Введение к работе
Актуальность работ. Происходящие в России процессы вхождения угольной прошыленности в рыночные условия значительно изменили существовавши производственно-экономические взаиыо-отношепия, которые требуют нового подхода к вопросам техволо-, гичеекой подготовки торных работ (ТИГР), обеспечивающей эффективность угледобычи при "соответствии механизма инвестирования и дотации шахт с различными горво-геояогическими условиями.
На разрабатываемых в настоящее время в Кузбассе ыесторог-дениях угля более 10$ яахтши полей имеют сложные горно-геологические и геотектонические условия, при эксплуатации которых подземным способом ереднебиссейновне показатели пог.эрь угля составляют 31!?. При этой имеют место выборочная отработка и задержка подготовки новых горизонтов и запасов,
ІІелесообразно в основу технических и экономических ззаиуо-отпоиенпй ка различных уровнях( государства.территорий, пахты п добігшого участка) использовать единый принцип эффективной и рациональной выемки пластов угля с весьма сложными горно-геоло-гическтш условияыиСГГУ), что позволяет с учетом геолого-текто-пических особенностей каждого конкретного региона, района, иаят-аогс поля или его участка определять необходимый уровень дотационного стимулирования, который оптимизируется па первоначальной этапе ШТ.
Габота связана с планами научно-исследовательских работ Института угля СО РІН, внполпешшми в соответствии с программой "Уголь Сиаири",теіатическійі отраслевым планом Минтопэнерго Р$, программами поддерживаемыми компанией "Росуголь" и ассоциацией 'ЧСуэбэссуглетехнолопш": -3.15,1.6" Разработка тучных основ оптимального проектирования и планирования горных работ в сложных горпо-геологичеекпх условиях вахт "Kys6acca,,Croo.per.«W70766989)| 3.2Д.б."Газвитие научных ппов эффективных систем-и технологи-'іоозсих процессов добычи полезных ископаемых подземным способом", (йтос. par. 0108329).
Целы» pao'oxti является научное обоснование технологической подготовки гордых работ ери разработке иарушепиых месторождений угля о целью'повышенна эффективности и рациональности эксплуатации весьма слозннх тектсническіг нарушенных участков иахтных и выемочных полей, обеспечивающих снижение потерь при подземной угледобмчч.
Клея работа заключаемся в использовании характерных особе нки'леР я закономерностей геологического и тектонического строеккя пластов угля для дифференцированной оценки об"ектов горых работ в конкретных границах шахгоплястов и выемочных ползЛ по степени их геологс-гектонической сложности и прогноо-но-локаиьного районирования,^ последующим выбором параметров и схе« ТОТ'.1'1 и определением для каждого конкретного района неоохо-дгаа>"с средств дтацийіПОЗБоляющих эффективно с наименьшими потерям» гксплуыировать'нарушенные иеетороздения угля в Кузнецка оассеі'інЗі
Ьа.гачи исследований:
- обосновать критерии геолого-тектОнической оцзяки и ле
тел прогнозно-локального районирозания угольных месторовдений
V: глх-'ных'полей Кукнецкого бассейне;
.. разработать метода дифференцированной идентификации гео-лэго.-тектоклческих факторов сложности, шахтопластог. месторождений угля или пыемочшк полей;
_ разработать геоыеханические регламентации при рациональное ведении горных работ в окрестности тектонического нарушения;
- обосновать и внедрить техпологичеокие рошелия и методику
экономической сцьнкн эффективности.разработки нарушенных место
рождений Кузбассе,
' Мэтодн исследования:
анализ,обоб^нне,обработка шахтной геологической информации о г-еоло^о-іектояичасксй елейности угольных месторождений Кузнецкого бассейна для дифференцированной оцзнки критерия тектонического Бездействия и тектонического районирования шахтних полей и основных иесгсроадений;
математическая обработка данных шахтных и выемочных по-леи для прогнозно-локального определения зон и границ геотектонических неоднорэдностей и идентификации параметров разрывных нарушений;
гесчаеханячеокие модели нарушений для расчёта и регламен->'8)дии р-1 аморальных эксплуатационных потерь подготовленных запасов уг!1Я при оїработке нарушенных участков выеыочных полой;
- ':оунолсго-э:соноы«чеокий анализ дли обоснования эффектив
ных bay;v:i403 разна^отки Нйрученних шахтних полей.
