуме- вает применение эмпирических коэффициентов, для определения кото- рых требуется проведение множества предварительных замеров, в от- личие от предлагаемого способа, где теоретически достаточно одного замера. В любом случае, ни одно из существующих математических описаний не является превалирующим и вместе с тем все они учиты- ваю гарантированный запас прочности, возникающий вследствие не- возможности получения точной геологической картины ствола. С дру- гой стороны, измерения, производимые непосредственно в процессе проходки позволяют, в частности, снизить завышенный запас прочно- сти возводимой крепи ствола, не снижая надёжности возводимого со- оружения. The above reasoning is only an example of interpretation of the data obtained during measurements. In fact, a mathematical description of the effect of the distance h from the bottom on the offset <5 of the rock walls due to convergence is a problem that currently has many solutions described by various functional dependences - exponential, logarithmic, etc. (see, for example, the work of Bulychev N.S. Mechanics of underground structures. Textbook for universities. - M., Nedra, 1982. 270 pp .; Bulychev N.S. Mechanics of underground structures. Textbook for universities. - M. , Nedra, 1982. 270 pp .; G. Krupennikov et al. Interaction of mountain ranges rocks with support vertical workings. - M., Nedra, 1966. - 315 p .; Fotieva N.N. Calculation of the support of underground structures in seismically active areas. - M., Nedra, 1980 .-- 221 p .; Ruppenate K.V. Deformability of fractured rock massifs. - M., Nedra, 1975 .-- 223 p. and other works). The use of these dependences implies the use of empirical coefficients, for the determination of which a multitude of preliminary measurements is required, in contrast to the proposed method, where theoretically one measurement is sufficient. In any case, none of the existing mathematical descriptions is prevailing and at the same time they all take into account the guaranteed margin of safety arising from the inability to obtain an accurate geological picture of the trunk. On the other hand, measurements made directly during the sinking process allow, in particular, to reduce the overestimated margin of strength of the erected roof support without decreasing the reliability of the erected structure.
Проанализируем существенные признаки группы изобретений. We analyze the essential features of the group of inventions.
При сооружении всех шахтных стволов крепь 2 теоретически воз- водится на уровне не ниже уровня Н условной стабилизации остаточ- ной деформации D породных стенок 8, причём эта величина определя- ется заранее по известным теориям. На практике это достигается либо монтажом крепи 2 на уровне, гарантированно выше теоретического уровня Н условной стабилизации, либо возведением крепи 2 на «удоб- ном» расстоянии от забоя 9 с заведомым увеличением запаса прочности крепи 2. Во всех случаях увеличивают диаметр D сечения ствола «в проходке» и, соответственно, увеличивают материалоёмкость крепи 2. During the construction of all shaft shafts, the support 2 is theoretically erected at a level not lower than the level N of conditional stabilization of the residual deformation D of the rock walls 8, and this value is determined in advance by known theories. In practice, this is achieved either by mounting the lining 2 at a level guaranteed above the theoretical level N of conditional stabilization, or by erecting the lining 2 at a “convenient” distance from the bottom 9 with a known increase in the margin of safety of the lining 2. In all cases, increase the diameter D of the trunk section " in sinking ”and, accordingly, increase the consumption of lining 2.
При сооружении ствола в соответствии с настоящим изобретени- ем уровень Я условной стабилизации остаточной деформации D пород- ных стенок 8 реально замеряют непосредственно в процессе проходки ствола, для чего задают приемлемый для данной скорости проходки ин- тервал замера (как правило, это шаг углубки или обработки забоя) и га- рантированно определяют уровень Я условной стабилизации остаточ- ной деформации D породных стенок 8. Это позволяет, в частности уменьшить диаметр D сечения ствола «в проходке» и, соответственно, уменьшить материалоёмкость крепи 2 без ущерба запасу её прочности. When constructing the barrel in accordance with the present invention, the level I of conditional stabilization of the residual deformation D of the rock walls 8 is actually measured directly during the course of the shaft sinking, for which a measurement interval acceptable for a given sinking speed is set (as a rule, this is a step of a recess or processing of the face) and guarantee the level I of the conditional stabilization of the residual deformation of the rock walls 8. This allows, in particular, to reduce the diameter D of the cross section of the trunk “in the penetration and, accordingly, to reduce the material consumption of the lining 2 without compromising its safety margin.
В качестве дополнительной информации горное предприятие по- лучает реальное описание физико-механических свойств ствола по вы- соте, которое при желании можно сопоставить с ранее произведёнными геологическими изысканиями и, при необходимости, скорректировать технологическую карту предстоящих ремонтно-восстановительных ра- бот.  As an additional information, the mining enterprise receives a real description of the physicomechanical properties of the trunk in height, which, if desired, can be compared with previously performed geological surveys and, if necessary, adjusted the technological map of upcoming repair and restoration works.
Изменение деформаций 6 породных стенок 8 определяют как разницу диаметров ствола на уровне груди забоя 9 - - в точке О условно-исходного положения породной стенки 8 ствола и d, на задан- ном уровне h или, как разницу периметров ствола на «нулевом» уровне условно-исходного положения породной стенки 8 ствола у груди забоя 9 и на заданном уровне . Настоящие измерения можно с высокой точ- ностью реализовать простыми распространёнными методами, напри- мер, с использованием датчиков 7 измерения перемещения (или кос- венными методами, например, с использованием условно не показан- ных датчиков давления и пр.), для чего периметр сечения ствола вы- стилают щитовой распорной податливой оболочкой в виде ряда уста- новленных по периметру забойной рамы шандор 4. Шандоры 4 помимо базировки границ стенок 8 ствола, что делает возможным снимать до- статочное количество усреднённых значений деформаций 6 стенок 8, также защищают область забоя 9 от неконтролируемого обвала породы. The change in deformations of 6 rock walls 8 is defined as the difference in trunk diameters at the bottom of the bottom 9 - at point О of the conditionally initial position of the rock wall 8 of the barrel and d, at a given level h or, as the difference in the perimeters of the barrel at the zero level, conditionally -the initial position of the pedigree wall 8 of the trunk at the chest of the face 9 and at a given level. These measurements can be realized with high accuracy by simple common methods, for example, using displacement measurement sensors 7 (or indirect methods, for example, using conditionally not shown pressure sensors, etc.), for which the perimeter of the cross section the barrel is lined with a shield malleable sheath in the form of a series of Sandor 4 installed around the bottom of the bottomhole frame. Sandors 4, in addition to basing the borders of the walls 8 of the barrel, which makes it possible to remove a sufficient number of averaged deformation values 6 walls 8 also protect the face area 9 from uncontrolled rock collapse.
