Содержание к диссертации
ВВЕДЕНІ/IE 4
ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ И АНАЛИЗ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА. 9
ГЛАВА 2. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ ВОСТОЧНОГО УЗБЕКИСТАНА.
2.1. Географическое положение
2.2. Краткая характеристика рельефа
2.3. Геолого-тектоническое строение 20
2.4. Общая характеристика сейсмичности 34
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЙ ГОРНЫХ ПОРОД НА ПРИМЕРЕ ВОСТОЧНОГО УЗБЕКИСТАНА И РАЙОНИРОВАНИЕ ПО РАСЧЕТАМ ПОЛЕЙ КАСАТЕЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ 41
3.1. Методы исследования напряженного состояния горных пород 42
3.2. Напряженное состояние горных пород Восточного Узбекистана и прилегающих территорий 51
3.3. Районирование Восточного Узбекистана и прилегающих территорий по расчетам полей касательных напряжений 66
ГЛАВА 4. ВЗАИМОСВЯЗЬ ИЗБЫТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ И ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 77
4.1. Основные элементы инженерно-геологических условий территорий Восточного Узбекистана 77
4.2. Основные факторы влияющие на напряженное состояние горных пород 77
4.3. Влияние напряженного состояния горных пород на устойчивость горных выработок
4.4. Оценка эффектов землетрясений и взрывных работ по устойчивости горных выработок на примере некоторых месторождений 96
4.5. Практические рекомендации по освоению территорий месторождений полезных ископаемых 101
ЗАКЛЮЧЕНИЕ (04
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТОРЫ 107
Введение к работе
Актуальность работы. Проблема изучения и прогнозирования развития угрожающих (опасных) геологических процессов, согласно "Основным направлениям экономического и социального развития СССР на І98І-І995 гг. и на период до 1990 г." \ утвержденным ХХУІ съездом КПСС, выдвинута как одна из важнейших в современной инженерной геологии. Благодаря геолого-геофизическим и поисковым исследованиям в восточной части Узбекистана открыто значительное число месторождений полезных ископаемых не только в равнинных, но так же в предгорных и горных областях. Восточный Узбекистан стал одним из весьма перспективных горно-промышленных районов й зССР.
Разработка и добыча полезных ископаемых в условиях предгорных и горных районов требует расширения объемов работ по созданию горнопромышленных объектов и горных выработок на относительно больших глубинах. Долговечность и безаварийность эксплуатации горных сооружений возможны лишь при выявлении закономерностей формирования инженерно-геологических условий осваиваемых территорий и площадей.
Структурно-геологическое положение и сейсмотектоническая обстановка исследуемого региона достаточно сложны. Горные породы находятся в напряженном состоянии различной степени, что создает трудности при подземной разработке месторождений полезных ископаемых и нередко вызывает аварийные ситуации.
Использование в практике подземных разработок достаточно простых инженерных расчетов не отвечает строгим требованиям обеспечения устойчивости горных выработок и нормальной технологии проходки. Поэтому теоретический анализ напряженного состояния горных пород с учетом влияния инженерно-геологических, тектонических и геофизических факторов является весьма актуальным.
Цель и задачи работы. Разработать теоретический способ оценки влияния избыточных касательных напряжений обуславливающих высокую сейсмичность, территорий и определяющих инженерно-геологические условия месторождений Восточного Узбекистана. Обосновать применимость его на примере нескольких месторождений расположенных сейсмоопасных районах. На основе комплексного анализа собственных и фондовых материалов инструментальных наблюдений и экспериментов по инженерной геологии, геотектонике, горному делу и сейсмологии районирование полей касательных напряжений Восточного Узбекистана. Опираясь на результаты исследований разработать практические рекомендации по обеспечению устойчивости горных выработок и наиболее рациональной технологии их проходки на крупных месторождениях. Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи:
а) изучить инженерно-геологические условия месторождений Восточного Узбекистана и изучить физическое состояние горных пород;
б) провести анализ напряженного состояния горных пород на разрабатываемых месторождениях и составить карту избыточных напряжений с учетом физических параметров сейсмических очагов;
в) исследовать наиболее опасные зоны воздействия интенсивных сейсмических нагрузок на условия проходки горных выработок и построить карту районирования полей касательных напряжений для Восточного Узбекистана;
г) выявить закономерности формирования инженерно-геологических условий района в зависимости от сейсмичности, практическое использование которых обеспечит нормальную эксплуатацию горных выработок;
д) на основе полученных результатов разработать конкретные рекомендации по выбору наиболее рационального пространственного расположения выработок и их конструкций.
