Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Развитие и углубление горных работ, большое разнообразие геологических и горно-технических условий разработки месторождения полезных ископаемых, изменение Физико-механических свойств горных пород в широких пределах, наличие высоких тектонических напряжения и ряд других Факторов обуславливают динамические Формы проявления горного давления.
Наиболее опасной формой проявления горного давления являются горные удары, опасность их заключается во внезапности возникновения и большой разрушительной силе. Мировой опыт ведения горных работ показывает, что горные удары проявляются только при определенном сочетании горно-геологических и горно-технических условий. В ряде случаев горные удары приводят к катастрофический последствиям с гибелью десятков людей и выходом из строя целых предприятий.
Практика ведения горных работ говорит о том. что опасность в отношении горных ударов возникает не сразу. На удароопасных месторождениях вначале появляются лишь отдельные признаки в виде "стреляния" массива, которые затем, по мере развития горных работ по глубине и площади, перерастают в тяжелые горные удары.
На Кадамжайском месторождении в конце 60-х - начале 70 годов впервые было зафиксировано два горных удара, где результатом послужили сдвижения породных блоков по тектонической трещине и внезапное обрушение потолочины в очистися камере.
С углублением работ на Кадамжапском месторождении увеличиваются площади выработанных пространств, возрастают трудности добычи полезного ископаемого при ведении горных работ.
В настоящее время на руднике отмечаются динамические Формы проявления горного давления в виде "стреляния", "толчков" и вывалов горной массы при проходке горно-капитальных выработок, в зонах тектонических нарушений, а также при ведении очистных работ.
Массив горных пород Каламжайского месторождения в силу своих геологических особенностей представляет собой блочное строение, где на границах блоков определены перепады напряжений, которые обычно выражаются в значительном превышении горизонтальных составляющих напряжений над вертикальными.
При проведении горных выработок различного назначения обра-
зуются зоны перераспределения напряжения, которые зачастую превышают критические, засчет этого и происходят различные формы разрушения пород.
На руднике такие напряжения концентрируются на участках, сложенных крепкими, хрупкими породами, где разрушения происходят в виде горных ударов различной интенсивности, что снижает безопасность ведения горных работ и добычу полезных ископаемых. Поэтому вопрос своевременного выявления наиболее удароопасных участков, как нетронутого массива, так и в зонах возникновения дополнительных напряжений вблизи горных выработок приобретает все бодав актуальное значение в горной промышленности.
Скзуностъ и большое разнообразие Факторов, влияших на уда-роолаедасть массивов горных пород, обусловили необходимость использования комплекса методов оценки состояния массива, результаты которых представлены в настоящей работе. Комплексный подход дает возможность учесть большое количество Факторов влияющих на удароопасность массива.
диссертационная работа выполнена в соответствии с плановыми научными темами ИФиМГП НАН Кыргызской Республики CN гос. регистрации 01.9.10.- 040733: 0000356).
ЦЕЛЬ РАБОТЫ состоит в оценке удароопасности участков, разработке и внедрении комплекса мер предупреждения горных ударов ка глубоких горизонтах Кадамжайского месторождения.
ОСНОВНАЯ ИДЕЯ РАБОТЫ: на основе установленной взаимосвязи удароопасности участков пород и руд с тектоническими наруь-ениями, а также с блочностью строения массива горных пород, разработать эффективные меры для предупреждения горных ударов при ведении горных работ.
установить склонные к динамическому разрушению разновидности горных пород на месторождении:
выявить .^критерии удароопасности участков Кадамжайского месторождения:
исследовать удароопасные участки вмещающих пород и руд вблизи очистных выработок:
определить влияние .тектонических нарушения на удароопас-ное состояние подземных выработок при ведении горных работ:
разработать мероприятия по безопаске»» ведению горных ра-
бот на глубоких горизонтам Кадамжайского месторождения.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Для решния поставленной задачи использовались геомеханические и геофизические методы шахтных экспериментальных исследования напряженного состояния и удароопас-ных участков горных пород.