Вышеперечисленные замеры деформаций 6 требуют сравнения с неким условно-исходным положением породных стенок 8 ствола. Это положение удачно фиксируется у груди забоя 9 путём назначения диа- метра D его обработки, которая осуществляется заданной программой работы исполнительного органа б стволопроходческого комбайна для обработки поперечного сечения ствола. В зависимости от конструкции исполнительный орган 6 выполнен е возможностью радиального пере- мещения относительно забойной рамы 1. При необходимости осевое пе- ремещение (углубка, обработка забоя) исполнительного органа б, например, фрезы (режущего барабана) 10, обеспечивается либо соб- с венным осевым перемещением, либо перемещением совместно с за- бойной рамой 1. The above measurements of deformations 6 require comparison with a certain conditionally initial position of the rock walls 8 of the trunk. This position is successfully fixed at the bottom of the face 9 by assigning the diameter D of its processing, which is carried out by the specified program of work of the executive body b of the stem-harvester for processing the cross section of the trunk. Depending on the design, the executive body 6 is made with the possibility of radial movement relative to the bottomhole frame 1. If necessary, axial the movement (indentation, bottom face processing) of the actuator b, for example, a milling cutter (cutting drum) 10, is ensured either by its own axial movement, or by movement together with the face 1.
Для повышения точности измерений замер деформаций di пород- ных стенок 8 производят в заданном уровне hi не в одной точке, что было бы достаточно для пород с одинаковыми физико-механическими свойствами (т.н. идеальные условия), а одновременно в нескольких точ- ках по периметру поперечного сечения ствола, при этом характер из- менения деформаций устанавливают не по среднему значению дефор- маций Si cp, а по точке с максимальной деформацией Si таху Т.е. ПО «худ- шему» из замеров. To increase the accuracy of measurements, the measurements of deformations d i of the rock walls 8 are performed at a given level hi at more than one point, which would be sufficient for rocks with the same physical and mechanical properties (so-called ideal conditions), but at the same time at several points kah in cross-sectional perimeter of the barrel, the character is set by a change in the strain not the average value of strain Si cp, and at the point of maximum deformation y Si max Ie ON “the worst” of measurements.
Конструкция стволопроходческого комбайна отличается тем, что плотно прилегающие к породным стенкам 8 ствола шандоры 4 оснаще- ны, как упоминалось выше, одним или несколькими датчиками 7 изме- рения перемещения. Теоретически, достаточно одного датчика 7 между одной из шандор 4 и одной из рам - забойной 1 или монтажной 3 или между двумя соседними шандорами 4. Однако, учитывая достаточно большие габариты ствола, измерения целесообразно осуществлять не- сколькими датчиками 7 и в нескольких уровнях, например, по числу шандор 4, если датчики 7 размещаются между шандорами 4 и забой- ной рамой 1 и монтажной рамой 3 или, если датчики 7 размещаются между соседними шандорами 4 - на их нижних и верхних участках. Датчики 7 измерения перемещений между деталями комбайна, уста- новленные в одном уровне, например hi преобразующие эти измерен- ные перемещения в значения деформации, например Di породных сте- нок 8 в этом же уровне желательно дублировать в другом уровне, например ha, отнесённом на некоторое удаление от первого или не- скольких, например, трёх и более разнесённых уровнях, если это необ- ходимо. На практике это можно реализовать размещением датчиков 7 на уровне забойной рамы 1 и на уровне монтажной рамы 3 или около того, если датчики 7 размещают между соседними шандорами 4, а ме- таллоконструкции рам 1 и 3 по какой-то причине ограничивают доступ к ним. Использование множества датчиков 7 в разных уровнях hi поз- воляет увеличить точность измерений деформаций 6; породных стенок 8 и более достоверно выявить и установить уровень Н условной стаби- лизации остаточной деформации D породных стенок 8, при котором нагрузка на крепь 2 гарантированно не будет превышать её текущую несущую способность. The design of the stem harvester is characterized in that the shandors 4, which are tightly adjacent to the rock walls 8 of the barrel, are equipped, as mentioned above, with one or more sensors 7 for measuring displacement. Theoretically, one sensor 7 is sufficient between one of the shandor 4 and one of the frames - bottomhole 1 or mounting 3 or between two adjacent shandry 4. However, given the rather large dimensions of the barrel, it is advisable to measure several sensors 7 and at several levels, for example , according to the number of chandors 4, if the sensors 7 are placed between the chambers 4 and the bottomhole frame 1 and the mounting frame 3, or, if the sensors 7 are placed between adjacent chambers 4, in their lower and upper sections. Sensors 7 for measuring displacements between parts of the combine installed at one level, for example, hi converting these measured displacements to values of deformation, for example, Di breed walls 8 at the same level, it is desirable to duplicate at another level, for example, ha assigned to some removal from the first or several, for example, three or more spaced levels, if necessary. In practice, this can be achieved by placing sensors 7 at the level of the bottomhole frame 1 and at the level of the mounting frame 3 or so, if the sensors 7 are placed between adjacent shandors 4, and Tallokonstruktsii frames 1 and 3 for some reason restrict access to them. The use of multiple sensors 7 at different levels hi allows to increase the accuracy of strain measurements 6; rock walls 8 and more reliably identify and establish the level N of conditional stabilization of the residual deformation D of rock walls 8, at which the load on the lining 2 is guaranteed not to exceed its current bearing capacity.