Научная новизна работы и защищаемые положения.
Проведенными исследованиями впервые установлено, что в пределах Восточного Узбекистана существуют различные по характеру поля избыточных касательных напряжений:
а) с нормальным гравитационным полем напряжений;
б) с преобладанием средних напряжений ;
в) с преобладанием наивысших напряжений величины.
Изучение напряженного состояния горных пород в совокупности с сейсмичностью региона позволило впервые осуществить районирование и построить карту избыточных касательных напряжений для Восточного Узбекистана и прилегающих территорий. Полученные данные имеют большое практическое значение при определении инженерно-геологических условий как поверхностных, так и подземных участков (площадей), подвергнутых промышленной разработке, поскольку избыточные касательные напряжения в подземных горных выработках вызывают развитие геологических явлений (заколы, вывалы, массовые обрушения, сдвиги, стреляние и др.) угрожающих их устойчивости. На примере месторождений полезных ископаемых Восточного Узбекистана впервые показано, что распределение различных геологических явлений на них обусловлено не только пространственным распространением полей напряжений, но и определенными закономерностями, связанными с глубиной.
Практическая ценность. Выявленные закономерности и построенные карты избыточных касательных напряжений горных пород по площади и глубине, а также анализ преобладающих направлений их для Восточного Узбекистана в сопредельных территорий позволяют: I) наиболее обоснованно и правильно производить выбор сечений, ориентации и расположения горных выработок; 2) рассчитывать и применять виды необходимых креплений с целью увеличения их несущей способности; 3) определять наиболее оптимальные конструкции горных выработок и прогнозировать уменьшение (а возможно, и полное устранение) влияния на них геологических процессов и явлений (заколы, вывалы, обрушения, обвалы, стреляния и микроудары). это не только экономически выгодно при эксплуатации месторождений,но позволяет обеспечивать безопасность труда горняков.
Реализация работы. Основные результаты исследований отражены в научных отчетах, ответственным исполнителем которых являлся автор. Основные положения и рекомендации работы использованы и используются Рудничной партией Голодностепской гидрогеологической экспедиции Производственного объединения "Узбекгидрогеология". Так, применение основных рекомендаций и выводов работы на крупных месторождениях Коч-булак, Зармитан и Сармич экономический эффект в 700 тыс.руб.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на конференции молодых ученых сейсмологов (Ташкент, 1976 г.) на научных семинарах Института сейсмологии АН УзССР (1975, 1981, 1983 гг.), в лаборатории механики горных пород Горного института Кольского филиала АН СССР (1978 г.), на кафедре технологии и комплексной разработки месторождений полезных ископаемых ТашііИ (1974 г.), на Всесоюзном совещании по механике сплошных сред (1979 г.), научно-теоретической конференции молодых ученых-геологов "Абдуллаевские чтения" (1982 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано б научных статей.
Объем работы. Работа состоит из введения, 4- глав и заключения, общим объемом 116 страниц машинописного текста со списком литературы из 82 наименований. Текст иллюстрируется 22 графиками, рисунками и II таблицами.
Основой для написания диссертации послужили материалы исследований, выполненных автором за период с 1972 по 1983 гг. Кроме этого, были использованы фондовые материалы и опубликованная литература.
Исследования выполнены в лаборатории региональной инженерной геологии, сейсмического микрорайонирования и сильных движений почв Института сейсмологии АН УзССР, а также в Горном институте Кольского филиала АН СССР под руководством члена-корреспондента АН СССР, доктора технических наук, профессора І і/і. А. Турчанинова""!, кандидата технических наук, заведующего кафедрой технологии комплексной разработки месторождений полезных ископаемых открытым способом Ташкентского политехнического Института им. Абу Райхака Бируни Ф.Й.Ариповой и при консультации зав.лабораторией сейсмического микрорайонирования и сильных движений почв Института сейсмологии АН УзССР, доктора геолого-минералогических наук С.М.Касы-мова. Автор с глубокой благодарностью чтит память своего первого руководителя профессора IИ.А.Турчанинова"!", а также выражает большую признательность к.т.н. Ф.М.Ариповой и д.г.-м.н. С.М.Касымову, академику АН УзССР, д.г.-м.н., профессору Г.А.Мавлянову, Л.А.Хами-дову, к.г.-м.н. Х.Зарифбаеву, к.г.-м.н. М.Ш.Ыерматову и к.г.-м.н. Д.А.Абдурахманову за замечания и ценные советы при подготовке работы.
