Геомеханическое обоснование рекомендаций по совместной отработке удароопасных рудных залежей рудников Талнаха

• Автор: Анохин, Александр Геннадьевич
• Шифр специальности: 25.00.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 107 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Глава 1 Состояние изученности вопроса

1.1 Горно-геологические и горнотехнические особенности Норильского промышленного района
1.2 Современные представления напряженного состояния тектонически нарушенного массива горных пород

1.3 Анализ существующих способов отработки сближенных пластов полезных ископаемых

1.4 Актуальность проблемы и задачи исследований

Глава 2 Методика исследований

2.1 Основные положения

2.2 Методика шахтных исследований
2.3 Методика лабораторных исследований
Глава 3 Исследование и установление закономерностей напряженно-деформированного состояния рудной интрузии рудников Талнаха
3.1 Результаты и анализ исследований напряженного состояния рудной интрузии при генезисе Талнахского рудного узла
3.2 Результаты и анализ исследований напряженного состояния рудной интрузии рудников Талнаха при ведении очистных работ
3.3 Результаты и анализ исследований деформационного состояния рудной интрузии рудников Талнаха при ведении очистных работ
Г лава 4 Г еомеханическое обоснование рекомендаций по совместной отработке сближенных удароопасных рудных залежей рудников Талнаха
Заключение
Список литературы
Приложение Экономический эффект от внедрения рекомендаций по совместной отработке рудных залежей на рудниках Талнаха

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы.
В геологическом плане рудная интрузия Талнахского рудного узла Октябрьского и Талнахского месторождений представляет собой последовательно залегающие друг над другом пластообразные мощные залежи богатых, медистых и вкрапленных руд, разделенных между собой хлоритовыми оторочками или без-рудными прослоями незначительной мощности. В рудной интрузии прослеживаются почти все уровни трещиноватости от крупных разрывов до систем макро- и микротрещин, которые оказывают влияние на формирование региональных полей гравитационных и тектонических напряжений. Рудная интрузия Октябрьского и Талнахского месторождений не зависимо от глубины разработки отнесена к склонной к горным ударам, а с глубины разработки 700 м и ниже к опасной по горным ударам.
В настоящее время отработка рудных залежей интрузии рудниками Талнахского промышленного района проводится в восходящем порядке, который предусматривает последовательную выемку богатых руд, затем медистых и, в последнюю очередь, вкрапленных руд с управлением кровлей твердеющей закладкой. Такой способ отработки интрузии не исключает формирование зон опасных деформаций и напряжений, требует большого объема строительства капитальных и подготовительных выработок и проведения комплекса горных мер по сохранению их эксплуатационного состояния, а также по исключению динамических форм проявления горного давления при выемке руд. Кроме того, в ближайшие годы на рудниках ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель» ожидается сокращение объемов добычи руды вследствие снижения подготовленных запасов богатых руд.
В сложившихся геологических и горнотехнических условиях повышение безопасности и эффективности горных работ рудников Талнахского рудного узла может быть достигнуто за счет совместной отработки богатых, медистых и вкрапленных руд, реализация которой представляет собой решение сложной горно-геомеханической задачи.

Исследованию напряженно-деформированного состояния горного массива, попадающего в зону влияния горных работ, посвящены работы ученых: С.Г. Авершина, А.Г. Акимова, В.В. Аршавского, Н.С. Булычева, А.П. Господари-кова, В.А. Звездкина, В.П. Зубова, Г.Н. Кузнецова, В.К. Климко, О.В. Ковалева, A.A. Козырева, В.Н. Опарина, В.Д. Палия, И.М. Петухова, А.Г. Протосени, М.А. Розенбаума, И.Ю. Рассказова, В.Г. Селивоника, B.C. Сидорова, А.П. Тап-сиева, В.Л. Трушко, A.A. Филинкова, А.Н. Шабарова и многих других.
В этих работах отражены важнейшие положения механики горных пород и массивов, составляющих основу ее современного состояния. Тем не менее, геоме-ханическое состояние рудной интрузии при совместной отработке совместно залегающих пластобразных мощных залежей разносортных руд недостаточно изучено, особенно на рудных месторождениях, отнесенных к склонным и опасным по горным ударам. До сих пор при разработке регламентов и проектов отработки рудной интрузии Октябрьского и Тал нахского месторождений используются ранее полученные закономерности напряженно-деформированного состояния горного массива при отработке одиночных мощных рудных залежей и опыт отработки свиты угольных пластов. Полученные закономерности не могут быть в полной мере использованы при разработке способов совместной отработки разносортных руд рудников Талнаха, как из-за специфики горно-геологических условий их залегания, так и различия прочностных и деформационных характеристик руд интрузии. Поэтому исследовательские работы, связанные с повышением безопасности и эффективности отработки рудной интрузии рудников Талнаха, залегающей в сложных горно-геологических условиях, являются своевременными и актуальными.
В связи с этим, основной темой работы стало исследование геомеханиче-ского состояния тектонически нарушенной рудной интрузии в условиях повышенных деформаций и напряжений и разработка на этой основе рекомендаций о безопасной и эффективной совместной отработке рудных залежей рудников Талнаха.

Для этих условий, используя мощность междупластья, углы полной подработки и надработки, даны рекомендации по выбору расстояния между очистными забоями (рисунок 1.10) и разработаны расчетные формулы расстояния между очистными забоями (О) при надработке
£>>01 = 1/г1-с1ё'Р, (1.5)
В > О2 ‘<^8 + 21,
где И1 - минимальное расстояние между фронтами, м;
£/?1 - расстояние по вертикали между почвами надрабатывающего и надраба-тываемого рудных тел, м;
Х/?2 - расстояние по вертикали между кровлями надрабатываемой и над-рабатывающей выработки, м;
Ч* - угол полной подработки, градус;
8 - граничный угол сдвижения, градус;
/ - ширина ленты, м.
Однако следует отметить, что рудная интрузия Тал нахского рудного узла представляет собой последовательно залегающие друг над другом пластообразные мощные залежи богатых, медистых и вкрапленных руд, не имеющих четко выделенного между ними междупластья. Кроме того в рудной интрузии прослеживаются почти все уровни трещиноватости от крупных разрывов до систем мак-ро- и микротрещин, которые оказывают влияние на формирование региональных полей гравитационных и тектонических напряжений.
В связи с этим, как следует из анализа вышеприведенных расчетных формул, последние нельзя использовать при выборе расстояния между очистными забоями при совместной отработке рудных залежей рудников Талнаха.
К такому выводу приходят и авторы работы. Для этих условий авторы работы максимальное опережение фронтов очистных работ не лимитируют, а делают заключение, что чем больше расстояние между очистными забоями в смежных рудных залежах, тем выше уровень напряжений в окрестности отстающего очистного забоя.