Существуют три возможных варианта нейтрализации избыточных деформаций:  There are three possible options for neutralizing excessive deformations:
1 ~ увеличение диаметра обработки ствола;  1 ~ increase the diameter of the barrel;
2 - использование предварительного крепления (набрызг, анкето- вание и пр.);  2 - use of preliminary fastening (spraying, questioning, etc.);
3 - смещение работ по монтажу крепи 2 вверх по высоте ствола. 3 - the shift of the mounting support 2 up the height of the barrel.
Последний метод нейтрализации при отсутствии технологических противопоказаний является наиболее предпочтительным. The last method of neutralization in the absence of technological contraindications is the most preferred.
Таким образом, получив исчерпывающую информацию об уровне Н стабилизации остаточной деформации D породных стенок 8 с этого места или выше него можно начинать монтаж крепи 2. На практике, двухуровневый (т.е. имеющий забойную 1 и монтажную 3 раму) ком- байн построен таким образом, что расстояние между забойной 1 и мон- тажной 3 рамами гарантированно перекрывает уровень Н условной стабилизации остаточной деформации D породных стенок 8, например, на один метр для восьмиметрового диаметра ствола. Этому способству- ют соответствующие габариты шандор 4 по высоте и чья податливость (возможность работы металлоконструкций в пределах упругих дефор- маций в том числе за счёт применения распорных гидродомкратов 5 позволяет снимать независимые значения с каждого из разнесённых по высоте датчиков 7.  Thus, having received comprehensive information about the level N of stabilization of the residual deformation D of the rock walls 8, from this place or above it is possible to begin mounting the lining 2. In practice, a two-level (i.e., having a bottomhole 1 and mounting 3 frame) combine is constructed in such a way so that the distance between the bottomhole 1 and mounting 3 frames is guaranteed to overlap the level H of conditional stabilization of the residual deformation D of the rock walls 8, for example, by one meter for an eight-meter trunk diameter. This is facilitated by the appropriate dimensions of the sandor 4 in height and whose compliance (the possibility of metalwork operating within elastic deformations, including through the use of expansion hydraulic jacks 5, makes it possible to take independent values from each of the sensors 7 spaced apart in height.
Измерение перемещений между соседними шандорами 4 осу- ществляются благодаря наличию гарантированного зазора между ними.  The measurement of displacements between adjacent shandors 4 is carried out due to the presence of a guaranteed gap between them.
У длинномерных шандор 4 есть ещ одно достоинство - они пре- пятствуют неконтролируемому осыпанию породных стенок 8 между за- боем 9 и уровнем реальной установки (монтажа) крепи 2. Это очень важно, когда на забойной раме 1 или комбайне в целом могут совер- шаться разнообразные плановые мероприятия от ремонта оборудова- ния до смены экипажа и т.д. Long-length sandor 4 has one more advantage - they prevent uncontrolled shedding of the rock walls 8 between battle 9 and the level of the actual installation (installation) of the support 2. This is very important when a variety of planned activities can be carried out on the bottomhole frame 1 or the combine as a whole, from equipment repair to crew change, etc.
Как упоминалось выше шандоры 4 связаны с забойной рамой 1 и монтажной рамой 2 посредством распорных гидродомкратов 5. Это позволяет на всех или части гидродомкратов 5 разместить датчики 7 измерения, что существенно упрощает конструкцию стволопроходче- ского комбайна без ущерба надёжности конструкции.  As mentioned above, the shandors 4 are connected to the bottom-hole frame 1 and the mounting frame 2 by means of hydraulic jacks 5. This allows measuring sensors 7 to be placed on all or part of the hydraulic jacks 5, which greatly simplifies the design of the stem-boring combine without compromising the reliability of the structure.
Если оказывается, что на некотором горизонте уровень Я услов- ной стабилизации остаточной деформации породных стенок 8 окажется выше уровня расположения монтажной рамы 3, то система управления предупредит об этом. В этом случае проводят серию мероприятий по снижению деформации стенок 8 ствола вблизи забоя 9 (набрызг, анке- рование, увеличение диаметра обработки и пр.). Кроме этого возможно применение дополнительного подвесного полка над монтажной рамой 3. Следует отметить, что такие случаи являются не столь типичными при проходке ствола шахты.  If it turns out that on a certain level, the level I of conditional stabilization of the residual deformation of the rock walls 8 will be higher than the level of the mounting frame 3, then the control system will warn about this. In this case, a series of measures is carried out to reduce the deformation of the walls of the barrel 8 near the bottom 9 (spraying, anchoring, increasing the diameter of the treatment, etc.). In addition, it is possible to use an additional hanging shelf above the mounting frame 3. It should be noted that such cases are not so typical when driving a shaft of a mine.
На практике возможность отслеживания уровня Я условной ста- билизации остаточной деформации D породных стенок 8 позволяет вмешаться в процесс проходки - система управления, например, даёт команду исполнительному органу 6 на режим обработки поперечного сечения ствола, - диаметр D ствола «в проходке» уменьшается, но не меньше необходимого сечения ствола «в свету» с учётом толщины крепи 2, или диаметр D ствола «в проходке» увеличивается. In practice, the ability to track the level I of conditional stabilization of the residual deformation D of the rock walls 8 allows you to intervene in the sinking process - the control system, for example, gives the executive body 6 the processing mode of the cross-section of the trunk, - the diameter D of the trunk in the sinking” decreases not less than the necessary section of the trunk “in the light”, taking into account the thickness of the lining 2, or the diameter D of the trunk “in the penetration” increases.
Следует отметить, что контролируемая «конусность» ствола вблизи забоя 9 способствует смещению стволопроходческого комбайна на оче- редной шаг вглубь забоя с минимальными энергозатратами.  It should be noted that the controlled “taper” of the trunk near the face 9 contributes to the shift of the tunneling combine by another step deep into the face with minimal energy consumption.
