Статьи, технические документы и презентации
Конференция: CAVING 2022, Hilton Adelaide, Южная Австралия
Автор(ы): Брендан Кромптон и Грейг Нокс
Дата: 30 августа - 1 сентября 2022
Общий обзор: Характеристика арматуры — это ее прочность в новом состоянии на день производства. Арматура крепи пород подвергается дискретным квазистатическим (имитация оседания) или динамическим (имиатция сейсмичности) испытаниям в зависимости от условий, ожидаемых в среде шахты. Хотя это испытание является полезным, вероятно, что арматура, подвергаемая быстрому движению грунта (сейсмичности), сначала будет подвергаться некоторому воздействию медленного оседания. В предыдущих исследованиях определялась возможная корреляция между квазистатическим удлинением анкерного болта перед динамической нагрузкой и остаточной динамической прочностью. Результаты этого исследования показали, что существует корреляция между остаточной динамической прочностью и энергией, поглощаемой квазистатически при удлинении арматуры в осевом направлении. Было предложено, что консервативным подходом будет определение общей энергетической прочности арматуры как энергии, поглощенной арматурой в исходном состоянии во время одиночного динамического импульса, приводящего к разрушению арматуры. Набор исследуемых образцов был ограничен единственной конфигурацией анкерных болтов фиксированной длины и диаметра, поэтому было отмечено, что результаты не должны экстраполироваться в другие варианты этой системы или других систем шахтной крепи. Это исследование будет основываться на предыдущей работе, повторяя режим испытаний на анкерном болте такой же конфигурации, но большего диаметра. Результаты будут проанализированы, чтобы определить, как диаметр анкерного болта влияет на энергию и способность анкерных болтов к удлинению при комбинированной квазистатической и динамической нагрузке. Эта информация значительно поможет геотехническим специалистам в проектировании систем крепи, выборе продуктов и и принятии решений о том, когда проводить восстановление установленной системы крепи.
Ссылка для загрузки: https://papers.acg.uwa.edu.au/p/2205_07_Crompton/
Конференция: CAVING 2022, Hilton Adelaide, Южная Австралия
Автор(ы): Руал Абреу и ГрейгНокс
Дата: 30 августа - 1 сентября 2022
Общий обзор: в последние годы самозабуривающиеся анкерные болты (SDA) получили повышенное внимание для применения в шахтной крепи. Сюда входят исследования и испытания на руднике Oyu Tolgoi в Монголии и на руднике Malmberget в Швеции, которые подтвердили успешность установки SDA в трещиноватых породах. К типичным проблемам, связанным с установкой анкеров в таких условиях, относятся закупорка и раскрытие отверстий, что приводит к снижению успешности установки анкерных болтов и достигнутой несущей способности. Чтобы повысить эффективность установки в трещиноватых породах, SDA используются для замены обычного бурового инструмента, необходимого для бурения шпура, объединяя буровой инструмент и анкер в одном компоненте. Это устраняет необходимость в чередовании операций бурения и установки анкеров, поскольку SDA объединяет эти традиционно раздельные операции в одну. Для сжимающихся и сейсмически активных пород текучие SDA имеют дополнительное преимущество в эффективности, основанное на пластичных механических свойствах болтов, из которых изготовлены эти анкеры. Однако вследствие такой конструкции анкеры SDA подвергаются ударной нагрузке, обычно прикладываемой к буровой штанге во время бурения, что может повлиять на эффективность анкера. Данное исследование количественно оценивает влияние ударно-поворотного бурения на работу текучего SDA при динамической нагрузке. Экспериментальная группа болтов была установлена в кварците и затем подверглась ударным испытаниям в лаборатории. Эффективность этих образцов сравнивается с контрольной группой образцов, которые ранее не подвергались воздействию усилий при бурении. Данное исследование дает представление о показателях работы самозабуривающегося анекра, полученных на месте установки.
