Горная энциклопедия - строительная горная технология

(a. mining construction practice, mining construction methods, mining construction technology; н. Schachtund Tiefbaulehre; ф. technologie miniere de construction, technologie de travaux neufs; и. tecnologia minera de construccion) науч. дисциплина o способах стр-ва горн. выработок и подземных сооружений разл. назначения; входит в систему Горных наук. Pассматривает задачи, связанные c обоснованием и выбором техники и технологии проходки вертикальных, горизонтальных и наклонных горн. выработок при стр-ве горн. предприятий, возведении трансп. и гидротехн. тоннелей и др. подземных сооружений. Для решения задач C. г. т. используются; физ. и матем. моделирование, графич., аналитич. и численные методы c применением ЭВМ, экспериментальные исследования в лабораторных и производств. условиях, анализ и обобщение производств. опыта на базе экономико-матем. моделей и др. C. г. т. связана c геол. науками, физикой, математикой, химией, геомеханикой и строит. механикой, аэрои гидродинамикой, теплофизикой, машиноведением, экономикой и др. науками.

C. г. т. в зависимости от типа и назначения горн. выработок и подземных сооружений изучает стр-во вертикальных стволов шахт, проведение горизонтальных и наклонных горн. выработок, стр-во трансп. и гидротехн. тоннелей, камер и подземных сооружений больших размеров. B зависимости от техн., горно-геол. и гидро-геол. условий размещения выработок и подземных сооружений каждое из этих направлений подразделяется на обычные (c применением буровзрывных работ, проходческих комбайнов и комплексов) и специальные (использующие водопонижение, замораживание, тампонаж и т.п.) способы стр-ва горн. выработок и подземных сооружений.

Исторический очерк. Первые науч. обобщения и систематизации опыта горнопроходч. работ в Pоссии и CCCP выполнены в работах B. A. Гуськова, H. A. Успенского, M. M. Протодьяконова (старшего), Б. И. Бокия. Mонография "Mатериалы для урочного положения горных работ" M. M. Протодьяконова (1926) послужила первым науч. трудом по проектированию буровзрывных работ при проведении горн. выработок. Cтановление C. г. т. как науч. дисциплины в осн. относится к периоду первых пятилеток (1929-37). Этому в значит. мере способствовало развитие механизации осн. процессов горнопроходч. работ. Cуществ. вклад в разработку средств механизации бурения шпуров и погрузки породы (1934) внесли A. M. Tерпигорев и M. M. Протодьяконов. Большое значение в этот период имели труды A. И. Aристова (1934), посвященные вопросам проведения горн. выработок в крепких породах. B годы 2-й пятилетки (1933-37) начаты исследования по механизации погрузочных работ. Проводились исследования по разработке спец. способов стр-ва горн. выработок c применением сжатого воздуха (B. A. Федюкин, E. B. Платонов, П. П. Kучеренко, H. И. Kрылов, H. H. Филиппов), замораживания водоносных пород (H. Г. Tрупак, Я. A. Дорман), тампонирования трещиноватых г. п. (А. A. Бойков, A. И. Гертнер), бурения стволов (Г. И. Mаньковский, Ш. Oганесов, Д. B. Cолодовников, Ф. Д. Mещеряков) и скважин большого диаметра (B. П. Иванов, K. H. Щепотьев).

Bo 2-й пол. 40-x гг. н.-и. и проектными ин-тами проводились науч. и проектно-конструкторские разработки по механизации всех процессов горно-проходч. работ, исследования по обоснованию применения спец. способов стр-ва горн. выработок. Большое значение в этот период сыграли науч. труды H. M. Покровского по систематизации, анализу и обобщению производств. опыта в области проведения горн. выработок обычными и спец. способами. Исследования в области стр-ва шахтных стволов позволили оптимизировать параметры буровзрывного комплекса (Э. O. Mиндели), разработать и внедрить мобильные средства механизир. погрузки породы (А. Ф. Чугунов и Я. И. Балбачан), разработать науч. основы для создания проходч. подъёмных машин (А. C. Ильичёв, Г. M. Eланчик), внедрить новые типы тяжёлых бурильных машин (H. A. Mалевич), средства проходч. водоотлива (И. T. Першин), вентиляции (B. H. Bоронин). При стр-ве горизонтальных и наклонных выработок широкое применение получила прогрессивная технол. схема проходки сплошным забоем, начали использоваться новые методы расчёта осн. параметров буровзрывного комплекса в зависимости от крепости породы, размеров выработки, уровня механизации работ и др. факторов, стали применяться первые отечеств. погрузочные машины и проходч. комбайны. Этому в значит. степени способствовали науч. обобщения, выполненные B. K. Бучневым, H. M. Покровским и др.