Контроль деформаций б, в случае остановки проходческих работ позволяет отслеживать опасные для стволопроходческого комбайна смещения породных стенок 8, которые могут привести к его заклини- ванию в стволе, что является следствием параметрического резерва технологических возможностей комбайна. Существующие технологии проходки шахтных стволов предусматривают специальные достаточно трудоёмкие работы по исключению этого явления. The control of deformations b, in the case of stopping the tunneling, allows you to track the displacements of the rock walls 8, which are dangerous for the stemmer, which can lead to jamming in the barrel, which is a consequence of the parametric reserve technological capabilities of the combine. Existing technologies for tunneling mine shafts include special rather laborious work to eliminate this phenomenon.
Безусловно, способ сооружения шахтного ствола по заявляемой технологии конструктивно можно осуществить на комбайнах иной кон- струкции, нежели описана выше, просто настоящий стволопроходче- ский комбайн конструктивно и в части затрат на изготовление, и экс- плуатацию является оптимальным для комплексного решения задач строительства шахтных стволов.  Of course, the method of constructing a mine shaft using the claimed technology can be structurally carried out on combines of a different design than described above, just a real shaft boring combine is structurally and in terms of manufacturing costs, and operation is optimal for a comprehensive solution of the problems of construction of mine shafts .
Как видно, конструктивные и технологические особенности заяв- ленных технических решений повышают надежность и безопасность работ по возведению шахтных стволов - ресурсоёмких и сложных ин- женерных сооружений, - в широком диапазоне горно-геологических условий - от легкодеформируемых до весьма устойчивых пород, в том числе в рамках одного геологического горизонта. Это практически поз- воляет значительно уменьшить или исключить влияние специфических технологических особенностей проведения горнопроходческих работ, таких, например, как наличие или отсутствие предварительной замо- розки ствола, наличие первичной крепи и/ или анкерования и др. Это позволяет оптимизировать проходку ствола и толщину крепи 2 в сторо- ну её уменьшения. На практике это может выглядеть, в частности, как уменьшение объёма извлекаемой породы и, соответственно увеличение скорости проходки при том же объёме извлекаемой породы, и экономия бетона для возведения крепи 2 при повышении эксплуатационной надёжности шахтного ствола. В результате потребители получат совре- менное горное предприятие с оптимальными затратами ресурсов.  As you can see, the structural and technological features of the claimed technical solutions increase the reliability and safety of the construction of mine shafts - resource-intensive and complex engineering structures - in a wide range of mining and geological conditions - from easily deformed to very stable rocks, including in within one geological horizon. This practically allows one to significantly reduce or eliminate the influence of specific technological features of mining operations, such as, for example, the presence or absence of preliminary freezing of the trunk, the presence of primary lining and / or anchoring, etc. This allows optimizing the penetration of the trunk and the thickness of the lining 2 to the side of its reduction. In practice, this may look, in particular, as a decrease in the volume of extracted rock and, accordingly, an increase in the rate of penetration with the same volume of extracted rock, and a saving in concrete for the erection of lining 2 with an increase in the operational reliability of the mine shaft. As a result, consumers will receive a modern mining enterprise with optimal resource costs.
Изобретения проиллюстрируем следующим Примерами:  The invention is illustrated by the following Examples:
Пример 1 - общий случай проходки шахтного ствола.  Example 1 is a general case of a shaft shaft sinking.
Элементы комбайна монтируют в заранее подготовленном техно- логическом отходе (коротком участке ствола, монтажной или стартовой камере) с помощью универсального кранового оборудования. Произво- дят подключение всех необходимых коммуникаций (электроэнергия, вода, воздух). В результате внутри «юбки» шандор 4 располагаются монтажная 1 и забойная 3 рамы, которые контактируют с шандорами 4 посредством распорных гидродомкратов 5. Связь монтажной рамы 3 с забойной рамой 1 может осуществляться любым известным способом, например, таким, как описано в патенте РФ N 2600807 от 29.09.2015. The elements of the combine are mounted in a pre-prepared process waste (short section of the barrel, mounting or launching chamber) using universal crane equipment. All the necessary communications are connected (electricity, water, air). As a result, inside the “skirt” of the sandor 4 there are mounting 1 and bottomhole 3 frames that are in contact with the shandors 4 by means of hydraulic jacks 5. The mounting frame 3 can be connected to the bottomhole frame 1 in any known manner, for example, as described in RF patent N 2600807 from 09.29.2015.
Систему управления настраивают на диаметр ствола «в проходке» в соответствии с ранее полученными данными горно- геологических изысканий. The control system is adjusted to the diameter of the trunk in the tunnel” in accordance with previously obtained data from mining and geological surveys.
После монтажа оборудования и проверки его работоспособности на холостом ходу начинают процесс обработки забоя 9.  After installing the equipment and checking its performance at idle, the process of processing the face 9 begins.
Исполнительный орган 6 обработки поперечного сечения ствола, выполненный, например, в виде фрезы (режущего барабана) 10, начи- тает свою работу в забое 9. Разрушенная порода выносится на поверх- ность.  The executive body 6 of the processing of the cross section of the barrel, made, for example, in the form of a mill (cutting drum) 10, begins its work in the face 9. The destroyed rock is carried to the surface.
После выработки первого слоя породы комбайн вместе с шандо- рами 4 смещается на величину проходки. Система управления начина- ет анализировать данные, полученные с датчиков 7 измерения переме- щений (деформаций) породных стенок 8 и сравнивать их с условно- исходным положением (нулевыми точками) на уровне груди забоя 9. Выбирается максимальное из значений произведённых измерений - т.н. «худший» замер. Появляется возможность установить первое пока ещё приблизительное значение уровня Я условной стабилизации остаточной деформации D породных стенок 8.  After developing the first layer of rock, the combine, together with the chandlers 4, is shifted by the amount of penetration. The control system begins to analyze the data obtained from the sensors 7 for measuring the displacements (deformations) of the rock walls 8 and compare them with the conditionally initial position (zero points) at the bottom of the face 9. Select the maximum value of the measurements made - the so-called . "Worst" froze. It becomes possible to establish the first as yet approximate value of the level I of conditional stabilization of the residual deformation D of the rock walls 8.
