Изыскание эффективных способов добычи руд на глубоких горизонтах Жезказганского месторождения

• Автор: Малышев, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.15.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 175 с. : ил.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
В последнее время в Жезказгане на одно из первых мест выдвигается проблема отработки запасов в условиях проявления динамических форм горного давления. С наибольшей остротой она проявилась в условиях Акчий-Спасского рудника. Обычно изменение геомеханической обстановки на месторождении (руднике) связывается с понятием глубокие горизонты, под которыми следует понимать не только простое увеличение глубины горных работ, но и резкое осложнение проявлений горного давления, заставляющее искать новые решения в области технологии.
Первые глубокие горизонты в Жезказгане наблюдались на глубинах 150-200 м, когда резко возросло давление на междукамерные целики и для оптимизации потерь полезного ископаемого была использована камерно-столбовая система с барьерными целиками. В настоящее время в Жезказгане наблюдаются признаки вторых глубоких горизонтов, связанных не только с увеличением глубины, но и с синклинальным строением Акчий-Спасского района. Вторые глубокие горизонты характеризуются высокими значениями естественного поля напряжений в массиве и в связи с этим возникновением динамических форм проявления горного давления
Ведение горных работ в удароопасных условиях вызвало ряд проблем технического, социального и психологического характера. В первую очередь возникли проблемы управления состоянием массива и приведением его в ударобезопасное состояние при очистной выемке. Поэтому одной из актуальных проблем отработки Жезказганского месторождения в настоящее время является изыскание способов ведения камерно-столбовой системой очистных работ в удароопасных условиях на глубоких горизонтах Жезказганского месторождения.
Целью работы является создание способов безопасной разработки Жезказганского месторождения камерно-столбовой системой в условиях проявления динамических форм горного давления.
Идея работы заключается в использовании управления состоянием массива и конструкцией систем для создания безопасных и эффективных способов выемки полезного ископаемого камерно-столбовой системой.
Задача исследований заключается в разработке методики технологических мероприятий для снижения удароопасности очистных работ в условиях Жезказганского месторождения.
Методы исследований включали анализ существующих отечественных и зарубежных способов разработки месторождений камерно-столбовой системой, изучение физико-механических свойств горных пород,натурные наблюдения за деформациями элементов системы разработки, математическое моделирование механических процессов, происходящих при отработке месторождения, промышленные эксперименты, технико-экономический анализ.
Научные положения, защищаемые автором:
- установлено, что характер напряженного состояния нетронутого массива в Акчий-Спасском районе связан с его синклинальным строением.;
- установлено, что на формирование возможных очагов проявления динамических форм горного давления в очистных выработках оказывают существенное влияние направление и форма фронта очистных работ;
- установлено, что в настоящее время в Жезказгане при проведении очистных работ удароопасными породами в кровле камер являются красные песчаники, так как уровень напряжений на существующих глубинах недостаточен для динамического разрушения более прочных (серых) песчаников;
- установлены зависимости снижения нагрузок на мёждукамерные целики от абсолютных величин искусственной податливости;
- установлена связь между прочностью междукамерных целиков, количеством предварительно-напряженных анкеров и их предварительным натяжением.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается представительным объемом инструментальных наблюдений, использованием общепризнанных геомеханических моделей горного массива, применением для расчетов апробированных методик, удовлетворительной сходимостью результатов с данными инструментальных наблюдений, а также широким внедрением результатов исследований.
Научное значение работы заключается в установлении основных закономерностей, происходящих в массивах и конструкциях систем разработки, управляемых инженерными мероприятиями по снижению удароопасности.
Практическое значение работы заключается:
- в определении степени удароопасности серых песчаников Жезказганского месторождения;
- в разработке способов воздействия на междукамерные целики с целью приведения их в неударное состояние;
- в создании схем безопасного извлечения запасов камер при удароопасных кровлях.
Реализация работы. Разработанные технические решения использованы в Указаниях по безопасному ведению горных работ на участках Жезказганского месторождения, склонных к горным ударам (Алматы-Жез-казган, 1993), в Методических указаниях по наблюдениям за состоянием

Краевые части массива и целики раздавливаются спокойно, когда условия отвечают жесткому нагружению и разрушаются в форме горного удара, если окружающие породы образуют по отношению к ним мягкую систему. При этом жесткость или мягкость системы может Сыть оценена лишь по соотношению модуля упругости вмещающих пород к модулю спада пород в очагах разрушения.
Добавим, что жесткость вмещающей очаг разрушения толщи определяется не только упругими свойствами пород, но и геометрией вмещающей толщи и геометрией полости разрушения. К тому же в процессе ПОДГОТОВКИ и протекания горного удара большое значение имеет блочное строение горных пород, обусловленное слоистостью, включениями и т.д. Оно приводит к особым условиям взаимодействия элементов структуры на контактирующих поверхностях и оказывает существенное влияние на форму разрушения.
В связи с этим реальная структура скальных массивов и в механизме запредельного деформирования пород в очагах разрушения представляется как исключительно важный фактор, находящий самое непосредственное отражение в удароопаоном состоянии горных пород.
Освоение Акчий-Спасского района Жезказганского месторождения (шахта N 67) и дальнейшее проведение горно-капитальных работ в этом районе (гор.20 м шх.73-75) подтверждают своевременность решения задач оценки удароопасности руды и вмещающих пород и разработки мер по локализации удароопасных ситуаций. Удароопасная обстановка на рудниках и шахтах связывается с предшествующими динамическими формами проявления горного давления, микроударами, толчками, стрелянием, шелушением пород, интенсивным заколообразованием.
Интенсивное ваколообразование - это явление возникновения зако-