Разработка методов прогноза проявлений горного давления при добычи руд на больших глубинах

• Автор: Корн, Александр Викторович
• Шифр специальности: 05.15.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 250 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДШИЕ

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА. ОБОСНОВАНИЕ

ЦЕЛЕЙ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ

. Методы определения механических свойств и напряженнодеформированного состояния массива горных пород

1.2. Управление горным давлением при ведении горных работ на больших глубинах

1.3. Горнотехнические условия разработки Миргалимсайского месторождения

1.4. Результаты ранее проведенных на Миргалимсайском месторождении исследований по изучению механических свойств и контролю напряженнодеформированного состояния массива горных пород

1.5. Постановка задачи исследования

ГЛАВА П. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ДЕФОРМИРОВАНИЯ

НЕОДНОРОДНОГО МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД

2.1. Формы проявления горного давления на глубоких горизонтах Миргалимсайского месторождения
2.2. Анализ результатов сравнительных экспериментов по оценке напряженного состояния неоднородного массива горных пород геомеханическими и геофизическими методами
2.3. Исследования методом дифференциации сигналов акустической эмиссии, характера распределения напряжений в неоднородном массиве
горных пород
Выводы
Стр.
ГЛАЗА Ш. РАЗРАБОТКА КРИТЕРИЕВ КОНТРОЛЯ УСТОЙЧИВОСТИ И ФОРШ ПРОЯВЛЕНИЯ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ ПРИ ОТРАБОТКЕ НЕОДНОРОДНОГО МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД НА БОЛЬШИХ ГЛУБИНАХ
3.1. Краткая горногеологическая и горнотехническая характеристика экспериментального участка
3.2. Методика проведения и основные результаты экспериментов
3.3. Метод оценки напряженнодеформированного состояния по ускорению деформации. Граничные значения критериев контроля устойчивости неоднородного слоистого массива горных пород
3.4. Метод прогнозирования форм проявления горного давления на основе непрерывного контроля ускорений деформаций
Выводы
ГЛАВА ГУ. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ ПРОГНОЗА И КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД
4.1. Анализ закономерностей формирования зон опорного давления в условиях ведения горных работ на больших глубинах
4.2. Закономерности перераспределения горного давления при очистной выемке. Понятие
замкнутой системы
4.3. Определение вероятности нахождения элементов замкнутой системы в определенной
стадии устойчивости
4.4. Контроль состояния массива в замкнутой системе методом регистрации мгновенных деформаций
4
4.
4.
ГЛАВА
5.
5.
1. Прогноз устойчивости массива в замкнутой системе
2. Определение характеристик процессов деформирования целиков в замкнутой системе
3. Типовые характеристики стадий устойчивости горного массива
4. Алгоритм контроля устойчивости горного массива в замкнутой системе
5. Прогноз формы проявления горного давления в замкнутой системе
. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УПРАВЛЕНИЕМ ГОРНЫМ ДАВЛЕНИЕМ ПРИ ВЕДЕНИИ ГОРНЫХ РАБОТ НА БСЛЫИХ ГЛУБИНАХ
Профилактические мероприятия при проведении передовых выработок
Способ разрабойся полезного ископаемого с оперативным контролем напряженнодеформированного состояния массива
Внедрение способа разработки полезного ископаемого с искусственным формированием подсистем деформирования
Экономическая эффективность от внедрения методов прогноза проявлений горного давления при вторичной отработке запасов Пологого геологического блока
Экономическая эффективность от внедрения методов непрерывного прогноза проявлений горного давления при системе разработки с доставкой руды силой взрыва и последующей закладкой выработанного пространства
Стр.
Стр,
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


К этому же приводит в ряде случаев и интенсивная отработка участка. Увеличение объема открытых камер создает концентрации напряжений в целиках с образованием зон опорного давления, величина которого в несколько раз превышает геостатическое давление на данной глубине. Это приводит к тому, что массив в зоне текущей очистной выемки переходит в неустойчивое состояние и становится склонным к динамическому проявлению горного давления 7,,,,. Для угольных, так же как и для рудных месторождений, с переходом горных работ на большие глубины особо важное значение приобретают мероприятия по разгрузке забоев и выработок от вредного влияния горного давления. Если рассмотреть мероприятия, проводимые на угольных месторождениях, то их можно разделить на активные и пассивные. К
пассивным относится разгрузочное бурение. В ФРГ на каменноугольных шахтах бурят скважины диаметром, как правило, мм, в некоторых случаях 5 мм и 0 мм. Целью такого бурения является перемещение опасных концентраций напряжений в пласте из зоны, близкой к выработке, вглубь массива. Разгрузка осуществляется по определенной программе, которая учитывает размеры удароопасной зоны. Несовершенство такого способа заключается в том, что бурение осуществляется в массиве, склонном к ударам, и в местах концентрации напряжений, что в некоторых случаях приводит к активному перераспределению напряжений в призабойной зоне и, в конечном счете, к выбросу из скважины разрушенного материала. К активным способам воздействия на массив следует отнести разгрузочное взрывание, придание выработкам специальной формы, а также разгрузочное нагнетание воды в пласт с целью его увлажнения и разгрузки 1,,,,,. Последние два способа специфичны и используются только на углях и для прочных пород в промышленных масштабах в настоящее время не применимы. В будущем же сочетание с определенными физическими воздействиями на разгружающий агент в данном случае воду, например, электрическими разрядами, возможно в дальнейшем будут достигнуты определенные результаты по разгрузке массива . Придание выработкам специальной формы, обеспечивающей снижение напряжений на контуре выработки, приводит к удорожанию проходки и не всегда возможно. Кроме того, сложно установить, в каком месте свода или борта выработки необходимо проектировать замок шатра, так как для этого необходимо знать направление действия максимальных главных нормальных напряже
ний, а определение их представляет трудоемкий процесс. К тому не выбор направления проведения выработки определяется на основании горногеологических условий и е назначением,и в очень редких случаях оно составляет постоянный угол с направлением действия указанных напряжений. В слоистом же массиве оформить такое сечение практически невозможно изза опасности образования новых консолей. Подрезание пласта будет приводить к еще большему объему разрушений. Из наиболее эффективных способов активной разгрузки считается разгрузочное взрывание 1. Сущность его заключается в том, что в скважинах, пробуренных в угрожаемом массиве, осуществляется комуфлетное взрывание зарядами предохранительного ВВ. При этом максимальную энергию взрыва стараются приложить в зоне максимальных концентраций напряжений. Скважины бурят на глубину ЗМ А, где М мощность пласта, А уходка за цикл. В СССР также имеется опыт разгрузочного взрывания. Довольно широко оно применяется на рудниках СевероУральского бокситового месторождения ,, где проблема предотвращения динамических явлений стоит особо остро. Отмеченные выше мероприятия по разгрузке выработок нарушают или замедляют технологический процесс добычи и проходки. Так для осуществления разгрузочного взрывания требуется пробурить в забое не менее трех скважин диаметром мм сечение выработки 9 м . При вынимаемой мощности залежи 6 м и уходке за цикл 3 м длина каждой скважины должна составлять не менее м. Поэтому на разгрузку только одного забоя потребуется смены. Кроме того, что резко падает интенсивность работ при мелкошпуровой отбойке, требуется дополнительно иметь специальное оборудование для бурения глубоких скважин большого диаметра.