Ту хабаршысы

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
         
      
 
ҚазҰТУ ХАБАРШЫСЫ 
      
 
                    
ВЕСТНИК КазНТУ 
 
 
 
VESTNIK KazNTU 
 
 
 
№1 (101) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
АЛМАТЫ                             2014                           ЯНВАРЬ 
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ 
БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ 
 
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ 
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН 
 

  
 
 
 
 
 
 
Главный редактор 
Ж.М. Адилов –  
академик, доктор экономических наук, профессор  
 
 
Зам. главного  редактора 
Е.И. Кульдеев – 
проректор по науке и инновационной деятельности
 
 
 
Отв. секретарь 
Н.Ф. Федосенко 
 
 
Редакционная коллегия: 
 
С.Б.  Абдыгаппарова,  Б.С.  Ахметов,  Г.Т.  Балакаева,  К.К.  Бегалинова,  В.И.  Волчихин  (Россия),                
Д. Харнич (США), К. Дребенштед (Германия),  И.Н. Дюсембаев, Г.Ж. Жолтаев, С.Е. Кудайбергенов, 
С.Е.  Кумеков,  В.А.  Луганов,  С.С.  Набойченко –  член-корр.  РАН,  И.Г.  Милев  (Германия),  С.  Пежовник 
(Словения),  Б.Р. Ракишев – акад. НАН РК, М.Б. Панфилов (Франция), Н.Т. Сайлаубеков, Н.С. Сеитов –
член-корр. НАН РК, А.Т.  Турдалиев, Г.Т. Турсунова. 
 
 
Учредитель: 
 
Казахский национальный  технический университет 
имени К.И. Сатпаева 
 
 
 
 
Регистрация: 
 
Министерство культуры, информации и общественного согласия  
Республики Казахстан № 951 – Ж “25” 11. 1999 г. 
 
Основан в августе 1994 г. Выходит 6 раз в год 
 
Адрес редакции: 
 
г. Алматы, ул. Сатпаева, 22, 
каб. 904, тел. 292-63-46 
n. fedossenko @ ntu. kz 
 
 
                                                                                                           
 
     ©  КазНТУ имени К.И. Сатпаева, 2014 
 

●
 Жер туралы ғылымдар 
 
ҚазҰТУ хабаршысы №1 2014  
 
3 
 
 
  
 
 
 
 
 
 
UDK 662.28:624.042.4                            
                
    M.B. Kurmanaliyev, R.Z. Tagauova  
(Kazakh National Technical University after K.I.Satpayev, Kazakhstan, Almaty) 
 
MOUNT  EXCAVATIO MONOLITHIC ROCK CIRCUIT WITH CONCRETE 
 
Summary. In article fastening of underground development by monolithing of breeds with concrete is described. 
For this purpose a timbering tightly block in distant end face of a set, and in its long 5-10
M 
stack layers elastic toroidal 
chambers, closer to office of mine working the timbering together with elements reinforcing is constructed. After that 
the strong timbering closes a forward end face of the set with opening leaving in the top part it for pumping concrete. 
Having downloaded settlement volume of  concrete through an opening concrete mould space, lead up pressure in to-
roidal chambers for an operating level and leave all system with the set for a full monolithing of concrete with breeds of 
a contour. 
After  completion  of  process  liquid  from  chambers  is  issued  and  each  empty  chamber  through  an  opening  is 
pulled out outside by its reversing by means of an axial rope. This cycle of works on development fastening at everyone 
a new set repeats. 
Key words. Underground excavations, fastening monolithing of breeds  with concrete, a bookmark, timberings 
of contours of development and butt-end, basic belts, use of elastic toroidal chambers, settlement pressure and concrete 
volume. 
 
