Обоснование методики оценки геодинамической устойчивости выработок глубоких рудников

• Автор: Колосова, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 25.00.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 195 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ ГЕОДИНАМИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК НА ГЛУБОКИХ ГОРИЗОНТАХ ШАХТ СЕВЕРОУРАЛЬСКОГО БОКСИТОВОГО БАССЕЙНА
1.1. ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ГОРНОТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ УДАРООПАСНЫХ ШАХТ СЕВЕРОУРАЛЬСКОГО БОКСИТОВОГО БАССЕЙНА
1.2. Характер и формы потери устойчивости горных выработок при ДИНАМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЯХ
1.3. Параметры сейсмических волн при динамических явлениях различных энергий
1.4. Методы оценки геодинамической устойчивости горных выработок в удароопасном массиве горных пород
1.5. Цель и задачи исследований
2. НАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ НА ГОРНЫЕ ВЫРАБОТКИ
2.1. Методики натурных исследований
2.2. Организация сейсмических наблюдений на шахтах ОАО ’’Севуралбокситруда”
2.3. Исследование закономерностей воздействия сейсмических
волн на горные выработки
2.4. Результаты оценки устойчивости горных выработок в зонах сейсмической активности
2.5. Анализ результатов определения параметров сейсмических

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ ВОКРУГ ВЫРАБОТОК РАЗЛИЧНОЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ
3.1. Методика исследования поля динамических напряжений вокруг выработок прямоугольной и шатровой форм поперечного сечения
3.2. Расчет динамических напряжений вокруг горных выработок
3.3. Анализ результатов расчетов
4. ОЦЕНКА ГЕОДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК НА ОСНОВЕ КРИТЕРИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ
4.1. Выбор критерия устойчивости горных выработок с учетом динамических воздействий
4.2. Обоснование параметров критерия устойчивости горных выработок

4.3. Рекомендации по выбору типа и параметров сейсмостойкой
крепи
4.4. Рекомендации по повышению геодинамической устойчивости
ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
АКТ ВНЕДРЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
В последние годы в России и на мировом рынке наблюдается постоянный рост потребления алюминия, связанный с развитием целого ряда высокотехнологичных, наукоемких отраслей промышленности. Увеличение объемов производства алюминия требует интенсивного развития сырьевой базы и вовлечения в разработку все новых участков месторождений, как правило на больших глубинах в сложных горногеологических условиях. Так на шахтах Североуральского бокситового бассейна, основной рудной базы алюминиевой промышленности России, разработка месторождений ведется на глубинах 900-1000 м и планируется проектирование и отработка новых горизонтов на глубинах 1500 - 2000м.
Ряд крупных горно - добывающих предприятий России, разрабатывающих Талнахское медно - никелевое, Таштагольское железорудное месторождения, уже достигли глубин отработки более 1000м, а некоторые зарубежные горные предприятия работают на глубинах 3000-4000м. На больших глубинах резко усложняются горно-геологические условия отработки месторождений, усиливаются динамические формы проявлений горного давления. Большинство действующих глубоких рудников в России уже отнесены к категории удароопасных.
Решению проблемы предотвращения и профилактики горных ударов посвящены труды ученых: С.Г. Авершина, A.A. Аксенова, A.C. Ватутина, И.М. Ватутиной, Я.А. Бича, Г.М. Гелашвили, П.В. Егорова, А.Н Зорина, Ю.С. Исаева, В.А. Квочина, О.В. Ковалева, A.A. Козырева, М.В. Курлени, А.М. Линькова, Г.М. Ляхова, П.Ф. Матвеева, Е.И. Микулина, И.М. Петухова, Н.И. Полякова, В.Г. Селивоника, B.C. Сидорова, В.А. Смирнова, А.Н. Ставрогина, A.A. Фи-линкова, В.В. Ходота, С.А. Христиановича, А.Н. Шабарова, М.А. Шадрина, B.C. Ямщикова и др., а повышению устойчивости горных выработок в условиях динамических нагрузок труды: Г.Г. Мирзаева, Ю.Н. Огородникова, А.Г. Прото-сени, О.В. Тимофеева, В.Л. Трушко, H.H. Фотиевой, Г.Г. Юревича и др.

Имея исходные данные, полученные на основании результатов наблюдений в шахтных условиях, можно прогнозировать интервал смещений для кровли и почвы выработок с известными признаками, принимаемыми по данным геологической разведки и проекту горных работ.
Вероятность попадания контура выработки по величине смещений в у интервал определяется по формуле Бейеса:
где Р(и) - априорная вероятность попадания в интервал у/ Ри - известная из опыта вероятность признака 5,- при интервале смещений
Если распределение априорной вероятности для и неизвестно, то, предполагая, что все интервалы смещений равновероятны, формулу Бейеса можно записать в виде:
Таким образом по формуле (1.4.3.) определяется вероятность попадания контура выработки по смещениям в каждый из интервалов. Окончательно интервал смещений выбирается по максимальному значению Р).
Анализ подходов к оценке устойчивости горных выработок, позволяет заключить, что наибольшее распространение из существующих классификаций для породного массива с хрупким характером разрушения имеет безразмерный критерий К = уН/Ясж, соответствующий началу зарождения трещин в боках выработки и основанный на сопоставлении максимальных напряжений в упругой модели с прочностью пород в массиве. Его численные значения получены в результате статистической обработки данных шахтных инструментальных на-

Р(и-) П Р.. 4 у

(1.4.2.)

]=1 1=
I Р(и .) П Р-. ,1,

(1.4.3.)
' ш п