одним из определяющих Факторов, ВЛИЛХШІХ на удароопас-ность участков Кадамжааского месторождения, являются тектонические нарушения. Удароопесные участки располагаются в непосредственной близости от границ активных диагональных разломов на расстоянии до 7 м.
на Формирование очагов возможных проявлений горного давления, большое влияние оказывают очистные работы. В подготовительных выработках, вблизи очистных работ, разиэры удароопасныи участков зависят от сирины очистных каыэр и определяются соотно-шениеи L - 1.5В. где В - ширина очистной камеры. L - размер уда-роопасного участка.
ДОСТСВЕРЇССТЬ НАУЧНЫХ ПОЛОЖЕНИЯ. ВЫВОДОВ И РЕКОМЕНДАЦИИ обеспечивается применением широко апробированных методов исследования, большим объемом шахтных инструментальных наблюдения за проявлением гарного давления, результаты которых проверены исследованиями в лабораторных условиях и потверждены полученными результатами оценки удароопасности массива, положительным внедрением практических рекомендация на руднике.
установлено, что на глубоких горизонтах Кадамжаяского иесторождения основным Фактором, влияющим на формирование удароспас— ной ситуации, являются тектонические нарушения: при этом удароо— пасныш участками являются границы тектонических блоков:
выявлено влияние очистных работ на формированио удароопас-ной ситуации: установлено, что удароопасными участками являются подготовительные выработки, расположенные вблизи очистных камер.
разработаны критерии удароопасности участков вокруг подготовительных выработок для зон влияния очистных работ.
в проведении исследования удароопасности горных пород глубоких горизонтов Кадамжаяского месторождения;
в определении удароопасных участков в тектонических блоках;
1 ' I
- проведении анализа определения категории удароопасности
методами вдавливания штампа и электрометрии и разработке уточненных номограмм:
в разработке эффективных параметров комплекса мер предупреждения горных ударов для данного месторождения: і
в оценке эффективности и внедрении разработанных рекомендаций по безопасному ведению горных работ на глубоких горизонтах Кадамжайского месторождения.
- в определении склонных к динамическому разрушению разно
видностей горных пород месторождения:
в установлении степени удароопасности участков массива горных пород, что позволяет предусматривать меры по предупреждению горных ударов:
в построении номограмм для определения категорий удароопасности по результатам вдавливания штампа, электрометрии и выходу керна из геологических скважин:
в обеспечении безопасности ведения горных работ на месторождениях опасных по горным ударам со сложными геологическими условиями.
РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТ: В результате выполненных исследований разработаны "Указания по безопасному ведению горных работ на участках Кадамжаясісого месторождения, склонных к горным ударам ", которые используются для предупреждения горных ударов на глубоких горизонтах месторождения.и внедрены на Кадамжаяском сурьмяном комбинате.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты исследования и научные положения диссертации обсуждались и получили одобрение на: Всероссийской конференции "Управление напряженно-деформированным состоянием массива горных пород при открытой и подземной разработке месторождений полезных ископаемых" (Новосибирск - Екатеринбург, 1994): Международной конференции "Проблемы механики и технологии" СБишкек, 1994): Международной научно-практической конференции "Перспективы развития и использования минеральных ресурсов Кыргызской Республики" (Бишкек. 1995): Секции Ученого Совета Института Физики и механики горных пород НАН Кыргызской Республики. (Бишкек, 1996).
ПУБЛИКАЦИИ. Основные положения выполненных автором исслело-
ваний отражены в 10 опубликованных работах.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ: Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и содержит 133 страницы машинописного текста, 4 таблицы. 27 рисунков, список литературы из 110 наименований и 3 приложения.
Автор выражает глубокую признательность научному консультанту академику НАН КР И.Т.Айтматову, научному руководителю, доктору технических наук, профессору К. Ч. Кожогулову. а также доктору технических наук Н. Г. Ялымову. кандидатам технических наук О.В. Рогожникову. М. А. Яковлеву за постоянное внимание, ценные консультации и помощь при проведении работы.