Научные почокения,завдавше. авторем:
геолого-тсктоничєская сложность шахтних голе1'. ~лгл-ыестороадеипй угля обусловлена волччкаоч кобффгаглекта тектонического всздеиствияСкритерия геолого-тектонической слиз;-нести),значения которого определят- возмогнсоть тектонического районирования основных угольных районов Кузчсцкого 'ізсjк '>наf:
яиЛр'рігапиоянух) основую прогногчо-лекляьнсто райогл-рования угольных нестурокденяй "ля определения зоч к гранні; геотектонических ноодноредносте"? составляют измерения ПО "0-рязонтальнни, вертикальны!/, и. диагон&льпну углам градусомо-гон-ческого склона.пласта, с определением амплитуды сисщені і rec-тектонической неоднородности;
дифференцированная. идеитицЧітатшп гегда-.го-тектенгл.эс-ких факторов сложности гаахтспластоЕ и выемочных полек осуществляется по кяасскфшгацпонно-тегполоппеспои^ определители горнб-геологкческнх условий и геотектонического «троения угольных пластов илч отдельных шемочпнх пслеУ* с выделением шгр\-шешкх участков выемочных пола?: по фактору Т-псреходимость";
ГеОЦСХаНИЧеСКІїе ИГЄОТРКТОНИЧЄСКИЄ CCCdeHHOCTv; В
окрестности нарушения регламентируют парамэтры определения рациональных потерь угля при отработке парупенных пластов;
- взаимосвязь горно-геплогическже її геотектонические
факторов сложности с тохнико-ркоиогл-ічєсевин прказатвляьк при
гедонии очистных и подготовительных работ обуславливает сп-
птальиые параметри ТЇЇГР и технологические схемы отработки
нарупеппнх шєуочпцх полей,эффективность которых соотяатстъу-
от дотационному стимулировании пахт за- рациональное исполь
зование недр»
Достоверность научных положений,выводои 7 реютинда-5К'-1 подтверждается:
лредстпвитальностью ocT'eva геологической информа-дия оо""ектоз горного производства для основных угольных рай-глюь лузбосоа,месторождения и шахтнн:: полеій по У* участкам;
соответствием прогнозной опенки геологической к тек-сонической сложности шахтопгзегов и выемочных по'лей с пселе-гугада .их сравнительной анализе применительно к конкретным условиям разработки нарушенных пластов угля;
- достаточной' сходимость» результатов матенатичиско-ібработкИгПри гиявленки зон геотектонических иеоднорпднг,г,тє>
4 x их амплитуд,с фактическими условиями залегания угольных пластов участков выемочных полем с затухающа» разрывными нарушениями с проведенными разведочными работами в зоне нарушения;
- реальными значениями оптимальных параметров проектно-
произзодственных показателей при отработке нарушенных и слое
ных в геологическом отношений местороздокий угля:
- незначительной погрешностью и полохительными результатами при определении эффективности и рациональности отработки нарушенных шаттспластов или выемочных полей в сопоставлении с фактическими.
«їїаучиая новизна полученных результатов заключается:
- в установлении отношения мекду характерной длиной
пласта па определенном участке шахтного поля к соответствующей
длине горизонтальной ее проекции на поверхность как коэффици
ента тектонического воздействия характеризующего изменения в
условиях залегания пласта ияа свиты пластов в результате тек
тонической деформации участка земной коры;
-в установлении зависимости амплитуды точек смещения по проекции разрывного нарушения, от углов градусеметркческого склона и при определенных значениях наибольшей и наименшей анпяигуды в зонах геотектонических неоднородностей вырахены признаками сбросов-взбросового нарушения;
в установлений критериев и граничних параметров гео-лого-тектоккческой слоенссги .: знемочных полей по 5-тк бальной шкале груплируюдих> факторов горно-геслогических условий с учетом переходимости нарушений,которые образуют кьадратическуа зависимость по какдзму идентифицируемому фактору слохкостк;
в разработке адаптивных гибких технологических схем выемки нарушенных пластов,обеспечизащих снижение потерь подготовленных запасов на участках осложнениях не пер єходлвшіїк нарушениями; -.."'..
в установлении радикального механизма дотаций и инвестирования захг,при кстором об"еи средств прсиззодсівеянсго стимулирования на отработку нарушенных участков выемочных полей,, определенный для конкретных условие и технологических схем, приведетк значительному сннаению потерь запасов угля з зонах тектонических нарувеняй. ;
ЛкчннУ вклад я втора, достоит;
- в разработке нригериэв и. методов пл опредг*.енго гезло-
готектряическоР. сложности глхт.нит поле':: или иест.срэздЕЩ!'' угля
С. КОЛКЧеСТвеЕЗбг ОЦЄНКО'; ТЄКТ0УйЧ?:СКрГо'жСЗДЄГ^.ТЗЙЯ.;И1ВОЗ;М0зї.-.
5.