Ссылка для загрузки: https://papers.acg.uwa.edu.au/p/2205_09_Abreu/
Конференция: CAVING 2022, Hilton Adelaide, Южная Австралия
Автор(ы): Грейг Нокс и Джон Хаджигеоргиу (Университет Торонто, Канада)
Дата: 30 августа - 1 сентября 2022
Общий обзор. Для традиционной установки зацементированных анкерных болтов необходимо предварительно пробурить шпур с последующей заливкой цементирующего или полимерного раствора. Затем анкерный болт вставляется в раствор. При сильном напряжении или в неустойчивых породах наличие трещин, сдвиговых факторов и измененной породы может привести к браку шпура и вызвать блокировку и потерю цементного раствора. Из-за этого шпуры часто необходимо бурить повторно, что приводит к увеличению диаметров шпуров, увеличению времени монтажа и ухудшению его качества. Замена традиционного бурового става на самозабуривающийся анкер (SDA) повышает качество и скорость установки. Это критически важные факторы в условиях неустойчивых пород. Анкерный болт SDA соединен с перфоратором, произведено бурение на необходимую глубину, затем он отсоединен и став зацементирован. Этот одноэтапный метод установки позволяет преодолеть трудности при бурении в трещиноватой породе, где часто встречаются блокирование шпуров и потери цементного раствора. Эксплуатационные преимущества применения одноступенчатой системы с использованием самозабуривающихся анкеров были недавно продемонстрированы в операциях по предотвращению обрушений на руднике Oyu Tolgoi в Монголии и на руднике Malmberget в Швеции. Подаливые SDA обеспечивают дополнительные преимущества в сжимаемой или сейсмоопасной породе. Существует ограниченное количество данных о реакции самозабуривающихся анкеров на усилия растяжения и сдвига в контролируемых лабораторных условиях. В проведенной экспериментальной программе исследовалось поведение SDA при растягивающих и сдвиговых нагрузках. Она способствовала лучшему пониманию реакции самозабуривающихся анкеров при использовании одного механизма загрузки и может служить показателем эффективности в сильно напряженной и трещиноватой породе, наблюдаемой при выполнении работ по предотвращению обрушений и в глубоких подземных шахтах.
Ссылка для загрузки: https://papers.acg.uwa.edu.au/p/2205_12_Knox/
Опубликовано: Издание «Rock Mechanics and Rock Engineering» (2022)
Автор(ы): Грейг Нокс и Джон Хаджигеоргиу
Дата: 26 июня 2022 г.
Общий обзор: Глубокие и высоконагруженные шахты подвержены воздействию сейсмичности, вызванной горными работами, которая может вызвать проблемы с установленной шахтной крепью. В этих сейсмических условиях зачастую недостаточно использовать обычные анкерные болты, такие как механические, полностью цементируемые арматурные стержни и фрикционные анкерные болты. Это привело к разработке нескольких модификаций анкерных болтов с высоким энергопоглощением, способных выдерживать большие нагрузки и деформации. На сейсмоактивных рудниках в этой категории наиболее широко используются энергопоглощающие анкерные болты с уплощенными элементами. Эффективность энергопоглощающих анкерных болтов обычно определяется методом ударных испытаний, в котором падение известной массы с заданной высоты передает кинетическую энергию на анкерный болт, установленный в стальной трубе. Во всех ударных испытаниях используется одна из двух конфигураций: со сплошной и разрезной трубой. Конфигурация со сплошной трубой имитирует ударную нагрузку, приложенную непосредственно к пластине анкерного болта, а разрезная труба создает условия для нагрузки на анкерный болт, когда анкерный блок выталкивается ударным усилием. Однако в прошлом не рассматривалось влияние расположения разреза вдоль испытательной трубы на поведение энергопоглощающих анкерных болтов. В этой статье представлены результаты комплексной программы испытаний, в ходе которой было продемонстрировано, что расположение разреза в испытательной трубе контролировало как максимальное смещение пластины, так и рассеивание энергии, зарегистрированной до разрыва анкерного болта. Это оказывает значительное влияние на характеристики энергопоглощающих анкерных болтов с уплощенными элементами в условиях ударной нагрузки.
