Разработка методов предотвращения обрушений кровли в калийных рудниках

• Автор: Жихарев, Сергей Яковлевич
• Шифр специальности: 05.26.01, 05.15.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 183 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

I. ДИНАМИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ НА КАЛИЙНЫХ РУДНИКАХ, СПОСОБЫ ИХ

ПРОГНОЗА И ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ.

1.1. Условия разработки Верхнекамских калийных рудников .Ю

1.2. Классификация динамических явлений и распространенность их в калийных рудниках

1.3. Гипотезы природы и механизма динамических явлений. Способы и методы их предотвращения .

1.4. Методы прогноза динамических явлений. Обоснование возможности их применения .

1.5. Цель и задачи исследований

П. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАЗРУШЕНИЯ СОЛЯНЫХ ПОРОД ВЕРХНЕКАМСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ СЕЙСМОАКУСТИЧЕЕКОГО
МЕТОДА .
2.1. Физические основы сейсмоакустического метода и задачи исследований
2.2. Методика исследований .
2.3. Исследование характеристик импульсов акустической эмиссии от разрушения соляных пород при разрыве
2.4. Исследование характеристик импульсов акустической эмиссии при разрушении образцов одноосной сжимающей нагрузкой .
2.5. Выбор критериев для сейсмоакустического прогноза .
Выводы
Ш. РАЗРАБОТКА И ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ МЕТОДИКИ
ЭКСПРЕССМЕТОДА ПРОГНОЗА ДИНАМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ.
3.1. К методике прогноза динамических явлений сейсмо
стр.
акустическим экспрессметодом
3.2. Аппаратурное обеспечение сейсмоакустического экспрессметода прогноза динамических явлений .
3.3. Опытнопромышленные испытания аппаратуры и методики сейсмоакустического прогноза .
Выводы.
IV. ИССЛЕДОВАНИЕ РОЛИ ГЛИНИСТЫХ ПРОСЛОЕВ В МЕХАНИЗМЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ И РАЗРАБОТКА СПОСОБА ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОБРУШЕНИЙ КРОВЛИ
4.1. Методика и определение реологических характеристик глины .
4.2. Шахтные исследования подвижности глины .
4.3. Расчет предельных нагрузок на непосредственную кровлю.
4.4. Разработка метода предотвращения разрушений кровли и обрушений
4.5. Опытнопромышленные испытания способа разгрузки кровли горных выработок с помощью разгрузочных
щелей и оценка эффективности разгрузки .
Выводы
V. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДОВ ПРОГНОЗА И ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ
ЯВЛЕНИЙ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Глинистый прослой наибольшей мощности располагается на контакте слоев Красный I - каменная соль Красный I-А и достигает мощности 0,3 м. К нему приурочены динамические явления, происходящие из почвы пласта АБ и кровли пласта Красный П. Пласт Красный I - Красный П мощностью 1,2-2,6 м представлен каменной солью. В нижней части этого пласта выделяются три характерные пачки, разделенные прослоями глины мощностью от 0, до 0,3 м. Эти пачки, общей мощностью до I м получили, вследствие способности к расслоению и обрушению, название "коржи". Пласт Красный П является основным промышленным пластом сильвинитовой зоны. Он подразделяется на 7 слоев - нечетные - I, 3, 5, 7 сложены сильвинитом, а четные - 2, 4, б - каменной солью. Пласт отличается постоянством мощности (4,4 - 6,2 м). Общая мощность сильвинитовой зоны колеблется от до м. Глубина залегания промышленных пластов на данных участках месторождения от 0 до 0 м , на БКРУ-I и СКРУ-1 - 0-0 м. Характерная особенность строения пластов обоих шахтных полей - наличие большого количества достаточно мощных (до 0,3 м) глинистых прослойков. Форма складок меняется от пологих до наклонных, а на сводах - опрокинутых и иногда лежачих. Складки третьего порядка в сильвинитовых пластах имеют амплитуду от 2 до м при длине - м. Размеры складок четвертого порядка составляют по высоте 3- м при длине от до 0 м. В шарнирах некоторых складок отмечены раздувы и утолщения, что особенно характерно для пластов В и Б. В других случаях складки приобретают форму острого вытянутого гребня, оттянутые части которого в виде пик и клиньев внедряются в вышележащие слои. Калийные породы Верхнекамского месторождения газоносны. Газы содержатся в связанном состоянии в виде микровключений и в свободном состоянии. Микровключенный газ наблюдается во всех минералах солей. Наибольшее содержание газа в миллилитрах на I кг соли замечено в молочно-белом сильвините - до 0 мл, в пестром сильвините до -0 мл, в полосчатом сильвините - до мл, в карналлите - до мл и совсем незначительное количество в каменной соли [ 3, 4]. Микровключенный газ выделяется только при разрушении кристаллов. Свободные газы, содержащиеся в трещинах, порах и полостях солей, находятся под давлением до нескольких десятков атмосфер. Выделение этих газов имеет место при суфляр-ных выделениях газа, при бурении шпуров и из стенок при проходке выработок. Свободные газы состоят из азота (- %), метана (- %) и некоторых его гомологов, а также незначительного количества водорода [3, 5, 6]. В связанных газах преобладает азот (- %), значительное содержание водорода (- %), метана и его гомологов - мало [ 4 ] . Микровключенные и свободные газы вызывают дополнительные напряжения в породах, уменьшают их прочность, способствуют развитию внезапных выбросов и обрушений. Газообильность пород Верхнекамских рудников во много раз меньше газообильности пород рудников ГДР (0,-3,0 м3/м3, иногда до м3/м3 [ 2] против 6,0-,0 м3/м3 ) [3, 4, 5, 6]. Покровные породы месторождения сильно обводнены. Водоносные горизонты надсолевой толщи пород имеют непосредственный контакт с солевыми отложениями. Мощность водозащитной толщи колеблется от до 0 м. Последнее предопределяет систему разработки -камерная с достаточно мощными целиками. Разработка шахтных полей ведется панелями шириной 0 м и длиной до м чаще всего прямым порядком. Очистные работы по пласту АБ в основном опережают отработку пласта Красный П. На руднике БКРУ-3 отработка пласта в настоящий момент не производится. Отработка панелей осуществляется камерами, которые по обоим пластам расположены соосно. До г. Ширина хода в зависимости от принимаемого типа комбайна принималась от 3,2 до 6, м, ширина межходовых целиков - от 1,2 до 5,8 м, ширина межкамерных целиков - от 3,8 до ,0 м. Ходы в камерах отрабатывались обратным порядком. С г. БКРУ-2 и БКРУ-3 начали переход на камерную систему с податливыми целиками. Ширина целиков колеблется от 3,8 до 4,2 м для пласта Красный П, а для пласта АБ - от 5,8 до 6,3 м. Количество ходов в камере колеблется от 2 до 3. Ходы в камерах отрабатываются прямым порядком (рис. Рис.