Комплексное обследование и оценка технического состояния горно-капитальных выработок

Иванов Е.А., ведущий инженер горно-геологического отдела АО "Иргиредмет"

В статье представлен опыт специалистов горно-геологического отдела АО "Иргиредмет" в проведении комплексного обследования и оценке технического состояния подземных горно-капитальных выработок на предмет соответствия требованиям документации, определения возможности их безопасной эксплуатации или необходимости восстановления.

Введение

Горнодобывающее предприятие – достаточно сложный и опасный производственный объект. При смене его собственника непременно возникает вопрос о состоянии капитальных сооружений, положении и этапе развития работ, проводимых на приобретенной бизнес-единице.

Новому руководству в кратчайшие сроки необходимо получить детальное представление об активе для составления дальнейшего плана развития предприятия. Особое внимание при этом необходимо уделить подземным горным работам как наиболее трудоемким и особо опасным.

С целью проверки соответствия подземных горно-капитальных выработок требованиям проектно-конструкторской и нормативно-технической документации, определения возможности их дальнейшей безаварийной эксплуатации или необходимости восстановления и усиления конструкций проводится комплексное обследование и оценка технического состояния.

Обследование и оценка подземных участков горных работ

Обследование подземных участковгорных работ включает в себя четыре этапа:

1. Сбор исходных данных, подготовка к выполнению комплексного обследования, составление и согласование программы работ.
2. Предварительное (визуальное) обследование подземных горных выработок, определение объема работ для детального инструментального обследования.
3. Детальное инструментальное обследование подземных выработок.
4. Камеральные работы с последующим предоставлением отчета о выполненном обследовании.

В рамках обследования проводятся работы по анализу имеющейся технической документации, маркшейдерской съемке, обследованию участков выработок с креплением и без него.

Анализ имеющейся технической документации предполагает изучение предоставленных заказчиком исходных данных: геологической и проектной документации, маркшейдерской съемки, паспортов крепления горных выработок, паспортов буровзрывных работ и т.д.

Результатом анализа является акт, в котором перечислена рассмотренная документация и приведена информация о достаточности или недостаточности данных для выполнения работ по обследованию.

Маркшейдерская съемка горных выработок осуществляется методом теодолитного хода с использованием электронного тахеометра (рис. 1–2).

Рисунок 1. Маркшейдерская съемка

Рисунок 2. Электронный тахеометр Sokkia SET530R (слева), отражатель геодезический (справа)

По установленным точкам теодолитного хода выполняется сканирование горных выработок мобильным сканером в соответствии с проектом производства маркшейдерских работ. Результатом сбора и обработки данных мобильного лазерного сканирования является разреженное облако точек (рис. 3), которое служит основой для построения 3D-моделей выработок и сечений.

Рисунок 3. Мобильный сканер GoSLAM RS100S (слева), разреженное облако точек с сечениями (справа)

Далее выполняется сравнение результатов маркшейдерской съемки (геометрическое положение в массиве, сечение и профиль горной выработки) с результатами маркшейдерской съемки при проходке выработок и проектными параметрами.

Обследование участков выработок без крепления производится визуальным методом (рис. 4), оценивается устойчивость горной выработки: наличие заколов, вывалов, трещиноватости пород и т.п.

Рисунок 4. Визуальное обследование горных выработок

Обследование участков выработок с креплением производится в несколько этапов. Визуальным методом определяется сплошность нанесения торкретбетона, соответствие проектному сечению и профилю, наличие балластного слоя, состояние проезжей и ходовой частей в горной выработке в соответствии с проектной документацией.

Затем измеряется толщина слоя торкретбетона. С этой целью используется несколько способов: бурение шпура электрическим перфоратором, механическое скалывание, выпиливание алмазным диском, выбуривание алмазной коронкой и измерение линейкой (рис. 5).

