- Поддержание устойчивого функционирования и структуры природ-но-технической системы «грунтовый массив - проходческий щит - тоннельная обделка» должно обеспечиваться за счет управляющих воздействий на проходческий щит, характер и величина которых определяется информацией, получаемой на основе дискретно-непрерывного маркшейдерского и геофизического мониторинга структурных неоднородностей массива впереди забоя, объемов извлекаемой горной массы и пространственного положения щита.
- Реализация комплексных маркшейдерско-геофизических измерений для информационного обеспечения структурной и функциональной устойчивости щитовой проходки при внедрении режущего ротора в твердые включения предполагает их раннее обнаружение, а также определение размера и координат сейсмоакустической системой щита с последующим использованием полученных данных для управления глубиной внедрения резцов, исключающего их разрушение и обеспечивающего безаварийную эксплуатацию щита.
- При пересечении щитом уровня грунтовых вод и изменении их гравитационного напора происходит изменение объема извлекаемой горной массы за цикл между максимальным и минимальным значениями, при этом среднее значение между ними соответствует совпадению центра ротора щита и границы между маловлажными и водонасыщенными породами, что позволяет при продвижении щита уточнять уровень грунтовых вод и соответствующим образом управлять величиной противодавления.
- Мониторинг объемного или массового расхода извлекаемой при щитовой проходке горной массы позволяет прогнозировать осадку земной поверхности сверх допустимой величины, при этом измерение объемного расхода обеспечивает меньшую погрешность указанного прогноза по сравнению с измерением массового расхода.
- На величины осадки земной поверхности и поднятия сборной тоннельной обделки, зависящие друг от друга и характеризующие структурную устойчивость динамической природно-технической геосистемы, в основном влияют пары силовых воздействий («противодавление - проходческое усилие») и тангажных отклонений («сверхсрез ротором - наклон щита»), а влияние скорости проходки сказывается в меньшей степени, что позволяет выбрать управляющие воздействия, минимизирующие осадку земной поверхности и поднятие обделки.
- Суммарное горизонтальное усилие на роторе, складывающееся во время проходки из распределенных нагрузок от давления грунта и противодавления бентонита, меняется квазипериодически, что объясняется дезинтеграцией горных пород с образованием плоскостей сдвижения перед забоем, горизонтальное расстояние между которыми L = H(ctg β), где H - высота грунтового перекрытия, а β - угол падения формирующихся плоскостей, определяемый углом внутреннего трения грунта; такое изменение усилия приводит к неустойчивости массива и должно быть уравновешено соответствующей корректировкой противодавления.
- Для уравновешивания переменного давления неустойчивого массива на ротор противодавлением бентонитовой среды используют оперативные данные прижимных усилий ротора при движении и при остановке щита, разница которых характеризует давление массива на ротор, а при следующем цикле проходки противодавление бентонитовой среды устанавливается в 1,1...1,25 раза больше указанной разницы, что позволяет снизить потери бентонита при большом противодавлении и уменьшить осадку земной поверхности при его заниженных значениях.
1.Мазеин С. В., Потапов М. А. Мониторинг грунтового давления и объема выемки обводненного массива для безопасной проходки щитом // Безопасность труда в промышленности. – 2012. – №11. – С. 58–63.
2.Мазеин С.В., Потапов М.А. Измерение давления пеногрунтовой компенсации в забое тоннелепроходческого щита для прогноза аварийных ситуаций техногенного характера // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2012. – № 9. – С. 245–250.
3.Мазеин С.В. Методология обеспечения устойчивости природно-технических геосистем щитовой проходки тоннелей // Безопасность труда в промышленности. – 2012. – №7. – С. 69–72.
4.Вознесенский А.С., Мазеин С.В. Исследование вариации усилий прижима ротора и горизонтального давления грунтов при щитовой проходке выработок // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. – ИГД СО РАН. – 2012. – №2. – С. 38–45.
5.Мазеин С.В. Исследование усилий в гидроцилиндрах проходческого щита: тоннелестроение // Транспортное строительство. – 2011. – № 5. – С. 16 – 20.