In carrying out at a great depth of capital and other mine workings, designed for continuous operation, 
the development of attached securely. 
Here are a few ways to mount mine workings monolithic concrete tubing and arch support. 
A method of mounting mine workings, including the installation of roof supports, such as tubing, plac-
ing  in  the  gap  between  the  lining  and  the  surface  of  the  rock-filled  container  hardening  of  the  dry  weight 
filled in with dry binder, and Heightening filled in mass in the tanks after the perception of bolting the rock 
pressure [1]. 
This method of fixing mine workings does not provide a rapid solidification of the fixing of backfill, 
packed 20-30 kg filter-bed in burlap, which does not use the method for attaching the horizontal mine work-
ings  deeply  deposited and tunnel underground,  driven in rocks  loosely  gravel-sand-boulder type, similar to 
the outskirts of Almaty.  
Viewed as a way to apply for supple lining and the assumption of the possibility of reducing the pro-
duction  cross  section  of  the  rock  pressure,  which  also  allows  to  use  when  mounting  the  capital  of  under-
ground mine workings in the construction of an underground metro in weakly rocks. 
The following method of fixation of excavation includes the installation of arch support, consisting of 
placement between sections and rocks lining of flexible cylindrical shells and forcing them hardening mass, 
such as concrete [2].  
This method of fixation of excavation is not designed for its application to secure the workings driven 
in  weakly coupled and  close to the  loose rocks, as  well as  horizontal  excavations carried  out  in the  deeper 
horizons. The method also does not apply when there is a large rock pressure with significant depth. At high-
er pressures, the mountain provides a way to develop a fixed constant cross section. In applying the method, 
mainly injected into the elastic membrane, placed in the fixing space. 
More advanced in comparison with the above proposals is the way the construction of a tunnel lining 
of reinforced concrete, including the preliminary construction of the support zone of reinforced concrete lo-
cated in areas of mechanical seals the gap before the planking, in increments equal to the value of covering 
with  concrete  installation  in  the  position  of  the  formwork,  face  seal  gaps  pumped  concrete  into  the  space 
concrete form. Application of this method, Constructed.     
 
●  
Н А У К И   О   З Е М Л Е  
 

●
 Науки о Земле 
 
№1 2014 Вестник КазНТУ  
                    
4 
Tunnel  lining  of  reinforced  concrete  requires  the  use  of  sophisticated  equipment,  such  as  a  mobile 
stage with wheel speed, disconnected, or connected with the shuttering boards. In the process concrete form 
space is filled with liquid concrete, without pressure, which does not allow for complete bookmark voids and 
improve the quality of concrete: density, strength and solidity. 
The  author  of  this  article,  a  method  for  the  construction  of  reinforced  concrete  lining  of  horizontal 
mine workings deep foundation [3]. 
The  essence  of  the  proposed  method  of  fixing  the  author  of  a  monolithic  concrete  horizontal  mine 
workings at great depths, their conduct is that the quality  of  construction is achieved by bolting  monolithic 
concrete  with  rocks  under  high  pressures  generated  in  the  entire  volume  fastened  production  site,  which  is 
equal to the length of the stop concreting. 
The problem is solved by constructing the same distance apart equal to the length of the stop concret-
ing, support belts consisting of reinforced concrete with a hole for pumping concrete solution. The contours 
of  zones  are  brought  to  the  project  of  the  formwork.  Then,  using  the  reference  zone  is  closed  tightly  and 
firmly farthest end of stop wood or metal.  
After that, between the concrete belts are stacked along the stop development of elastic fibers, elastic 
hose communicating along the development of elastic fibers, elastic hose communicating with each other via 
sockets, toroidal chambers, identical in length and passed through the axial through holes with ropes made of 
durable flexible synthetic material.  
The ends of the rope on 2-3 meters free to speak to both sides of the camera. After completing the in-
stallation  of  toroidal  chambers  at  their  ends  with  working  volumes  of  the  working  fluid  (water)  and  thus  a 
common external circuit cameras occupy a circuit design in the way of the formwork.     
This  completes  the  construction  of  the  formwork  using  a  flexible  elastic  material  that  allows  tightly 
and firmly close the timber and the metal end of stop near concreting. After that, through a hole near the ref-
erence concrete is pumped into the waist-mix concrete and shaped lining (lining), while the contour support-
ing  shuttering  position  in  the  project  suitable  expense  of  increasing  the  internal  pressure  in  the  toroidal 
chamber as a result of the additional injection of fluid into them.  
Thus, the formation of a loop lining - lining of concrete is completed at the site in a stop with the crea-
tion of high pressure in the toroidal parts enough to seal and complete pressing hardening of the material and 
the  lining  monolith  with  rocks  around  the  circuit  output.  And  in  the  process  creates  a  state  of  equilibrium 
between the position  of the  lining on  one side and the position  of the  elastic on the  other cameras in  which 
the line (surface) contacting among the two is the contour of the design of the formwork at high pressure in 
the toroidal chamber.  
After reaching the  lining  of the project of  monolith  with rocks and a high stable strength  is removed 
shuttering face of near-stop, comes from the working fluid chambers and the last of the ropes passed through 
the axial through-holes of their, will drag back by 3-5 meters, which allows you to remove the very end shut-
tering far  end  of stop. In  each  of the subsequent  entering the  cycle for the  construction  of lining up  in  one 
stop is repeated, and so on until the completion of excavation attachment along its entire length.  
 