По мере углубки ствола система управления начинает анализиро- вать значения произведённых измерений в замерах разных уровней, вследствие чего выстраивается достаточно достоверная картина опре- деления уровня Я условной стабилизации остаточной деформации D породных стенок 8, при котором нагрузка на крепь 2 не будет превы- шать её текущую несущую способность. При этом, каждое последующее измерение подтверждает выводы первичных измерений или оператив- но выявляет тенденции изменений деформаций <5, породных стенок.  As the trunk deepens, the control system begins to analyze the values of the measurements taken at different levels, resulting in a fairly reliable picture of determining the level of conditional stabilization of the residual deformation D of the rock walls 8, at which the load on the lining 2 will not exceed it current bearing capacity. At the same time, each subsequent measurement confirms the conclusions of the primary measurements or quickly reveals trends in changes in deformations <5 and rock walls.
В соответствии с технологическим регламентом начинают монтаж бетонной, тюбинговой, комбинированной или какой-либо другой крепиIn accordance with the technological regulations, installation begins concrete, tubing, combined or some other support
2. 2.
В породах, обладающих одинаковыми физико-механическими свойствами система управления никоим образом не «вмешивается» в процесс обработки забоя 9 исполнительным органом 6. Однако, как только свойства породы станут меняться, система управления выдаёт иной уровень Я условной стабилизации остаточной деформации D по- родных стенок 8. Если этот уровень не выходит за уровень расположе- ния монтажной рамы 3 продолжают осуществлять монтаж крепи 2. Ес- ли выходит вверх за уровень расположения монтажной рамы 3, то мон- таж крепи 2 осуществляют с использованием дополнительных приспо- соблений, например, подвесного полка. In rocks with the same physical and mechanical properties, the control system in no way intervenes in the processing of the face 9 by the executive body 6. However, as soon as the properties of the rock begin to change, the control system gives a different level of conditional stabilization of the residual deformation D of the rocks 8. If this level does not go beyond the level of the mounting frame 3, continue to install the support 2. If it goes up beyond the level of the mounting frame 3, then install the support 2 using calling for additional accessories, such as a hanging shelf.
В зависимости от прочности (крепости) обрабатываемой породы формируется управляющий сигнал на исполнительный орган 6 - для бо- лее твёрдых и устойчивых пород обрабатываемый диаметр ствола уменьшают, для менее твёрдых и устойчивых - увеличивают. Соответ- ственно изменяют толщину крепи 2 при сохранении заданного диамет- ра шахты ствола «в свету».  Depending on the strength (strength) of the processed rock, a control signal is generated on the executive body 6 - for harder and more stable rocks, the processed barrel diameter is reduced, for less hard and stable rocks they are increased. Correspondingly change the thickness of the lining 2 while maintaining the specified diameter of the shaft shaft “in the light”.
Эффект от использования изобретений будет тем больше, чем больше глубина шахтного ствола, а это многие сотни и даже тысячи метров.  The effect of the use of inventions will be greater, the greater the depth of the shaft shaft, and this is many hundreds and even thousands of meters.
Пример 2 - продолжение строительства шахтного ствола по новой технологии.  Example 2 - continued construction of a shaft shaft using new technology.
При проходке некоего шахтного ствола выявлена нестабильность породных стенок, требующая проведения дополнительных работ по ис- следованию стабильности пород и их укреплению. В результате суще- ственно увеличились издержки на возведение крепи и снизилась ско- рость проходки.  When driving a certain shaft shaft, instability of the rock walls is revealed, requiring additional work to study the stability of the rocks and their strengthening. As a result, the costs of erecting roof supports significantly increased and the rate of penetration decreased.
Принимается решение о технологическом совмещении процесса оперативного измерения текущих перемещений (деформаций б*) пород- ных стенок и, соответственно, выявления уровня Я условной стабили- зации их остаточной деформации D, при котором выявленные нагрузки на крепь не будут превышать текущую несущую способность породных стенок 8. При невозможности оснастить существующий комбайн соот- ветствующей системой управления для реализации заявленного спосо- ба, принимают решение о его демонтаже и доставке стволопроходче- ского комбайна, оснащённого функцией оперативного отслеживания уровня Н условной стабилизации остаточной деформации D породных стенок. A decision is made on the technological combination of the process of measuring current displacements (deformations b *) of the rock walls and, accordingly, identifying the level I of conditional stabilization of their residual deformation D, at which the detected loads the supports will not exceed the current bearing capacity of the rock walls 8. If it is impossible to equip the existing combine with the appropriate control system for implementing the claimed method, they decide to dismantle it and deliver the stem-boring combine equipped with the function of operational tracking of level H of conditional stabilization of residual deformation D of the rock walls.
У груди забоя 9 готовят технологический отход (стартовую каме- ру) и в ней монтируют стволопроходческий комбайн, выполненный со- гласно изобретению.  A technological waste (starting chamber) is prepared at the bottom of the face 9 and a stem-harvester made in accordance with the invention is mounted in it.
После монтажа оборудования и проверки его работоспособности на холостом ходу начинают процесс обработки забоя 9 согласно Приме- РУ 1 ·  After installing the equipment and checking its operability at idle, the process of processing the face 9 begins according to Example 1 ·
В результате уменьшается объём извлекаемой породы, снижается объём бетона, идущего на монтаж крепи и увеличивается скорость про- ходки ствола при повышении его эксплуатационной надёжности.  As a result, the volume of recoverable rock decreases, the volume of concrete used for mounting the lining decreases, and the shaft penetration speed increases with an increase in its operational reliability.
Пример 3 - проходка предварительно замороженного ствола.  Example 3 - sinking a pre-frozen trunk.
Существующий опыт проходки предварительно замороженных шахтных стволов выявил проблему периодического повреждения тру- бок охлаждения и связанные с этим большие издержки на их восста- новление или, если это допустимо, локализацию повреждений.  The existing experience of driving pre-frozen shaft shafts revealed the problem of periodic damage to the cooling pipes and the associated high costs of their repair or, if permissible, the localization of damage.