востьв районирования ооновпых ыесгрождейий и шахтных полей Куэ-недкого бассейна;
~ в усовершенствовании методики предварительного прог-нознолокального районирования геотектонических неоднородностей иахтопластов по градусометричееким углам склона, о определением амплитуд смещения пласта в зонах нарушений, в їом числе по ва-правлениям(горизонтальноііу,вертикальному, диагональному),а такхе определения границ затухания разрывных геологических нарушений в выемочных полях;
в разработке классификационно-технологнчвскогв определителя горно-геологичесі.лх v геотектонических фр-гторов сложности при разработке иахтопластов иесторокдений угля или выемочных ттолей,о оценкой уровня геологической сложности нарушенных участков по факторуппереходимость'';
в определении взаимосвязи и идентификации горно-геологических и геотектонических факторов сложности о проектно-прсиэводственнымй и технико-экономическими показателями при отработке нарушении или сложных в геолого-тежтоническом отноие- . нии шахтопластов или участков выейочных полей;
в определении влияния геомеханических в геотектонических особенностей разрывного нарушения на рациональные параметры потерь запасов угля и технико-эконоиических показателей производственного стимулирования добычных участков вахт ограба-їнаавщих внеиочнне поля с геологическими нарушенияия раояачяой
сложности;
- в pajpa6oixe технологических схем отработки выемоч
ных полей с непереходными нарушениями, обеспочишвщкзс :рацадиадь-
зіое использование недр.
Практическая ценность. Результаты работа позволяет*
- определить геолего-тектопическув сложность (крите
рий тектонического влияния,) и районировать основные месторожде
ния и угольные районы Кузнецкого бассейна по тектоничесхой .
сложности^
, - дифференцировано определять условия залегания уголь- %
них пластов с выявлением прогнозних зон геотектонических неоднородностей по направлениямСгоризонтали,вертикали,диагонали) " градусоыетрических углов склока,с определенней возможных амплитуд смещения взброссво-сбросового типа с прогнозируемых зонах, с трассированием нарушений по этик направлениям и определением грр.ниц рс.тухания геологического разрывного нарушения;
6..
разработать классификационно-технологический определитель идентификация в условиях конкретных геолого-тектонической сложности шахтных полей или месторождений угля и давать коли-чвственнуи оценку условий переходимости различных видов нарушений; 4 " 5
по критериям и факторен геолого-тектонической сложности шахтных полей или месторождений определять рациональные параметры отрзіЗогки нарушенных участкоп пластов с учетом механизма дотаций и инвестирования,обеспечиваючих рациональное использование недр;
« .использовать фактсрыСширина зоны и интенсивность влияния) гоомеханических и геотектонических особенностей разрывного нарушения для обоснования ограничений потерь и возможности вменил горних работ;
- разрабатывать технологические схемы отработки нарушенных
выемочных полей с неперзходишши нарушениями значительно увели
чить рациональность эксплуатации пластов угля в зс-гах с ненадех»
яюш оаиасауи и снизип потери угля. ,
Реализация работы; .
основные полояения к рекомендации работы реализованы и . использованы при составлении"Атласа перспективных технологических ,схец. отработки выемочных полей с непереходными наруызнияыи", обойденные на основе опыта ведения горных'работ на шахтоуправлении "Физкультурник" концерна "СеверокузСассуголь" по пластам РумянцевскиЙ и Кокс№Нй,а также на основе авторских разработок которые были внедрены при подготовке и отработке лаз;1К,7К,15 К, 1ГК,7Р,9Р;
практическое внедрение метода прогнозирования условий залегания угольных пластов с выявлением зон геотекгоничвоішх неодиородностей по направлениям градусоыетрических углов склона, определенней геотектонических неодиородностей, с трассированием нарушенных участков зон по направлениям производилась При технологической по,-?отовке горных работ по пластам Румянцевскич и Коксовый,где была выявлена хорои&я сходииость результатов предварительных исследований;
^фактическое внедрение метода при определении границ затухания разраиного нарушения в лаве ?Р с определением возможных амплитуд смещения'пласта в точках простирания нарушения, наибольшую достоверность получила по диагональным углам склеил при проведении разведочного штрека 7Р л крест простирания імруииния.
7.
Апробация работы» Оснозішє положения и разработки диссер
тационной работ докладывались на технических совещаниях шахть
и конперна"С9зерокузбассугсль"в 1989-19^3 годах в городах Анхе-
ро-Судженск и Кемерово,на П Всероссийском сешінаре"Кнформатика
недр"(г.Кемерово,1939), на ученсм совете в КузНЯУИ,(г.Прокопь-
ввск,1992г.)на семинарах Института угля и КузІІИ,(г.Кемерово,
І389-І993Г.). . '
Публикации, По теме диссертации опубликовано 20 каучнкх работ, включая 14 авторских свидетельств и патентов.
Об"ем'и структура работы.
Диссертация состоит из введения* пяти глав и заключения и содержит 184лнста. машинописного текста33таблиц, 37рисунков, список литературы из 225 наимэкованией и I приложения, которое дополнительно.прилагается к диссертации и содержит 58 технологических схем отработки выеыочннх полей с непереходяншш нарушениями.