 
Figure 1. Part of horizontal development (side view of a vertical section) 
Designations: 1 – development contour; 2 – concrete basic belts; 
3 – openings for concrete pumping; 4 – face timberings; 5 – elastic toroidal 
cameras; 9 – branch pipe for pumping working liquid; 10 – concrete obdelka; 
12 – sleeve for pumping concrete in zaopalubochny space 
 

●
 Жер туралы ғылымдар 
 
ҚазҰТУ хабаршысы №1 2014  
 
5 
Figure 1 shows part of output side view of the vertical section
;
 in Figure 2a – section along A-A, Fig-
ure 2b- projection contour cross section B-B of  Figure 1 for participants In the horizontal development of a 
concrete  outline  a  stop  situated  between  the  supporting  concrete-metal  belts  2.supporting  belt  2  has  three 
holes for pumping concrete form space end casing 4 for each stop to draw two belts on the inside. Between 
the two belts are placed elastic, elastic toroidal chamber      5 with 6 cables, which ends 7 brought out at 2-3 
m and summed up by mechanical shuttering 4.  
The  gaps  between  the  chambers  are  filled  with  fine  sand,  5  8.Through  the  pipe  9,  derived  for  the 
formwork 4 ends the working fluid in the chamber 5 communicating with each other.  
Concrete mix lining formwork 10 finishes in the space between the loops 1 and 11 through the sleeve 
12 and the  opening 3 in the belt 2. (Concrete supercharging and a pump for pumping hydraulic fluid  in the 
chamber 5 not shown). 
    
 
 
          Figure 2. a – section along A-A, B – the projection of the horizontal cross-section B-B of figure 1. Notes:  
1 – contour generation, 5 – toroidal elastic hose camera, 6 – strong flexible ropes passed through through-hole camera 
5; 7 – the ends of ropes, 6, 8 – 5 spaces between the chambers filled with sand, 10 – concrete lining, 11 – formed by the 
inner contour generation 
 
The  proposed  method  of  construction  excavation  lining  of  reinforced  concrete  is  as  follows.  The 
length of the stop concrete plan on the length of elastic toroidal chamber 5, which is chosen in the range 15-
20 m working out of the break in the stop, for which construct the supporting belt 2 of precast concrete steps 
in the range 15-20m. The inner contour 11 of the reference in the construction zone 2 is brought to interface 
with the  circuit design  of the  formwork and  in the upper left side  of the  waist opening 3 for pumping  con-
crete mortar lining of the sleeve 10 through 12 in concrete form space.   
The  direction of buildings lining 10  is selected from the  opposite face  or  in the  development  of bill-
board  and  other  forms  of  penetration  in  the  production  casing  better  to  construct  unsteady  rocks  behind  a 
shield,  shortening  the  length  of  the  stop.  (In  order  to  achieve  high  strength
 
lining  production  can  be  set  in 
space concrete  form  of  welded steel rebar diameter 16-20  mm  grid  with a cell  no  more (lxl)  m2). Erecting 
formwork 4, a site with a one-stop fill concrete elastic toroidal chambers 5 with missing a hole through their 
strong flexible ropes. 6. Camera placed 5 layers, filling the gaps between them with fine sand 8. In this case 
the ends of flexible cables 6 7 release out at 2-3 m and with a small tension to attach to the end form 4 stop.  
Finish filling the stop chambers 5 and 8 after reaching the sand volume is completely occupied inner 
circuit design of the formwork. In preparation for concreting stop sequence of operations for installing cam-
eras 5, 8 sand, pre-pumping chamber 5 working fluid and setting the near-end casing 4, strictly abide by and 
carry  out  in  accordance  with  the  satisfiability  of  each  transaction.  After  completing  the  construction  of  the 
circuit 11 forms for the production of the cells lining 5 and 4 near the end face of formwork stop commence 
pumping  concrete  into  the  space  through  concrete  form  sleeve  12  and  3  in  hole  belt  2.  After  filling  in  the 
space  of  sufficient  size  formwork  concrete  10  in  the  toroidal  chamber  5  increases  the  pressure  to  pump 
through the pipe 9 working fluid. At the same time the concrete lining 10 is pressed tightly to the contour of 
an output fills cavities and cracks in the wall of output, seal, monolith with rocks circuit. After complete cur-
ing of concrete lining 10 and set them high strength removes the intended casing 4 stop, releasing fluid from 
the chamber 5 carries it to the end of seven ropes 6. Then dismantle formwork 4 far end of stop.  
In preparation for the next stop to the erection of the lining in it, near the former end of the previous 
stop close tightly and firmly as the formwork  has four long  end of the site. Then  dismantle formwork 4 far 
end  of  stop.  Further,  all  of  the  operations  described  above  for  the  construction  of  the  previous  lining  stop, 
repeated in each section between two supporting belts until secure output facing 10 in its entirety.  