Как было описано выше, наличие, равно, как и отсутствие замо- розки ствола для стволопроходческого комбайна, реализующего заяв- ленный способ сооружения (проходки) не искажает картину объектив- ного мониторинга уровня Я условной стабилизации остаточной дефор- мации D породных стенок 8 для возведения крепи 2, при котором нагрузка на возводимую крепь 2 не будет превышать её текущую несу- шую способность. Эффектом использования заявленных изобретений является уменьшение объёма извлекаемой породы и, как следствие, возможность уменьшения диаметра обработки ствола «в свету» и увели- чение расстояния от фрезы 10 до трубок охлаждения, что снижает ве- роятность их повреждения. Практика показывает, что, например, для ствола диаметром 8 м «в свету» диаметр «в проходке» можно уменьшить на 0,5 м, что обеспечивает «запас» на обработку до трубок охлаждения в среднем 0,25 м. Это, практически, гарантирует безаварийный проход ствола на всю глубину шахты. As described above, the presence, as well as the absence of freezing of the trunk for a shaft harvester that implements the claimed method of construction (sinking), does not distort the picture of objective monitoring of the level I of conditional stabilization of residual deformation D of the rock walls 8 for erection lining 2, in which the load on the erected lining 2 will not exceed its current bearing capacity. The effect of using the claimed inventions is to reduce the volume of the extracted rock and, as a result, the possibility of reducing the diameter of the barrel processing “in the light” and increasing the distance from the cutter 10 to the cooling tubes, which reduces the likelihood of their damage. Practice shows that, for example, for the bore diameter of 8 m “in the light” the diameter “in the penetration” can be reduced by 0.5 m, which provides a “margin” for processing to cooling pipes of an average of 0.25 m. This practically guarantees a trouble-free passage of the barrel to the entire depth of the shaft .
Кроме того, повреждение трубок охлаждения может произойти в случае непринятия или несвоевременного принятия решений по нейтрализации деформаций породных стенок 8 ствола, так как их кон- вергенция способна привести к существенному искривлению трубок охлаждения, при котором будет нарушена их целостность и работоспо- собность. В такой ситуации крайне полезным оказывается контроль ве- личины деформаций <5 породных стенок 8. Так при достижении вели- чины деформации 6 породных стенок 8 значения, например, 80% от допустимой деформации трубок охлаждения, следует предпринять ме- ры по устранению указанных деформаций, например, применить анке- рование и/или первичное крепление, например, набрызг-бетон.  In addition, damage to the cooling tubes can occur if decisions are not made or untimely taken to neutralize deformations of the rock walls 8 of the barrel, since their convergence can lead to a significant distortion of the cooling tubes, which will impair their integrity and operability. In such a situation, it is extremely useful to control the strain value <5 of the rock walls 8. So, when the strain value of 6 rock walls 8 is reached, for example, 80% of the permissible strain of the cooling tubes, measures should be taken to eliminate these strains, for example, anchoring and / or primary fixing, for example, spray concrete.
Проходка ствола осуществляется аналогично Примерам 1 и 2.  Tunneling is carried out similarly to Examples 1 and 2.
В результате использования изобретений повысилась надежность и безопасность работ по возведению шахтных стволов в широком диа- пазоне горно-геологических условий - от легкодеформируемых до весь- ма устойчивых пород, в том числе в рамках одного геологического гори- зонта, - и специфических технологических особенностей проведения горнопроходческих работ, таких, например, как наличие или отсутствие предварительной заморозки ствола, наличие первичной крепи и/или анкерования и др. Повысилась эксплуатационная надёжность шахтного ствола и производительность проходки при снижении ресурсоемкости горных работ.  As a result of the use of inventions, the reliability and safety of mine shaft construction in a wide range of mining and geological conditions — from easily deformable to highly stable rocks, including within the same geological horizon — and the specific technological features of mining works, such as, for example, the presence or absence of preliminary freezing of the trunk, the presence of primary support and / or anchoring, etc. The operational reliability of the shaft shaft has increased, etc. driving productivity while reducing the resource intensity of mining.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1. Способ сооружения шахтного ствола, включающий механизи- рованиую разработку забоя, возведение временной крепи и дальнейшее возведение постоянной крепи с отставанием от груди забоя на величи- ну не ниже уровня условной стабилизации остаточной деформации по- родных стенок, при котором нагрузка на крепь не превышает текущую несущую способность крепи, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ ТЕМ, ЧТО уровень условной стабилизации остаточной деформации породных стенок, при котором нагрузка на крепь не превышает её текущую несущую способ- ность определяют по характеру изменения деформаций породных сте- нок, для чего непосредственно у груди забоя, по меньшей мере, в одной точке фиксируют условно-исходное положение породной стенки ствола и по мере углубки ствола на заданный уровень производят, по мень- шей мере, в одной точке измерение деформаций породной стенки отно- сительно её условно-исходного положения, после чего устанавливают характер изменения деформаций породных стенок ствола по высоте от уровня фиксации условно-исходного положения стенки ствола, а нагрузку на крепь определяют по текущей величине деформации на уровне условной стабилизации остаточной деформации породных сте- нок исходя из установленного характера деформации стенок ствола. 1. A method of constructing a shaft shaft, including mechanized development of the face, construction of a temporary support, and further construction of a permanent support with a lag behind the bottom of the face by an amount not lower than the level of conditional stabilization of the residual deformation of the rock walls, at which the load on the support does not exceed the current bearing capacity of the lining, DIFFERENT THAT, that the level of conditional stabilization of the residual deformation of the rock walls, at which the load on the lining does not exceed its current bearing capacity, is determined by the nature for changes in deformations of the pedigree walls, for which, directly at the bottom of the face, at least at one point, the conditionally initial position of the pedigree wall of the trunk is fixed and, as the trunk is deepened to a predetermined level, at least one point is measured deformations of the rock wall with respect to its conditionally initial position, after which the nature of the change in the deformation of the rock walls of the barrel in height from the level of fixation of the conditionally initial position of the barrel wall is established, and the load on the lining is determined by the current value the cause of deformation at the level of conditional stabilization of the residual deformation of the rock walls based on the established nature of the deformation of the barrel walls.