Рисунок 5. Бурение шпура электрическим перфоратором (слева), выпиливание торкретбетона алмазным диском (в центре), определение толщины торкретбетона линейкой (справа)

По завершении измерения толщины слоя торкретбетона определяется класс его прочности. замеры выполняются втрех-пяти точках по периметру сечения выработки с шагом в 10 м по длине горной выработки (рис. 6).

Рисунок 6. Схема расположения точек отбора образцов и определения прочности торкретбетона

Работы по определению класса прочности торкретбетона выполняются в соответствии с ГОСТ 28570-2019 "Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций", ГОСТ 17624-2012. "Бетоны. ультразвуковой метод определения прочности", ГОСТ 22690-2015 "Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля", посредством ультразвукового тестера для бетона, склерометра (молотка Шмидта) или испытания образцов в лаборатории (рис. 7).

Рисунок 7. Ультразвуковой тестер бетона UK1401 (слева), молоток Шмидта (МШ-75; справа)

Далее проводится испытание анкеров на несущую способность. Работы по проверке качества установки анкерной крепи и ее закрепления в массиве выполняются штанговыдергивателем типа ПКА (прибора контроля несущей способности анкеров; рис. 8) в соответствии с требованиями имеющегося на предприятии положения по креплению и поддержанию горных выработок, а также инструкцией по эксплуатации ПКА.

Рисунок 8. Установка ПКА для определения прочности закрепления анкера в шпуре

В случае если анкер не прошел испытание заданной нагрузкой, дополнительно проверяются два соседних анкера в ряду. Итоговые результаты фиксируются в акте испытаний анкеров с указанием мест и результатов замеров.

Дополнительно выполняется обследование технологических коммуникаций.

Пожарно-оросительный трубопровод, трубопровод сжатого воздуха, водоотливной трубопровод, противопожарные и вентиляционные двери:

• определение соответствия фактических диаметров трубопроводов (визуальный и измерительный контроль) проектным показателям и толщины стенки трубопроводов (ультразвуковая толщинометрия) значениям, определенным в проектной документации;
• определение качества соединений трубопроводов (сварные или фланцевые соединения) на предмет утечки воды или сжатого воздуха (визуально);
• определение пространственного положения трубопроводов на предмет соответствия проектной документации;
• проверка крепления трубопроводов к борту горной выработки (узлы подвески, крепления) на соответствие проектной документации.

Кабельные линии:

• проверка марки кабелей на соответствие проектной документации;
• проверка узлов подвеса кабелей и соединительных муфт на соответствие проектной документации;
• проверка целостности изолирующей оболочки кабелей (визуально).

На завершающих этапах выполняется проверка на соответствие проектной документации объемов фактически выполненных строительно-монтажных работ по сооружению противопожарных и вентиляционных дверей, установленных в горной выработке, их пространственного положения.

Кроме того, в процессе обследования противопожарных и вентиляционных дверей, установленных в горной выработке, проверяются договоры на поставку материалов и изделий, наличие сертификатов соответствия ГОСТ (ТУ).

Заключение

По результатам комплексного обследования технического состояния горно-капитальных выработок составляется отчет, содержащий следующую информацию:

• анализ исходных данных и материалов;
• краткое описание проектных конструктивных и объемно-планировочных решений по горной выработке, решений по устройству сетей инженерно-технического обеспечения, инженерных систем и оборудования и технических устройств;
• анализ результатов маркшейдерской съемки подземных горных выработок;
• общее описание состояния горной выработки, инженерных сетей, систем и оборудования по результатам визуального осмотра;
• результаты обследования крепления подземной горной выработки;
• обобщенные результаты и выводы обследования состояния подземной горной выработки;
• текстовые приложения;
• фотографии и графическая документация;
• документы о лицензировании и аттестации оборудования и лабораторий;
• документы об образовании и аттестации руководителей экспертных групп.

По итогам комплексного обследования подземных участков горных работ новый руководитель сможет увидеть общую картину производства, принять ряд верных решений и разработать дальнейшую стратегию развития предприятия.

"ЗОЛОТОДОБЫЧА" № 8 (297), АВГУСТ 2023 ГОДА

© АО "Иргиредмет", 2024