Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Разработка месторождений
полезных ископаемых характеризуется в настоящее время
интенсификацией горных работ как проходческих, так и
эксплуатационных, увеличением глубины разработки
месторождений,, повышением сложности горно-геологических условий, являющихся причиной возникновения в массиве запредельных напряжений в зоне ведения очистных и подготовительных работ, растрескивания обнажающихся горных пород, потери их устойчивости и обрушения. Эти факторы затрудняют использование более эффективных, экономически выгодных систем разработки месторождений, применение мощной техники и новейших технологий.
Для большинства крупных предприятий горно-добывающей
промышленности - Жезказганского, Норильского,
Миргалимсайского ГМК, Ачисайского, Лениногорского, Иртышского ПМК, СУБРа, Абаканского РУ и других - эти проблемы являются весьма актуальными. Схожая ситуация имеется и на рудниках США, Канады, Германии, ЮАР и других горнодобывающих стран.
В этой связи вопрос поиска эффективного способа повышения прочности массива горных пород; обеспечения устойчивости горных ныработок и безопасности ведения подземных горных работ приобретает наибольшую актуальность.
Учитывая складывающиеся на рудных месторождениях условия, тенденцию отказа многих предприятий отрасли от традиционных способов крепления горных выработок, становящихся все более дорогими, трудоемкими и малоэффективными, особенно в условиях неустойчивых горных пород, а также исходя из известных основных технических, технологических и экономических требований к крепи наиболее перспективным является применение комбинации дзух или нескольких способов воздействия на массив неустойчивых горных пород активными видами крепи.
Мировая практика разработки рудных месторождений в условиях неустойчивых горных пород показывает, что трещиноватость массивз наиболее неблагоприятно проявляет себя в приконтурной зоне горной выработки и особенно з призабойном пространстве. Следовательно, временная крепь должна быть изолирующей и поддерживающей, а постоянная - максимально грузонесущей, статически и динамически устойчивой. Этими функциями наиболее полно обладает инъекционное упрочнение с
предварительным торкрешровшшем. Поэтому исследование его рационального применения в условиях неустойчивых горных пород является актуальным.
ЦЕЛЬЮ РА1ЮТЫ являегся установление зависимостей рациональных параметров инъекционного упрочнения от характеристик и свойств скрепляющего раствора, трещиноватого массива и предварительного торкретирования для разработки технологии комбинированного крепления, обеспечивающей максимальную безопасность и высокую производительность при подземной добыче руд в условиях неустойчивых горных пород.
ИДЕЯ РАБОТЫ заключается в применении рационального сочетания инъекционного упрочнения неустойчивых трещиноватых горных пород с предварительным торкретированием обнаженных поверхностей горных выработок.
-математическая модель для расчета радиуса
распространения упрочняющего состава, отличающаяся учетом изменяющейся во времени вязкости, а следовательно, и скорости течения состава, позволяющая более точно определить давление и темп нагнетания состава для разработки технологических схем, упрочнения трещиноватого массива;
-математическая модель расчета необходимой толщины упрочняемой зоны неустойчивых горных пород в прнконтурной области очистных и подготовительных выработок, отличающаяся учетом изолирующего и грузонесущего влияния торкретбетонной оболочки, для определения параметров технологии инъекционного упрочнения с предварительным торкретированием;
-применение предварительной торкретбетонной оболочки позволяет обработать массив неустойчивых горных пород увеличенным (до 30 %) давлением инъекции, что приводит к увеличению стеленії его монолитности и-устойчивости;
-зависимости темпа, давления нагнетания, радиусов фильтрации и зоны упрочнения от толщины предварительной торкретбетонной оболочки, позволяющие выбирать рациональные параметри упрочнения выработок в неустойчивых породах.
ОБОСНОВАННОСТЬ И ДОСТОВЕРНОСТЬ НАУЧНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ.ВЫВОДОВ И РЕКОМЕНДАЦИЙ подтверждаются большим объемом и комплексностью аналитических исследований с применением различных методов обработки данных с помощью математической статистики, анализа размерностей, регрессионного анализа, математического моделирования и экспертной оценки,
сходимостью результатов моделирования с ранее полученными в процессе производственных испытаний ( расхождение 10-15 %).
НАУЧНОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ заключается в установлении зависимостей темпа, давления нагнетания, радиусов фильтрации и зоны упрочнения от толщины предварительной торкретоетоннои оболочки и свойств скрепляющего раствора, для обоснования параметров технологии комбинированного способа повышения устойчивости сильно трещиноватого горного массива.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ заключается в разработке методики расчета рациональных параметров технологии инъекционного упрочнения с предварительным торкретированием неустойчивых горных пород для улучшения технико-экономических показателен подземной разработки рудных месторождений.
РЕАЛИЗАЦИЯ ВЫВОДОВ И РЕКОМЕНДАЦИЙ. Полученные результаты по выбору рациональных параметров Инъекционного упрочнения с предварительным торкретированием в качестве рекомендаций приняты в ИГДС РАН и внедреїш нэ Жезказганском месторождении.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основное содержание работы и ее отдельные положення докладывались и получили одобрение на научных семинарах кафедры технологии и комплексной механизации подземной разработки рудных месторождений Московского государственного горного университета 1996-1998 гг, на конференциях, посвященных Неделе горняка и Международных симпозиумах 1996-1998 гг.
ЦУБЛИЕЛШШ- По результатам выполненных исследований опубликовано 9 работ.
ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, четырех гла&.'и заключения, -включает в себя 2 приложения, 20 таблиц, 25 рисунков, список литературы содержит 127 наименований.
Похожие диссертации на Разработка технологии упрчнения неустойчивых горных пород при подземной добыче руд