2. Способ по п. 1 , ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ ТЕМ, ЧТО изменение дефор- маций породных стенок определяют как разницу диаметров ствола на уровне груди забоя в точке условно-исходного положения породной стенки ствола и на заданном уровне.  2. The method according to claim 1, characterized in that the change in the deformation of the rock walls is defined as the difference between the trunk diameters at the bottom of the bottom face at the conditionally-initial position of the rock wall of the trunk and at a given level.
3. Способ по п. 1, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ ТЕМ, ЧТО изменение дефор- маций породных стенок определяют как разницу периметров ствола на уровне условно-исходного положения породной стенки ствола у груди забоя и на заданном уровне.  3. The method according to claim 1, characterized in that the change in the deformation of the rock walls is defined as the difference in the perimeters of the barrel at the level of the conditionally initial position of the rock wall of the barrel at the bottom of the face and at a given level.
4. Способ по п. 1, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ ТЕМ, ЧТО условно-исходное положение породной стенки ствола фиксируют у груди забоя путём назначения диаметра его обработки. 4. The method according to claim 1, characterized in that the conditionally initial position of the pedigree wall of the trunk is fixed at the bottom of the chest by destination diameter of its processing.
5. Способ по п. 1 , ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ ТЕМ, ЧТО измерения дефор- маций породных стенок производят в заданном уровне одновременно в нескольких точках по периметру поперечного сечения ствола и ус а- навливают характер изменения деформаций породных стенок ствола по точке с максимальной деформацией (по худшему из замеров).  5. The method according to claim 1, characterized in that the measurements of the deformations of the rock walls are made at a predetermined level simultaneously at several points along the perimeter of the cross section of the barrel and establish the nature of the change in the deformation of the rock walls of the barrel at a point with maximum deformation (at worst from measurements).
6. Стволопроходческий комбайн, включающий монтажную раму для возведения крепи и забойную раму, щитовую распорную податли- вую оболочку в виде ряда установленных по периметру забойной рамы шандор, связанных с ними посредством распорных гидродомкратов, исполнительный орган обработки поперечного сечения ствола, выпол- ненный с возможностью, по меньшей мере, радиального перемещения относительно забойной рамы, и систему управления, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ ТЕМ, ЧТО, по меньшей мере, между одной шандорой и одной из рам или обеими рамами и/или, по меньшей мере, между двумя соседними шандорами размещены датчики измерения перемещения, а система управления включает в себя блок обработки результата измерений, формирующий ординату уровня условной стабилизации остаточной де- формации породных стенок от груди забоя, при этом система управле- ния включает блок управления режимом обработки поперечного сече- ния ствола исполнительным органом.  6. A stem-boring combine, including a mounting frame for erecting a lining and a bottomhole frame, a shield expansion sleeve, in the form of a series of sandors installed around the bottomhole frame, connected with them by means of hydraulic jacks, an executive body for processing the cross section of the trunk, made with the possibility of at least radial movement relative to the bottomhole frame, and a control system DIFFERENT THAT between at least one scandra and one of the frames or both frames and / or at least re, displacement measurement sensors are placed between two neighboring shandors, and the control system includes a processing unit for the measurement result, which forms the ordinate of the level of conditional stabilization of the residual deformation of the rock walls from the bottom of the face, while the control system includes a control unit for processing the cross section - Niya trunk executive body.
7. Комбайн по п. 6, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ ТЕМ, ЧТО, по меньшей ме- ре, часть датчиков измерения перемещений размещена на распорных гидро домкратах или встроена в них.  7. The harvester according to claim 6, DIFFERENT THAT, at least, a part of the displacement measuring sensors is placed on or integrated into the hydraulic jacks.
PCT/RU2019/000595 2018-08-28 2019-08-26 Mine shaft construction method and shaft sinking machine WO2020046175A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19854844.8A EP3845738A4 (en) 2018-08-28 2019-08-26 Mine shaft construction method and shaft sinking machine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018131076A RU2685365C1 (en) 2018-08-28 2018-08-28 Method of mine shaft construction and a shaft-penetrating combine
RU2018131076 2018-08-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020046175A1 true WO2020046175A1 (en) 2020-03-05

Family

ID=66168457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2019/000595 WO2020046175A1 (en) 2018-08-28 2019-08-26 Mine shaft construction method and shaft sinking machine

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3845738A4 (en)
RU (1) RU2685365C1 (en)
WO (1) WO2020046175A1 (en)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1126698A (en) 1910-01-24 1915-02-02 Richardson Mfg Company Manure-spreader.
US1288302A (en) 1916-01-24 1918-12-17 Packard Motor Car Co Hydrocarbon-motor.
US2519041A (en) * 1947-03-12 1950-08-15 George S Gluck Shaft mucking machine
SU1288302A1 (en) * 1984-12-30 1987-02-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела Method of measuring the loading of shaft lining
SU1606698A1 (en) * 1988-11-21 1990-11-15 Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу Method of sinking mine shaft
RU2060394C1 (en) * 1993-03-17 1996-05-20 Институт горного дела СО РАН Method for lining the shaft with cast-in-situ reinforced concrete and slip forms for its embodiment
RU2398967C1 (en) 2009-07-23 2010-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный горный университет (МГГУ) Method for tunnelling of vertical shafts in watered unstable rocks and device for its realisation
RU2493367C1 (en) 2012-07-06 2013-09-20 Александр Александрович Кисель Method to construct vertical mine by blasting and drilling method with tubing lining and tunnelling complex for method realisation
RU134216U1 (en) 2013-04-23 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук (ИГД УрО РАН) STEEP MULTILAYER MOUNTING UNDERGROUND MINING
RU2600807C1 (en) 2015-09-29 2016-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "Скуратовский опытно-экспериментальный завод" Shaft sinking combine

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1126698A1 (en) * 1983-09-29 1984-11-30 Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Оснований И Подземных Сооружений Им.Н.М.Герсеванова Method of tunelling deep mine shafts in low-flooded rocks
RU2095574C1 (en) * 1990-10-02 1997-11-10 Специализированное производственное геологическое объединение по тампонажным и геологоразведочным работам "Спецтампонажгеология" Method for construction of mine shafts in watered unstable rocks
DE10793425T8 (en) * 2009-06-30 2013-04-25 Technological Resources Pty. Ltd. MAKING A SHEEP FOR A UNDERGROUND DAY
RU2592580C1 (en) * 2015-01-30 2016-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Скуратовский опытно-экспериментальный завод" Method of well shaft construction, shaft sinking combine, rock destruction unit and reinforcing support erection device (versions)
RU2631061C1 (en) * 2016-06-24 2017-09-18 Общество с ограниченной ответственностью "Скуратовский опытно-экспериментальный завод" Method for construction of prefabricated-solid support of shaft of mining enterprise and device for its implementation

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1126698A (en) 1910-01-24 1915-02-02 Richardson Mfg Company Manure-spreader.