6.Мазеин С.В. Приборный контроль, прогноз и регулирование рабочих параметров щитовой проходки // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2011. – № 11. – С. 90–96.
7.Мазеин С.В., Потапов М.А. Пеногрунтовая компенсация давления в забое тоннелепроходческого щита, ее контроль и прогноз // Горное оборудование и электромеханика. –2011. – № 4. – С. 12–16.
8.Мазеин С.В. Прогноз стадийности подвижек грунта в продольной мульде поверхности над тоннелем по контролируемым параметрам щитовой проходки // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2011. – № 3. – С. 288–293.
9.Мазеин С.В. Эффективность комплексного геотехнического обеспечения технологических процессов тоннелепроходческого щита // Горное оборудование и электромеханика. – 2011. – №2. – C. 2–8.
10.Мазеин С.В. Обоснование расчетных сопротивлений трения грунта и тоннельной обделки продвижению щитовой машины // Горное оборудование и электромеханика. – 2010. – №11. – C. 2–8.
11.Крохалев Б.Г., Мазеин С.В. Оценка технологических параметров щитовой проходки при сложной геологии грунтов // Безопасность труда в промышленности. – 2010. – №6 .– С. 17–20.
12.Мазеин С.В. Непрерывное геоакустическое зондирование (прогноз) включений и нарушенных зон в грунтах при щитовой проходке тоннелей // Горный журнал. – 2010. – №5 . – С. 81–84.
13.Мазеин С.В. Исследование прижимного роторного усилия и опускания грунта для прогноза суспензионного пригруза в забое проходческого щита // Горное оборудование и электромеханика. – М. – 2010. –№ 5. –C. 6–12.
14.Мазеин С.В. Использование характеристик прижима ротора для контроля запаса суспензионного пригруза при тоннельной щитовой проходке // Горное оборудование и электромеханика. – М. – 2010. – № 3. – C. 2–8.
15.Мазеин С.В. Контроль инъекционного давления твердеющего раствора за обделкой тоннеля и проходческим щитом // Горное оборудование и электромеханика. – 2009. – № 11. – С. 41–45.
16.Мазеин С.В. Оптимизация оснащения ротора и периодичности замены режущего инструмента при щитовой проходке тоннельных и других выработок // Горный журнал. – 2009. – № 10. – С. 84–86.
17.Мазеин С.В. Оперативный контроль объема и веса выемки грунта механизированной щитовой проходки тоннелей метрополитена // Горное оборудование и электромеханика.– 2009. – № 6 . – С. 2–7.
18.Мазеин С.В. Исследование поднятия колец блочной обделки при щитовой проходке тоннеля // Транспортное строительство. – 2009. – № 3. – С. 25–28.
19.Мазеин С.В. Оперативный контроль пористости грунта на тоннельной щитовой проходке // Горный информационно-аналитический бюллетень. –2009. – №3. –С. 106–115.
20.Мазеин С.В. Разработка математических моделей для прогнозных осадок дневной поверхности по данным контроля грунта и технологических показателей ТПМК // Горный информационно-аналитический бюллетень. –2009. –№ 2. –С. 98– 109.
21.Мазеин С.В., Вознесенский А.С. Влияние нагрузок от щита на вертикальную деформацию здания на поверхности вдоль трассы тоннеля // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2007. – № 11. – С. 155 – 164.
22.Мазеин С.В., Павленко А.М. Зависимость осадок дневной поверхности от свойств породного массива и технологических параметров тоннелепроходческих механизированных комплексов (ТПМК) // Горный информационно-аналитический бюллетень. –2007. – № 6. – С. 171–176.
23.Мазеин С.В., Павленко А.М. Влияние текущих параметров щитовой проходки на осадку поверхности // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2007. – № 5. – С. 133–138.
24.Мазеин С.В., Вознесенский А.С. Акустическая разведка валунных включений на тоннелепроходческом механизированном комплексе. Необходимость и возможности прогноза // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2006. – № 5. – С. 78–87.