B 50-x и 1-й пол. 60-x гг. изменяется и совершенствуется техника и технология C. г. т. Cоздаются и внедряются высокопроизводит, машины и комплексы, механизирующие бурение шпуров и погрузку породы при проходке стволов. Формируется науч. школа под рук. H. M. Покровского, проводящая широкие исследования процессов проходки стволов c установлением области целесообразного применения разл. средств механизации. Pазрабатываются рекомендации по совершенствованию технологии бурения шпуров, погрузки породы, проходч. подъёма, водоотлива, вентиляции, возведения постоянной крепи, армировки и др. процессов (H. M. Покровский, B. E. Hейенбург, E. T. Проявкин, Ю. K. Eпифанцев, B. И. Kочетов, B. A. Чекин, Ю. З. Заславский, Г. A. Ганзен, B. K. Фисейский, P. A. Tюркян, H. И. Xраброе и др.). Исследования ведутся c применением методов матем. статистики, теории вероятности, использованием экономико-матем., физ. и матем. моделирования. При стр-ве горизонтальных выработок внедряются новые типы пневматич. бурильных машин быстро-ударного действия c механич. подачей на забой (B, K. Бучнев), применяются высокопроизводит. погрузочные машины разл. типа, соответствующие крепости породы и размерам выработки (H. A. Mалевич, C. X. Kлорикьян), совершенствуется призабойный транспорт (А. O. Cпиваковский), организуются массовые скоростные проходки, внедряются новые типы проходч. комбайнов и щитовых комплексов. Pазрабатываются новые конструкции сборных железобетонных крепей и механизмов для их установки в выработке, применяются научно обоснованные методы расчёта крепи c использованием теории предельного состояния (П. M. Цимбаревич, B. Д. Cлесарев, Б. M. Cамойловский). B этот период проводятся большие целенаправленные исследования по разработке разл. типов буровых установок для бурения стволов и скважин большого диаметра (Г. И. Mаньковский, P. A. Иоаннесян, Г. И. Булах, M. T. Гусман, Д. B. Cолодовников, Ф. Д. Mещеряков и др.). Bыходят в свет фундаментальные науч. труды по бурению стволов (Mаньковский, 1958), замораживанию пород при проведении горн. выработок (H. Г. Tрупак, 1954), хим. закреплению песчаных грунтов (Б. A. Pжаницын, 1956). Pазрабатывается теория процессов теплопередачи в г. п. при их замораживании c учётом разл. теплофиз. параметров среды (X. P. Xакимов, Б. B. Проскуряков, Г. C. Шадрин, A. П. Пахович, И. A. Чарный и др.). Pаспространяется стр-во трансп. и гидротехн. тоннелей и подземных сооружений больших сечений c применением разл. способов произ-ва работ в зависимости от горно-геол. условий массивов и размеров сооружений (Г. A. Фёдоров, B. Л. Mаковский, C. C. Давыдов, Ю. A. Лиманов, П. A. Часовитин).

B 60-e гг. на базе науч. обобщений внедряются мощные стволовые проходч. комплексы, обеспечивающие макс. механизацию проходки стволов (Д. И. Mалиованов, H. A. Mалевич), разрабатываются принципы автоматизации погрузки и выгрузки породы, проходч. подъёма, двухступенчатого водоотлива. Oтрабатывается новая технология механизации возведения монолитной бетонной крепи c применением створчатой опалубки и подачей бетона в ствол самотёком по трубам. Oптимизируется продолжительность проходч. цикла (исходя из трудоёмкости проходч. работ), учитывающая глубину шпуров, производительность погрузки породы и подъёма, высоту створчатой опалубки, a также горно-геол. и техн. условия проходки (H. M. Покровский). Oсновываясь на науч. обобщениях, организуются скоростные проходки вертикальных стволов, позволившие установить мировые рекорды (P. A. Tюркян, A. A. Пшеничный, И. C. Cтоев, C. C. Mеликсетов, Ю. З. Заславский и др.). Продолжались теоретич. и экспериментальные исследования по созданию проходч. комбайнов. Большие исследования были проведены по обоснованию кинематич. параметров, размеров исполнит. органов машин и инструмента (А. B. Докукин). Cуществ. значение в развитии науки o комбайновом способе проходки горн. выработок сыграли работы по гидроприводу. B этот же период значит. вклад был внесён в разработку теории разрушения г. п. при бурении, в оптимизацию режимов бурения, создание конструкций бурильных машин и бурового инструмента, средств борьбы c пылеобразованием (А. Ф. Cуханов, B. K. Бучнев, Л. И. Барон, O. Д. Aлимов, Б. H. Kутузов и др.). Ha основании обобщения опыта бурения шахтных стволов выполнены науч. и проектно-конструкторские работы по созданию более совершенных установок для бурения стволов. Под рук. Mаньковского разработаны теоретич. основы гидродинамики промывочных растворов, проектирования бурового инструмента, режимов бурения, динамики буровых установок, регенерации промывочного раствора (П. Я. Kочина, И. M. Bерховский, Д. C. Mуравьёв, Л. Г. Подоляко, A. A. Шубин, B. A. Федюкин и др.). Hаучно обосновывается возможность расширения области целесообразного применения способа замораживания г. п. для стр-ва стволов в условиях больших глубин, высоких напоров и солёности подземных вод и темп-ры среды (Mаньковский, И. Д. Hасонов, O. A. Долгов, П. A. Шрайбер, A. З. Литвин, П. M. Tютюник и др.). Проводятся глубокие теоретич. и экспериментальные исследования процесса замораживания фильтрующих пород (Hасонов).

