Введение к работе
Актуальность проблемы. Эффективное использование минеральных ресурсов России - одно из слагающих развития ее экономики. При этом, одна из важнейших задач - снижение себестоимости добычи полезных ископаемых. Оптимальные условия для любой деятельности определяются информированностью об объекте, на который направлено воздействие. Таким объектом в горной области является породный массив. Сведения о строении грунтов, их физико-механических свойствах, также составляют основу при расчетах зданий и сооружений в гражданском и промышленном строительстве. Необходим универсальный и адаптированный в производстве подход к получению и использованию сведений о строении и свойствах пород, оптимизирующих ведение работ, связанных с геологическими объектами.
Цель работы: выяснить возможности и разработать методы оперативной оптимизации решения горно-геологических задач на основе исследования состояния неоднородного массива пород в естественном залегании с помощью многоеолновой сейсмометрии.
Задачи исследований
-
Провести и обосновать выбор параметров, наиболее адекватно и технологически ориентированно отражающих состояние горного массива.
-
Показать адекватность отражения на основе данных многоволновой сейсмометрии фактического состояния горного массива пород в естественном залегании.
-
Разработать систему получения и преобразования сейсмической информации в условиях действующих горных предприятий.
-
Разработать способы корректировки на основе данных сейсмометрии технологических параметров на примере буровзрывных работ.
-
Разработать основу прогнозирования по данным сейсмометрии результатов разрушающих воздействий на горный массив на примере БВР.
Основные защищаемые положения
-
Состояние неоднородного массива пород в естественном залегании может быть исследовано с помощью многоволновой сейсмометрии с оперативностью, детальностью и достоверностью, определяемыми горно-геологическими задачами.
-
Разработан метод корректировки параметров буровзрывных работ на основе данных многоеолновой сейсмометрии. Метод включает: методику работ в рамках специализированных геофизических технологий; технические и программные средства; способы корректировки параметров буровзрывных работ на основе данных сейсмометрии.
-
Получены результаты, подтверждающие эффективность корректировки параметров буровзрывных работ на основе данных многоволновой сейсмометрии.
-
Разработан метод прогноза результатов дробления пород взрывом на основе нового уровня детализации состояния горного массива по данным многоволновой сейсмометрии.
Научная новизна
Выяснены возможности, разработаны методы и получены результаты оперативной оптимизации решения горно-геологических задач на основе исследования неоднородного массива пород в естественном залегании с помощью многоволновой сейсмометрии:
разработаны технические средства и способы их применения, облегчающие использование многоволновой сейсмометрии в зоне максимальных естественных и техногенных изменений горного массива (новизна подтверждена двумя патентами: на устройство и способ);
разработаны способы корректировки параметров буровзрывных работ на основе данных сейсмометрии (новизна подтверждена двумя патентами);
обоснован и реализован подход, способствующий внедрению геофизических методов в действующие циклы горных предприятий;
получено экспериментальное подтверждение возможности
оперативной корректировки параметров буровзрывных работ на основе данных многоволновой сейсмометрии;
- разработан алгоритм управления взрываемостью на базе нового уровня обеспечения информацией о состоянии горного массива.
Практическая ценность работы
1. Разработанные технические средства и способы их приме
нения позволили:
-решить задачу обнаружения конкреционных образований во вскрышной толще угольных разрезов КАТЭК;
- дополнять и уточнять сведения о строении и свойствах объектов исследований при инженерных изысканиях.
2. Предложенный подход к использованию данных сейсмомет
рии для оптимизации технологических параметров позволил сни
зить затраты на проведение БВР на ряде горных предприятий.
Реалгаация результатов работы
Все данные, полученные при проведении работ для целей инженерных изысканий, использованы в расчетах проектируемых зданий и сооружений. Предложенный подход к оперативной корректировке технологических параметров на основе данных сейсмометрии применялся на ряде горных предприятий Кузбасса и Урала и позволил снизить энергозатраты при проведении буровзрывных работ. В целях организации названных мероприятий на постоянной основе, объединению "Южный Кузбасс" поставлен комплект аппаратуры, оборудования и программных средств.
Апробация работы
Основные положения и результаты работ обсуждались на Секции открытой разработки месторождений угля и сланца Совета Министерства угольной промышленности СССР (г.Кемерово, 1989 г.), IV Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов угольной промышленности СССР(г.Москва, 1989 г.), на областной научно-практической конференции (г.Челябинск,
- б -
1989 г.), с 1990 г. ежегодно на технических совещаниях главных специалистов угольных предприятий Кузбасса: объединений "Куз-бассразрезуголь", "Южный Кузбасс", разрезах "Красногорский", "Ольжерасский", "Листвянский", предприятия "Взрывпром" (г.Челябинск), VI Всероссийском совещании по взрывным работам (г.Междуреченек, 1997 г.), международной конференции "Мельни-ковские чтения" (г.Екатеринбург, 1998 г.).
Испольаованный фактический материал и личный вклад автора
Основой работы являются результаты исследований, проведенных автором в Каменск-Уральском отделении Уральского треста инженерно-строительных изысканий (К-уО УралТИСИЗ), где с применением многоволновой сейсмометрии выполнены исследования на 18 объектах Урала и Сибири; в Научно-исследовательском и проектно- конструкторском институте открытых горных работ (НИИОГР) по темам: "Разработка методики обнаружения крепких включений", "Совершенствование технологии БВР на к."Новосмолинский", "Мониторинг состояния горного массива при разработке месторождений"; в инновационной фирме "РИВЭТ" по темам: "Детализация геологического строения по линии перехода метрополитена через р. Миасс", "Обнаружение старых горных выработок на Градском прииске", "Разработать комплекс программных и технических средств для автоматизированного определения конструкции заряда".
Объем и структура работы