Введение к работе
Актуальность темы. Перед горнодобывающий промышленностью стоит трудная задача - обеспечить промышленность сырьем, повышал производительность и экономичность добычи с учетом соблюдения экологии.
Разработка тонкожильных крутопадающих месторождений характеризуется большой трудоемкостью, низкой производительность»!, большими потерями и раэубоживанием из-за слоеной горно--геологической характеристики: небольшая мощность,изменчивые .элементы залегания, неровная гипсометрия, различная степень устойчивости руды, вмещающих пород, плюс увеличивающаяся глубина разработки.
С увеличением глубины разработки на отих месторождениях возрастает горное давление, которое на значительном количестве рудников проявляется в динамической форме о виде горних ударов. В на-СТ0Я4ЄЄ время 23 % месторождений, склонных и опасных но горным ударам, являются тонкожильными и крутопадающими.
При этом эффективное решение проблемы борьбы с динамическими проявлениями горного давления возможно только в том случае, если исследована геомеханика массива горных пород, определены величины и направление действующих в нем напряжений.
Разработка жил Кочкарского месторождения на глубоких горизонтах связана с рядом серьезных трудностей, вследствие динамического проявления горного давления. Интенсивность и сила горных ударов нарастают и в последнее десятилетие на месторождении зарегистрировано более сотни таких явлений: от стреляний пород до микроударов и мощных толчков.
Перемещение динамических проявлений горного давления в очистное пространство и сильное разрушение выработок и. прилегающего массива сбивают нормальный режим работы участков и значительно повышают расходы на добычу полезного ископаемого.
Применяемые системы разработки (с магаэинированием, подэтаж-1гых штреков, с гидрозакладкой, сплошная) не решают безопасность ведения очистных работ на удароопасных участках. При этом создание безударных технологий имеет большое техническое, экологическое и социальное значение.
Цель работы заключается в гоомеханическом обосновании: ныборя методов прогноза и критериев оценки степени ударо-
опасности участков месторождения; методов предотвращения горних ударов; безопасной технологии ведения горных работ на Кочкарсксм крутопадающем жильном месторождении, подверженном горным ударам.
Основная идея заключается в использовании сея-ыл между напряженно-деформированным состоянием массива, свойствами горних пород и динамическими проявлениями горного давления для геомеханического обоснования безопасной разработки крутопадающих месторождений.
Задачи исследований:
установить геомеханическое состояние массива горних пород Кичкарекого месторождения;
обосновать методи и критерии оценки степени удароопасности участков массива месторождения;
разработать методы предотвращения горних ударов применительно к Кочкарскому месторождению;
разработать основы безопасной технологии горных работ на удароопасных участках месторождения.
Методы исследований. Для достижения поставленной цели проводился комплекс исследований в шахтных и лабораторных условиях, включающих: метод .математической статистики при обработке результатов исследований; аналитические исследования; метод парных реперов и оптических датчиков при исследовании деформации горного массива и распределения напряжений вокруг очистных выработок; методы разгрузки и дискования керна для определения напряженного состояния массива месторождения.
Научные положения, выносимые на защиту:
1. Достоверная оценка степени удароопасности у-испоз жильных м«-
стсрождаиі доли»прсизвсдтся на осною компдагных исследований физико-механичес
ких свойств горных пород, ее минералогического состава и естествен
ного напряженного состояния породного массива с обоснованием и
установлением уточненных критериев степени удароопасности его уча
стков.
2. Безопасность и эффективность отработки удароопасных уча
стков месторождений обеспечивается разработанными технологическими
решениями, учитывающими геомеханмку месторождения, интенсивность
очистной выемки и устойчивее параметры блока.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендації!'. подтгерждаетс/К многолетними пах г нумк исследованиями напряженного г.о?тгяния пассива горны* пород
выполненными различными методами; соответствием результатов теоретических и натурных исследований; положительными результатами вне дрения разработанных рекомендаций по шахте "Центральная" ПО "Юж-уралзолото".
Научная новизна работы заключается п следующем:
выявлено, что на глубоких горизонтах Кочкарского место рождения главными напряжениями являются горизонтальные, которые в 2-2, Ь раза превышают вертикальные и направлены су'бнеридианально;
установлены закономерности распределения напряжений в кон структуишшх элементах камерных систем разработки месторождения;
обоснована и разработана новая номограмма определения категории ударооиасности участков месторождения методом
.электрометрии;
установлена взаимосвязь параметров блока с интенсивностью отработки;
разработан способ поддержания выработок на удароопасных участках месторождения, обеспечивающий гидроизоляцию табагаек, обладающих высокой гигроскопичностью.
Лично автором:
исследована и составлена блочная структура месторождения;
определено распределение напряжений в структурных блоках;
проведен анализ определения категории удароопасности методом электрометрии и разработана уточненная номограмма определения категории удароопасности;
- обоснована и разработана классификация устойчивости гор
ных пород и руд по степени трещиноватостя;
проведены натурные наблюдения за состоянием горных выработок, пройденных по дайкам т.чбашек, и предложен способ поддержания таких выработок;
обоснованы и разработаны рекомендации по безопасному ведению горных работ на удчроопасных участках.
II р а к т и ч
снижен в 2-3 раза объем работ по выполнения мероприятий по снижения степени удчрооп-ченосли участков мтсїияа:.
значительна у»"\!ь:веіш мят^риалышо и трудовые эятрпгн на non;i.cpn*iJ4v пыг:;; ' > -" ,
-разработаны профилактические меры по снижению степени удари опасности участков месторождения;
- разработаны ударобезспасные варианты систем разработки для глубоких горизонтов месторождения.
Реализация работы. Разработаны и внедрены на шахте "Центральная": "Рекомендации по рациональному способу поддержания выработок, пройденных по дайкам табашек", "Рациональные технологические схемы и способы разработки удароопасных участков шахты "Центральная", "Указания по безопасному ведению горных работ на участках Кочкарского месторождения, склонных к горным ударам". Общий экономический эффект от внедрения результатов исследований составил 6167653 руб. (в ценах 1992 года).
Апробация работы. Основные положения диссер
тации докладывались на X Всесоюзном семинаре но измерению напря
жений в массиве горных пород (г.Новосибирск, 1987), на У Всесоюз
ном семинаре по горной геофизике (Тбилиси, І98У),
на IX Всесоюзной конференции по механике горних
пород ( Фрунзе, 1989 ), а и<\ссг на I и Щ Всесоюз-
ных семинарах "Проблемы разработки полезных ископаемых в условиях высокогорья"(г.Фрунзе, 1987, 1991), на технических совещаниях ПО "Южуралзолото" 1987-1992гг. и на секции Ученого совета ИФиМГП "Механика горных пород и массивов" (г.Бишкек, 1992).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 161 стр.машинописного текста, включает: 43 рисунка, 24 таблицы, список литературы из 57 наименований и 2 приложения.