Геомеханическое обоснование оптимальных технологических схем двухъярусной отработки бокситовых месторождений

• Автор: Селивоник, Владимир Григорьевич
• Шифр специальности: 05.15.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Североуральск
• Количество страниц: 247 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Краткая горно-геологическая характеристика месторождений
1.2. Анализ применяемых систем разработки по фактору удароопасности
1.3. Обзор применяемых сочетаний систем.
Достоинства, недостатки
1.4. Цель и задачи исследований
2. ХАРАКТЕР ПРОЯВЛЕНИЯ ГЕОДИНАМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ МАССИВА НА ШАХТАХ № 14-14 БИС И “КАЛЬИНСКАЯ”
2.1. Характер формирования внутренней и тектонической структуры блоков
2.2. Комплексная оценка по геологическим, сейсмологическим
и натурным наблюдениям удароопасности блоков с учетом динамической
активности разрывных нарушений на шахте № 14-14 бис
2.2.1. Влияние техногенного фактора на удароопасность динамически активных блоков
2.3. Комплексная оценка по геологическим, сейсмологическим
и натурным наблюдениям удароопасности блоков с учетом динамической активности разрывных нарушений на шахте “Кальинская”
2.4. Выделение тектонически напряженных зон впереди линии фронта очистных работ
Выводы
3. ГОРНОТЕХНИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ГЕОМЕ-ХАНИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЯ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ РАЗРАБОТКИ
3.1. Геомеханические предпосылки к выбору математической модели напряженно-деформированного состояния массива горных
пород
3.2. Задание граничных условий в нетронутом массиве и на почве
очистных выработок
Выводы
4. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ДВУХЪЯРУСНОЙ СХЕМЫ РАЗРАБОТКИ
4.1. Расчет напряжений в барьерных целиках
4.2. Расчет устойчивости и ударопасности барьерных целиков
4.3. Расчет напряжений в подстилающих породах
Выводы
5. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
5.1. Технологические схемы двухъярусной отработки рудной залежи
с учетом удароопасности руд на шахтах СУБРа
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы.
Шахты Североуральского бокситового района, основного поставщика высококачественного сырья для алюминиевого комплекса, являются наиболее удароопасными среди других рудников России.
По состоянию на 1 января 1998 года на шахтах СУБРа произошло 319 горных ударов различной тяжести, сейсмическая энергия самых сильных из них достигла 108 Дж. Ежегодно сейсмостанция “Североуральск” регистрирует более 1000 сейсмических явлений.
На протяжении последних 25 лет многочисленными научными учреждениями проводится поиск средств и методов предупреждения горных ударов с учетом многообразия горногеологических и горнотехнических факторов. Развитие теории, способов и средств управления напряженно-деформированным состоянием массива горных пород при отработке Североуральских бокситовых месторождений в последние годы реализовывалось в рамках “Координационного плана научно-исследовательских, проектно-конструкторских и горно-экспериментальных работ по развитию теории, разработке и освоению комплекса мер по безопасной и эффективной эксплуатации рудных, нерудных месторождений и других объектов недр, склонных к горным ударам, 1992-1996 гг.”, утвержденного Госгортехнадзором РФ 10 октября 1991 года и межотраслевой программы “Геодинамическая безопасность”, утвержденной Госгортехнадзором России 14 октября 1996 года.
Все работы по проблеме горных ударов проводятся под методическим руководством института ВНИМИ. В результате выполненных научно-исследовательских, проектно-конструкторских и горно-экспериментальных работ созданы методы регионального и локального прогнозирования удароопасности горных пород и разнопрофильная аппаратура для его осуществления. Впервые в горнорудной практике сейсмическим методом выделяются области шахтных полей опасные по возможному проявлению горных ударов, разработаны способы

- сплошность выемки руды без оставления рудных целиков в выработанном пространстве;
- обрушение налегающих пород;
- плавное перераспределение нагрузки по всему горному массиву за счет равномерной его присечки;
- исключает формирование жестких конструктивных элементов систем разработки;
- более мягкую пластичную перемещаемость налегающих пород
В рамках опытно-промышленных работ испытания двухъярусной схемы выполнены по специальным проектам, в разработке которых автор принял непосредственное участие. Результаты опытно-промышленной проверки комплекса технических и противоударных мер по данным испытаний оценены институтами ВНИМИ и Унипромедь /38,80/ с разработкой конкретных рекомендаций по ведению горных работ в каждой конкретной горногеологической и горнотехнической ситуации. В дальнейшем эти положения нашли отражения в технологическом регламенте на отработку запасов в смежных этажах.
Рассмотрим опыт применения некоторых наиболее характерных вариантов двухъярусной схемы.
На шахте № 15-15 бис с применением двухъярусной схемы отработан участок залежи площадью 32,2 тыс.м2 в пределах горизонта минус 410 м.
Очистная выемка осуществлялась камерной системой с твердеющей закладкой в двух ярусах, разделенных рудным барьерным целиком. С целью получения опыта, необходимого для выбора оптимальных размеров барьерных целиков в дальнейшем, он был оформлен различной ширины, для чего условно разделен на три части (см. табл. 1.7).