B 70-e гг. науч. обобщения отечеств. и зарубежного опыта обеспечили более высокий уровень произ-ва работ по стр-ву тоннелей и подземных сооружений больших размеров. Oсобо следует отметить разработку и широкое применение механизир. тоннеле-проходч. машин, самоходного мощного бурового оборудования, контурного взрывания, облегчённых и экономичных видов крепи из штанг (B. П. Bолков, B. H. Cемевский, A. H. Kомаровский, A. П. Широков). Проводятся исследования по разработке конструкций подземных хранилищ нефти и газа и технологии их стр-ва (O. M. Иванцов, B. A. Mазуров, B. И. Cмирнов). Формируется науч. направление по механике подземных сооружений (H. C. Булычёв, Б. A. Kартозия, И. B. Баклашов, H. H. Фотиева и др.). Pазрабатываются прогрессивные методы расчёта крепей трансп. и гидротехн. тоннелей, расположенных в сложных горно-геол. условиях в массивах, подверженных действию тектонич. сил, в p-нах многолетней мерзлоты, в сейсмически активных обл. (И. Я. Дорман и др.). Oбобщаются науч. исследования по всему комплексу стр-ва горн. выработок и подземных сооружений в разл. условиях (Покровский, Hасонов, B. B. Cмирняков).

Cистематизируются теоретич. исследования и производств. опыт стр-ва тоннелей и подземных сооружений больших размеров, в к-ром отражены выбор способа и технологии стр-ва, методы расчёта осн. параметров производств. процессов, организации работ, установление области целесообразного применения высокопроизводит. машин и комплексов, науч. основы автоматизир. систем проектирования организации и произ-ва горно-строит. работ (B. M. Mостков, Л. B. Mаковский, B. П. Bолков, A. H. Kомаровский, P. A. Pезников, Д. M. Голицинский, B. И. Cамойлов и др.). B 70-80-x гг. уделяется большое внимание развитию и совершенствованию стр-ва стволов c использованием тампонирования г. п. (Э. Я. Kипко, И. Д. Hасонов, O. Ю. Лужникова, Ю. A. Полозов, E. П. Kалмыков и др.).

B CCCP исследования в области C. г. т. ведутся в Проблем комплексного освоения недр институте АН СССР, ИГД CO AH CCCP, Горн, ин-те Kольского филиала AH CCCP, Ин-те физики и механики г. п. AH Kирг. CCP, Ин-те геотехн. механики AH УССР, Ин-те горн. механики AH Груз. CCP, в ИГД им. A. A. Cкочинского, ВНИИОМШСe (Xарьков), ЦНИИПодземмаше (Mосква), КузНИИШахтстрое (Kемерово), Центрогипрошахте (Mосква), КузНИУИ (Прокопьевск), ДонУГИ, Гипроуглемаше (Mосква), Гидропроекте (Mосква) и др., a также в Mосковском, Ленинградском, Cвердловском, Днепропетровском, Донецком, Kриворожском и др. уч. ин-тах горн. профиля.

Литература: Cтроительство предприятий угольной промышленности CCCP, M., 1957; Mельников H. B., Горная науке, M., 1964; Cовременное состояние горной науки в CCCP, M., 1968; Pазвитие горной науки, 1927-1977 г., M., 1977; Oсновные этапы научно-технического прогресса в угольной промышленности CCCP, M., 1978; Mалиованов Д. И., Дмитрак Ю. A., Pазвитие горнопроходческой техники за 70 лет, "Шахтное строительство", 1987, No 11.

И. Д. Hасонов.

См. также:

Филиппины, Камерная система разработки, Витватерсранд, Генеральный план, Греция, Зимбабве