●
 Науки о Земле 
 
№1 2014 Вестник КазНТУ  
                    
6 
Implementation of the proposed method of construction of a tunnel lining of reinforced concrete pro-
duction, particularly in the construction of an underground metro in poorly connected close to the loose sand 
and  pebble  mixed  with  large  boulder  piedmont  deposits, as  well  as  the  mounting  method  of  mining  output 
held in less solidly rock considerable depths, of course, gives the number of positive effects. Increased stabil-
ity and strength of the marginal zone of deep-mine workings and underground mines beneath the city of Al-
maty.  
The positive economic impact from the introduction of methods will be reflected in comparisons of to-
tals for a certain period  of  operation  of underground  workings  with and  without the application  of the pro-
posed method of construction fasteners (lining). 
 
LITERATURE 
 
1  Avt.sv. USSR N2 1789708, kl. E 21 D 11/04, Bull. Number 3. 
2  Patent of Russian Federation N° 2016199, IPC and 21 D 11/15, 1994, Bull. N2 13. 
3  Patent of Russian Federation No 2004811, IPC E 21 D 11/00 11/08, opubl.1993, Bull. N2 45-46. 
4 Predpatent Republic of Kazakhstan N9 7212, MKI E 21 D 11/15, publ. 1999, Bull. N2. 
 
Құрманалиев М.Б., Тагауова Р.З. 
Тау-кен  қазбасының  таужыныс  жиегін  бетондау  негізінде монолиттеу 
Түйіндеме.  Мақалада  жер  асты  қазбаны  таужыныстарды  бетондаумен  монолиттеу  жолымен  бекіту 
суреттеледі. Бұл үшін қорамақалыппен алыс бүйір жақты енбемелерді тас қылып жауып тастайды, ал оның ішін 
5-10 м ұзындықпен серпімді тороидальды камераларды қабаттармен   жатқызылады, қазбаның жақын жиегіне 
сонымен  бірге  элементтермен  бекіту  қорамақалып  ғамиратталады.  Осыдан  кейін  мықты  қорамақалыппен 
алдынғы  бүйіржақты  енбелі  жоғарғы  бөлікте  саңылауларды  қалдырып  кетумен  оны  бетонмен  толтыру  үшін 
жабылады.  
Құрамақалыпты  кеңістікке  саңылау  арқылы  бетонды  есептік  көлемді  толтырып,  тороидальды 
камераларда  қысымды  жұмыс  деңгейіне  дейін  жеткізеді  және  енбемен  жыныстар  жиегін  толық  бетонды 
монолиттеуге дейін барлық жүйені қалдырады. 
Процестің аяқталуынан кейін камералардан сұйық шығарылады және әрбір бос камера саңылау арқылы 
осьтік арқанның көмегімен оны сыртына айналдырумен шығарып алынады.   
Бұл айналым жұмыстар қазбаларды бекіту бойынша әрбір жаңа енбе кезінде  қайталанады. 
Түйін    сөздер.  Жер  асты  тау-кен  қазбалар,  бекіткіш,  таужыныстарды  бетондаумен  монолиттеу,    салу, 
қазба  жиектерін  және  бүйіржақ  кірмесінің  қорамақалыптары,  тіректі  белдіктер,  серпімді  тороидальды 
камераларды қолдану, есептік қысымдар және бетондаудың көлемдері. 
 