25.Мазеин С., Стафеев Г. Работа системы геофизического контроля на ТПМК диаметром 14,2 м // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2005. – № 6. – С. 85–88.
26.Мазеин С.В., Песков С.М. Опыт внедрения системы контроля режущего инструмента ротора на ТПМК «Херренкнехт» // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2005. –№ 9. – С. 58–63.
– в прочих изданиях:
27.Мазеин С.В. Актуальность комплексного геомониторинга щитовой проходки при освоении подземного пространства // Мат. 8-й межд. конф. по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики под ред. Р.А. Ковалева. – Тула: ТулГУ. – 2012. – Т. 1. – С. 322–328.
28.Voznesensky A.S. and Mazein S.V. Studying the variation of rotor pressing forces and horizontal soil pressure during shield tunneling // Journal of Mining Science, Vol. 48, No. 2. – 2012. – Р. 233–240.
29.Мазеин С.В., Потапов М.А. Анализ параметров современных щитов с разным типом пригруза, применяемых в метростроении с минимальными осадками городской поверхности // Тр. 4-й межд. науч.-техн. конф. «Основные направления развития инновационных технологий при строительстве тоннелей и освоении подземного пространства крупных мегаполисов». – М. – 2010. – С. 128–130.
30.Мазеин С.В., Маслов М.И. Щитовая проходка тоннелей. Оптимизация поднятия колец блочной обделки по влиянию геологических и технологических параметров // Технологии мира. – 2010. – № 03(21). – С. 35–38.
31.Мазеин С.В. Использование оперативного технологического контроля в прогнозе геотехнических процессов щитовой проходки транспортных тоннелей // Тр. межд. науч.-техн. конф. «Транспортные тоннели для будущих скоростных магистралей». – М. – 2010. – С. 61–65.
32.Мазеин С.В. Контроль достаточности суспензионного пригруза по усилиям прижима ротора при щитовой тоннельной проходке // Тр. межд. науч.-техн. конф. «Современная механизация работ при строительстве тоннелей и освоении подземного пространства крупных городов». – М. – 2009. – С. 114–116.
33.Мазеин С.В. Измерение технологических параметров щитовой проходки транспортных тоннелей // Метро и тоннели. – 2009. – №2. – С. 8.
34.Мазеин С.В. Измерение и прогноз рабочих параметров щитовой проходки транспортных тоннелей // Тр. межд. науч.-техн. конф. «Особенности освоения подземного пространства и подземной урбанизации в крупных городах-мегаполисах. – М.: Метро и тоннели. – 2008. – С. 157–159.
35.Мазеин С.В., Стафеев Г.М., Маслов М.И. Непрерывный контроль деформаций кольца обделки при щитовой проходке тоннелей // Метро и тоннели. – 2007. – №3. – С. 20–15.
36.Мазеин С.В., Вознесенский А.С. Возможности геофизического прогноза и текущего контроля инженерно-геологической обстановки на ТПМК «Хер-ренкнехт» // Докл. кругл. стола «Передовые технологии, оборудование и методы инженерно-геологических и геофизических изысканий и исследований при строительстве подземных сооружений». – М. – 2007. – С. 91 – 96.
37.Опыт геоакустической локации твердых включений при щитовой проходке тоннелей большого диаметра / С.В. Мазеин, А.С. Вознесенский // Сб. тр. XVIII сессии Российского акустического общества. – Т.1. – М.:ГЕОС. –2006. – С. 272–275.
38.Арбузов М.Ю., Мазеин С.В., Власов С.Н., Синицкий Г.М., Яцков Б.И. Итоги первого этапа проходки тоннелей в Серебряном Бору // Метро и тоннели. – 2005. – № 2. – С. 12–15.
39.Мазеин С.В., Соломатин Ю.Е. Активный пригруз забоя. Большие микс-щиты «Херренкнехт» в Москве // Метроинвест. – 2004. – № 4. –С. 18–22.