Ссылка на загрузку: https://link.springer.com/article/10.1007/s00603-022-02945-1
Конференция: Открывая новые горизонты: Современный подход к стратегиям снижения нагрузки в глубоких выработках, Йоханнесбург, ЮАР
Автор(ы): Грейг Нокс
Дата: 7 апреля 2022 г.
Общий обзор: Изделия для крепления пород, как правило, проходят лабораторные испытания в условиях единичной нагрузки. В этой презентации рассматриваются преимущества и ограничения традиционных методов испытаний для элементов крепи, а также новые методики испытаний, способствующие улучшению понимания поведения шахтной крепи в применении.
Ссылка на загрузку: https://sanire.co.za/documents/events/breaking-new-ground/860-ep-gs-multi-modal-loading-of-rock-reinforcement-under-controlled-conditions
Конференция: Ground Support 2019, Садбери, Канада
Автор(ы): Грейг Нокс и Адриан Бергхорст
Дата: 23 — 25 октября 2019 г.
Общий обзор: Характеристика арматуры — это ее прочность в идеальном состоянии на день поставки на рудник. Ряд факторов приводит к ухудшению прочности арматуры. Считается, что помимо прочего, остаточную прочность системы снижают такие факторы, как качество установки, коррозия и смещение грунта. Понимание последствий деградации арматуры важно при определении рисков для выемки. Арматура крепи пород подвергается дискретным квазистатическим (оседание) или динамическим (сейсмическим) испытаниям в зависимости от условий, ожидаемых в среде шахты. Хотя это испытание является полезным, вероятно, что арматура, подвергаемая быстрому движению грунта (сейсмичности), сначала будет подвергаться некоторому воздействию медленного оседания. Данная статья является основой для дальнейшей работы по определению остаточной прочности арматуры. Основная тема — определение остаточной динамической прочности аксиально растянутой арматуры. Образцы вытягивали под воздействием квазистатической нагрузки в осевом направлении и фиксировали на месте перед тем, как подвергнуть одиночному динамическому удару, приводящему к разрыву арматуры.
Ссылка на загрузку: https://doi.org/10.36487/ACG_rep/1925_14_Knox
Конференция: Deep Mining 2019, Малдерсдрифт, ЮАР
Автор(ы): Брендан Кромптон
Дата: 24 — 25 июня 2019 г.
Общий обзор: Использование закрепляемой смолой арматуры является обычной практикой крепления пород в горнодобывающей промышленности, для этого используются различные модификации арматуры. Несущую способность закрепленной при помощи смолы арматуры часто ограничивает кольцевое пространство между арматурой и шпуром, заполненное смолой. Эффективное перемешивание смолы обычно достигается за счет того, что кольцевое пространство не превышает установленного максимального предела. Поэтому в некоторых случаях диаметр арматуры определяется максимально допустимым кольцевым пространством и минимальным диаметром шпура, который можно пробурить, а не требованиями к конструкции крепи. Установка арматуры с использованием капсул со смолой может привести к тому, что вокруг установленной арматуры останутся пустоты из-за особенностей упаковки смолы в капсулу. А это может привести к отсоединению арматуры от шпура и ухудшит смешивание смолы вокруг арматуры. В этом документе приводится практическое исследование эффективности типовых конструкций арматуры, закрепляемой посредством смолы, в установках с большими кольцевыми пространствами, а также процесс разработки улучшенной конструкции арматуры для таких случаев.
Ссылка на загрузку: https://doi.org/10.36487/ACG_rep/1952_13_Crompton
Конференция: ARMA 2019, Нью-Йорк, США
Автор(ы): Адриан Бергхорст и Грейг Нокс
Дата: 23 — 26 июня 2019 г.
Общий обзор: New Concept Mining (NCM) внедрила установку динамических ударных испытаний (DIT) для проведения лабораторных динамических испытаний анкерных болтов. DIT позволяет NCM быстро переходить от этапа к этапу в цикле исследований и разработок новых анкерных болтов. Это позволяет сократить время выхода на рынок, а также получить всестороннее представление о характеристиках анкерных болтов. В дополнение к этим преимуществам, DIT используется в других испытаниях для улучшения понимания характеристик динамической крепи в горнодобывающей промышленности. Приведен пример, в котором база данных динамических испытаний использовалась для обратного анализа количественных характеристик болта Vulcan во время подземного сейсмического явления.