Курманалиев М.Б., Тагауова Р.З. 
Крепление горной выработки с  моноличиванием пород  контура с бетоном 
Резюме. В статье описывается крепление подземной выработки путем с моноличивания пород с бетоном. 
Для  этого  опалубкой  наглухо  перекрывают  дальний  торец  заходки,  а  внутри  ее  длиной  5–10м  укладываются 
слоями упругие  тороидальные камеры, ближе к контуру выработки сооружается опалубка совместно с элемен-
тами армирования. После этого прочной опалубкой закрывается передний торец заходки с оставлением отвер-
стия  в  верней  части  ее  для  закачки  бетона.  Закачав  расчетный  объем  бетона  через  отверстие  в  заопалубочное 
пространство, доводят давление в тороидальных камерах до рабочего уровня и оставляют всю систему с заход-
кой до полного с моноличивания бетона с породами контура. 
После завершения процесса жидкость из камер выпускается и каждая пустая камера через отверстие вы-
таскивается наружу выворачиванием ее с помощью осевого каната. Этот цикл работ по креплению выработки 
при каждой новой заходке повторяется. 
Ключевые слова. Подземные горные выработки, крепление, с моноличивание пород с бетоном, заклад-
ка, опалубки контуров выработки и торцов заходок, опорные пояса, применение упругих тороидальных камер, 
расчетные давления и объемы бетона. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

●
 Жер туралы ғылымдар 
 
ҚазҰТУ хабаршысы №1 2014  
 
7 
УДК. 553.984 
Ж.К. Шуханова, Е.С. Орынгожин  
(Казахский национальный технический университет имени К.И. Сатпаева,  
Алматы, Республика Казахстан) 
 
МЕСТОРОЖДЕНИЯ БИТУМИНОЗНЫХ ПОРОД В КАЗАХСТАНЕ 
 
 
Аннотация. В Казахстане на территории Актюбинской, Атырауской  и Актауской  областей выявлено  и 
зарегистрировано свыше 100 месторождений и проявлений битуминозных пород. По предварительным данным 
на глубинах до 120 м залегают 15-20 млрд. т битуминозных пород [3]. Битуминозные породы Казахстана имеют 
мелкопесчанистую и супесчано-суглинистую  минеральную часть. 
Ключевые слова: природный битум, вязкость, стратиграфический диапазон, адгезионная  способность. 
 
Рост  потребления  нефтепродуктов  в  промышленно  развитых  странах  мира  обусловил  стреми-
тельное  повышение  нестабильность  цен  на них, а относительно  ограниченные  запасы  нефти  застав-
ляет  ученых  искать  новые  рентабельные  источники  углеводородного  сырья,  еще  не  вовлеченные  в 
сферу  добычи  и  потребления.  К  таковым  в  первую  очередь  относятся  нефтебитуминозные  породы, 
содержащие  высоковязкие  нефти,  мальты, асфальты, асфальтиты и    другие  члены  семейства  сильно 
окисленных и гипергенно измененных нефтей, или природных битумов [1]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис. 1. Схема районирования территории Западного Казахстана: 
1—границы региона; 2 — геологических районов; 3 — подрайонов: I— Мангышлак (а — Южный, б — Горный, 
в — п-ов Бузачи); II-—Прикаспийская впадина {а — Южная Эмба, б — Подуральское плато,  
в — Прикаспийская низменность); III— Актюбинское Приуралье; IV — южная оконечность Урала (а, — Орь-
Илекская возвышенность, б — Мугоджары); V — периферия южной оконечности Урала {а — Примугоджарье, 
б — Северное Приаралье); VI — Устюрт (а -— Северный, б —Центральный, в —Южный) 
 
 
Битуминозные породы состоят из минеральной части, природного битума, находящегося в по-
родах и в виде пленок, обволакивающих частицы минерального материала. Кроме того, в состав би-
туминозных  пород  входят  вода  и  воздух.  Основными  компонентами  битуминозных  пород  являются 
кварц и полевые шпаты, составляющие до 80-90%   веса породы. Вмещающие породы представлены 
песками и песчаниками, перемежаемыми тонкими прослоями глин и алевролитов. Для битуминозных 
пород характерны достаточно высокая вязкость и липкость. 
Характерной  особенностью  месторождений  битуминозных  пород  является  их  удаленность  от 
транспортных путей и источников  энерго и водоснабжения. 
Для освоения таких месторождений необходимо строительство железных и автомобильных до-
рог,  линий электропередачи и водоводов длиной в десятки и сотен км. 
Такие большие капитальные вложения могут окупиться  только при освоении крупных по запа-
сам месторождений битуминозных пород.