US1288302A (en) 1916-01-24 1918-12-17 Packard Motor Car Co Hydrocarbon-motor.
US2519041A (en) * 1947-03-12 1950-08-15 George S Gluck Shaft mucking machine
SU1288302A1 (en) * 1984-12-30 1987-02-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела Method of measuring the loading of shaft lining
SU1606698A1 (en) * 1988-11-21 1990-11-15 Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу Method of sinking mine shaft
RU2060394C1 (en) * 1993-03-17 1996-05-20 Институт горного дела СО РАН Method for lining the shaft with cast-in-situ reinforced concrete and slip forms for its embodiment
RU2398967C1 (en) 2009-07-23 2010-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный горный университет (МГГУ) Method for tunnelling of vertical shafts in watered unstable rocks and device for its realisation
RU2493367C1 (en) 2012-07-06 2013-09-20 Александр Александрович Кисель Method to construct vertical mine by blasting and drilling method with tubing lining and tunnelling complex for method realisation
RU134216U1 (en) 2013-04-23 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук (ИГД УрО РАН) STEEP MULTILAYER MOUNTING UNDERGROUND MINING
RU2600807C1 (en) 2015-09-29 2016-10-27 Общество с ограниченной ответственностью "Скуратовский опытно-экспериментальный завод" Shaft sinking combine

Non-Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Description of the invention to USSR copyright certificate No. 1286774", IPC E21D 1/00, E 1D 1/12, 20 August 1985 (1985-08-20)
G.A. KRUPENNIKOV ET AL.: "Rock masses Interaction with the vertical mine workings lining", 1966, pages: 315
K.V. RUPPENEIT: "Deformability of fractured rock masses", 1975, pages: 223
N. S. VULYCHEV, MECHANICS OF UNDERGROUND STRUCTURES
N.NFOTIEVA: "Calculation of lining for underground structures in seismically active areas", 1980, pages: 221
N.S VULYCHEV: "The mechanics of underground structures. Textbook for high schools", 1982, article "Mechanics of underground structures", pages: 270
See also references of EP3845738A4
V. E. BOLIKOV ET AL., ON THE ISSUE OF SINKING SHAFT IN A TECTONICALLY STRESSED ROCK MASS
V.E. VOLIKOVS. A. RYBAKI. A. OZORNIN: "On the issue of shaft sinking in a tectonically-stressed rock mass", MOUNTAIN INFORMATION AND ANALYTICAL BULLETIN (SCIENTIFIC AND TECHNICAL JOURNAL, 2014, pages 163 - 171

Also Published As

Publication number Publication date
EP3845738A4 (en) 2022-04-13
EP3845738A1 (en) 2021-07-07
RU2685365C1 (en) 2019-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li Principles of rockbolting design
CN104763432B (en) A kind of method that high stress tunnel country rock release controls large deformation
Delisio et al. A new model for TBM performance prediction in blocky rock conditions
CN102220866B (en) Pressure relief and consolidation synergizing prevention and control method for rock burst in deep coal drift
JP7337420B2 (en) Method for monitoring and supporting mining tunnel host rock
CN107218043A (en) A kind of breaking surrounding rock cavern excavation method
CN105715276A (en) Forepoling method for actively preventing and controlling rock outburst
CN110206547B (en) Method suitable for shaft tunneling and supporting in deep stratum and high-stress area
Kulczykowski et al. Application of soil nailing technique for protection and preservation historical buildings
Marlow et al. Shotcrete ribs and cemented rock fill ground control methods for stoping in weak squeezing rock at Wattle Dam Gold Mine
Yuan et al. A study on the mechanism and controlling techniques of roadway deformations under high in situ stress conditions
WO2020046175A1 (en) Mine shaft construction method and shaft sinking machine
Orrego et al. Undercutting method selection at Cadia East PC2-3 extension
Krukovskyi et al. Some aspects of development and application of the bearing-bolt supporting technology
RU2805691C1 (en) Method for conducting mining works in development of flat coal beds
RU162636U1 (en) FASTENING OF BREED ARRAY IN THE MINING ZONE
Greenelsh The N663 stope experiment at Mount Isa Mine
Glinskii et al. Design of seismic-resistant linings for rock burst conditions
RU2684647C1 (en) Method of managing geomechanical condition of rock massif
Badalyan et al. Resource-saving Technology of Building of Vertical Mine Working in Soil
RU2132464C1 (en) Method for stabilizing rock by rods in underground workings
Prasad et al. Engineering Geological and Geotechnical Approaches for the Construction of Powerhouse Cavern of Tehri Pumped Storage Plant (1000 MW)-A Case Study.
Festa et al. Tunnel-boring in soft soil: A study on the driving forces applied to a slurry-shield TBM
Korshunov et al. On stability loss evaluation of transmission free-standing concrete poles
Georgiou et al. Use of the tunnel face stability factor in unsupported and supported tunnel faces

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19854844

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019854844

Country of ref document: EP

Effective date: 20210329