Введение к работе
Актуальность темы. Срзди разнообразных морфологических типов месторождений цвэтиыя, редких и благородных металлов . одними из наиболее распространенных являются «ильныэ. На нет добывается более 30 %,_а по отдельным металлом (например» по золоту и олову) - свыще 50 % общего количества их добычи подземным способом..
Горно-геологнческйэ условия разработки вил многообразны и сложны. Наиболее распространены крутопадпидио лили с углом падения свыше 45, ка долю которых приходится более 70 % от обгцвй добычи руды из жнльннх иэстороидений. Причем, саквз глубокие рудники кира разрабатывают, как правело, ттпьныо кзеторозденпя.
Особенность!) разработки крутопадзхк;:а яилыкис кзеторождекйй является значительно возросшая' интенсивность процесса добычи руда и увеличение глубины рудников. С возрастанием глубины разработки на месторождениях повидается интенсивность динамических проявлений горного давления, что существенна ослошшзт условия добыч;*, руд и снижает эффективность разработки месторождений» При этом условия проявления горного давления зависят от ізіогйк факторов. Причем, да-яз в пределах одного месторождения с углублеппзм горных работ явно сказывается разница в геомехашчееккх усяовкях смеаных участков, а ориентация на некоТорЫз. средние для всего иестореядэния параметры системы разработки становится неэффективной й требуется дифференцированная геомеханичесная оценка и учет соответствующих природных факторов.
В связи с этим становится актуальной задача» связанная с прогнозированием удароопасности участков месторождений, подготавливаемых к отработке, что позволит заранее на стадии проектирования проводить мероприятия по снижению степени удароопасности участков массива горных пород месторождений и тем самым повысить безопасность труда.
Целью работы является повышение эффективности прогноза степени удароопасности участков массива горных пород крутопадающих месторождений на основе учета их аналогичности.
Основная идея работы состоит в использовании принципов теории подобия для оценки геомеханического состояния участков массива горных пород, подготавливаемых к отработке.
Основными задачами исследований являются:
выявить существенные геомеханические факторы, определяющие степень удароопасности участков крутоладающих жильных месторождений и определить их представляющие показатели;
определить вид критериев подобия участков крутопадающих жильных месторождений и установить их количественные величины!
определить интегральную мэру подобия участков о различной степеню удароопасности;
разработать и внедрить метод прогнозирования степени удароопасности участков крутопадающих месторождений жильного типа по
их аналогичности.
Методы исследований. Для доотижения поставленной цели применялся комплекс аналитических, натурных и лабораторных методов исследований: анализ и обобщение литературных источников и результатов ранее выполненных исследований! метод анализа размерностей; методы определения напряаенного состояния массива горных пород; методы кзыарзнил трсщиноватости участков месторождения! методы исследования физико-механических свойств} методы теории распознавания обрадов.
НаучНЫО Положен и я» защищаемые авто ром:
- комплекс критериев геоиеханического подобия участков круто
падающих ыесторомдений жильного типа, характеризующих:
а) подобие напряженного состояния участков, определяемых от
ношением произведения удельного веса Пород на глубину участка к
модулю упругости породы и отношением горизонтальной состав
ляющей Поля напряжений к вертикальной составляющей;
б) подобие удароопасности пород, определяющееся отношением
модуля спада к модулю упругости)
в) пространственное подобие сравниваемых участков - по отноше
нию расстояния прогнозируемого1 участка До тектонического нарушения
к расстоянию иевду тектоническими нарушениями одного масштабного .
уровня;
г) Подобие степени трещиноватости сравниваемых участков - по
сумме отношений ширшій, трещин каждой Ьистеыы к сумме ширины и рас-
еїсянию между трещинаии одной еистиш;
д) Подобие контаатных условий на участке, устанавливающееся
по отношению модулей упругостей контактирующих пород;
- метод геомеханических аналогий для прогноза степени ударо-
опасности участков крутопадающих жильных месторождений, заключаю
щийся в выборе объектов-аналогов, в определении ycrosfl одншачнсэти и
получении и анализе геомеханических условий объектов-аналогов, в
определении существенных факторов, влияющих на степень удароопас-
ности участков массива горных пород, и их представляющих показате
лей с последующим определением критериев подобия и расчета инте
гральной меры подобия прогнозируемых участков.
Достоверность научных положений и выводов диссертационной работы подтверждается соответствием результатов прогноза удароопасности участков Массива по разработанному мьтоду натурным наблюдениям за динамическими явлениями; практикой прсвэдемя профияишнескгас мероприятий га сгекснию даароопасности участков; положительным! результатами внедрения в производство.
Научная новизна работы состоит в следующем:
обосновано применение принципов теории подобия для прогноза геомеханичесяих процессов и явлений при разработке месторождений полезных ископаемых:
определены существенные геомеханичэсниэ факторы, влияющие на степень'удароопасности участков яильннх крутоппдшощнх кесторож-жений;
установлены критерии хоомзханического подобия участков ко-стороидений жильного типа;
разработан метод прогнозирования ст-зязки удароопасности проектируемых- участков крутопадшцих. месторождений на основа их геомеханической аналогичности с эксплуатируемыми.
Личный вклад автора состоит в: обосновании применения принципов теории подобия для геомэханических процессов и явлений; определении комплекса существенных'факторов, влияющих на степень удароопасности участков крутопадояцих цяльнмх изстороя-дений; получении формул гєо;.'.ехшшческого подобия участков іясторож-дений; расчете численных величин .«ера подобия участков с различной степенью удароопасности.
Практическая ценность работы состоят в следующем:
- разработана методика прогнозирования степени удароопасности
проектируемых горизонтов по их подобию с зксплуатаруеш&ш примени
тельно к крутопадшэщим жильным месторождениям;
- осуществлен прогноз степени удароопасноети глубоких горизонтов Кочкарского жильного месторождения и участка "Центральный" месторождения "Трудовое".
Реализация результатов работы. Основные положения исследований автора использованы при разработке "Рекомендаций по оценке удароопасности участков Кочкарского месторождения методом геомеханических аналогий" (Фрунзе, 1990 г.), что позволило повысить безопасность ведения горных работ и сократить затраты на прогноз степени удароопасности учаотков месторождения. Общий экономический эффект от внедрения "Рекомендаций..." составил 49129,24 руб, в ценах 1990 года.
В результате исследований составлены и внедрены "Указания по безопасному ведению горных работ на участках Кочкарского месторождения, склонных к горнш ударам", которые являются обязательным н нормативным документом При разработке удароопасных участков и согласованы с головным институтом ШИШ и Госгортехнадэором России.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на ХП конференции молодых ученых ИПКОН (Москва, І98І г.), на ХЇБсесоюзком семинаре "Горное давление в капитальных и подготовительных выработках'ЧФрунзе, 1988 г.), на IX Всесоїазной конференции По механике Горных пород (йрунэе, 1989 г.), на техсоветах tt/o ''{куралаолото" Ц9В9-І992 гг.). На секциях Ученого Совета ИМГП АН Кирг.ССР ІІ9В8-І990 Гг.).
П у б л И к а ц и и і По теме диссертационной работы опубликовано II печатных работ.
Структура и объем работу. Дйсоертация состоит из введения, четырех глав * заключения, изложенных на 138 стр.машинописного текста^ содержит 31 рис., 18 табл., список литературы из 110 наименований и I приложение.
Автор выражает искреЙШою признательность научному консультанту академику АН Кыргызстана И.Т.Айтматову и д.т.н. Н АКойогулову за постоянное вниманиеі Ценные консультации й помощь при выполнении работы.