Конференция: ARMA 2019, Нью-Йорк, США
Автор(ы): Адриан Бергхорст и Грейг Нокс
Дата: 23 — 26 июня 2019 г.
Общий обзор: New Concept Mining (NCM) внедрила установку динамических ударных испытаний (DIT) для проведения лабораторных динамических испытаний анкерных болтов. DIT позволяет NCM быстро переходить от этапа к этапу в цикле исследований и разработок новых анкерных болтов. Это позволяет сократить время выхода на рынок, а также получить всестороннее представление о характеристиках анкерных болтов. В дополнение к этим преимуществам, DIT используется в других испытаниях для улучшения понимания характеристик динамической крепи в горнодобывающей промышленности. Приведен пример, в котором база данных динамических испытаний использовалась для обратного анализа количественных характеристик болта Vulcan во время подземного сейсмического явления.
Конференция: Caving 2018, Ванкувер, Канада
Автор(ы): Адриан Бергхорст
Дата: 17 октября 2018 г.
Общий обзор: Презентация на семинаре о текущих и будущих тенденциях в квалификации динамической крепи для подземных шахт. В горнодобывающей промышленности существует несколько объектов, занимающихся квалификацией шахтной крепи для динамичных сред в условиях современных шахт. Однако достаточно ли этого, и каково будущее квалификации шахтной крепи для этого важного аспекта процесса добычи полезных ископаемых в современном мире?
Конференция: Caving 2018, Ванкувер, Канада
Автор(ы): Грейг Ноу, Адриан Бергхорст и Питер де Брюин
Дата: 17 октября 2018 г.
Общий обзор: Динамические испытания, проводимые в лаборатории, позволяют разработчикам анкерных болтов прикладывать импульсы энергии к анкерному болту, чтобы приблизительно оценить некоторые аспекты нагрузки, которые они будут испытывать во время внезапного обрушения пород в подземной выработке. Эти данные можно использовать для сравнения динамических характеристик анкерных болтов, предоставляя инженерам-геотехникам полезную информацию для проектирования необходимой системы шахтной крепи. В этом типе динамических испытаний обычно используются две общие конфигурации образцов: испытание в цельной и в разрезной трубе. В этой статье рассматривается предлагаемая третья конфигурация — испытание в трубе с несколькими разрезами.
Ссылка на загрузку: https://doi.org/10.36487/ACG_rep/1815_58_Knox
Конференция: Механика горных пород — эксперименты, теории и области применения
Автор(ы): Коос Босман (Open House Management Solutions), Мартин Кавуд и Адриан Бергхорст
Дата: 2018 г.
Общий обзор: Прочность анкера, подвергаемого воздействию импульса энергии, изменяется в зависимости от величины приложенного импульса энергии. В этой статье рассматривается взаимосвязь между величиной импульса энергии, приложенного к анкерному болту, и результирующей динамической прочностью. Результаты этого исследования показывают, что для заданной скорости при ударе существует линейная зависимость между величиной отдельных импульсов энергии, прикладываемых к анкерному болту, и результирующей динамической прочностью анкерного болта. Динамическая прочность анкерного болта не является постоянной величиной. В ходе этого исследования также исследуется взаимосвязь между величиной импульса и результирующим смещением анкерного болта.
Конференция: RocDyn-3, Тронхейм, Норвегия
Автор(ы): Грейг Нокс и Адриан Бергхорст
Дата: 26 июня 2018 г.
Общий обзор: Ограничения метода испытаний динамической осевой нагрузкой известны, однако DIT предоставляет эффективную платформу, на которой можно сравнивать большое количество систем поддержки арматуры в контролируемых условиях с повышенной гибкостью. Во время быстрой разработки новых продуктов анкерной крепи крайне важно количественно оценить влияние высоких скоростей деформации, вызванных ударами горных пород, на системы шахтной крепи. DIT обеспечивает эту возможность.
