Геомеханическое обоснование безопасных способов отработки околоствольных предохранительных целиков глубоких рудников Талнаха

• Автор: Карелин, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 25.00.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 170 с. : ил.

Глава 1- Состояние изученности вопроса
1.1 Геолого-структурные и горнотехнические особенности Талнахского рудного узла
1.2 Современные представления процесса сдвижения пород при подземной разработке месторождений
1.3 Анализ представлений деформационного состояния подработанного

массива горных пород
1.4 Анализ существующих мер защиты крепи ствола
1.5 Анализ существующих способов отработки околоствольных предохранительных целиков
1.6 Актуальность проблемы и задачи исследований
Глава 2 - Методы исследований
Глава 3- Закономерности сдвижения земной при отработке глубоких рудников Талнахского рудного узла
3.1 Особенности тектонического строения Талнахского рудного узла
3.2 Закономерности сдвижения земной поверхности, подработанной очистными работами Талнахского рудного узла
Глава 4-Геомеханическое обоснование рекомендации по отработке околоствольных предохранительных целиков глубоких рудников Тална-

4.1 Закономерности сдвижения породного массива при отработке око-лоствольного предохранительного целика
4.2 Закономерности деформирования околоствольного массива при отработке околоствольного предохранительного целика
4.3 Закономерности формирования напряженного состояния рудного массива при отработке околоствольного предохранительного целика
4.4 Закономерности деформирования породного массива при управлении кровлей искусственными целиками из высокопрочной твердеющей закладки
4.5 Рекомендации по отработке околоствольных предохранительных целиков глубоких рудников Талнаха
Заключение
Библиографический список
Приложение 1-Справка о внедрении рекомендаций по безопасной и эффективной отработке околоствольных предохранительных целиков глубоких рудников Талнаха
Приложение 2-Расчет фактического экономического эффекта с 1996 по 2010год от внедрения результатов диссертационной работы Карелина
В.Н. «Геомеханическое обоснование безопасных способов отработки околоствольных предохранительных целиков глубоких рудников Талнаха

Актуальность работы.
Одним из путей решения проблемы рационального использования природных ресурсов и наиболее полного извлечения их из недр является расконсервация запасов, сосредоточенных в околоствольных предохранительных целиках. Это связано с тем, что выемка запасов из предохранительных целиков экономически более выгодна, чем освоение новых участков месторождений. Кроме того, действующий закон об охране недр требует как можно более полной выемки полезного ископаемого.
Вопрос выемки предохранительных целиков представляет собой решение сложной геомеханической и горнотехнической задачи. Сложность ее решения заключается в том, что оно связано не только с обоснованием технологических параметров ведения горных работ в сокращающемся в плане целике, но и с решением вопроса охраны объектов различной категории, а также контроля и управления процессом сдвижения земной поверхности и массива горных пород. При этом решение горнотехнической задачи усложняется при условии сохранения эксплуатационного состояния ствола или его отдельных горизонтов.
Сдвижение земной поверхности и массива горных пород при отработке рудных залежей Октябрьского и Тал нахского месторождений приводит к образованию в околоствольном массиве и предохранительных и околоствольных целиках зон повышенных напряжений, снижающих их прочность. Попутное вовлечение в добычу запасов руд, сосредоточенных в околоствольном предохранительном целике, усугубляет этот процесс. При этом участки стволов и капитальные выработки околоствольного двора, как правило, выходят из эксплуатационного состояния и требуют ремонтно-восстановительных работ, которые, особенно в стволах, ведутся в опасных условиях и требуют значительных материальных и трудовых затрат. Это негативно влияет на техникоэкономические показатели работы глубоких рудников Талнаха, основных

При отработке нижележащего пласта Андреевский, несмотря на незначительные нарушения крепи ствола и осадку поверхности, ствол и вентиляционные установки функционировали нормально. В процессе выемки пласта Десятого влияние очистных работ на крепь ствола ощущалась на расстоянии, примерно, 200 метров. Происходило неравномерное по длине и периметру ствола сжатие разгрузочных швов на несколько миллиметров. В дальнейшем деформации сжатия чередовались с раскрытием швов на 3-4 мм. Нарушения крепи, приведенные на рисунке 1.19, не отразились на эксплуатационном состоянии ствола. Оседание поверхности, фундаментов подъемной машины и вентиляторов происходило в режиме плавного оседания. Вентиляторы при оседании поверхности до 1 метра находились в рабочем состоянии.
На шахте «Ливенская - Заперевальная» шахтоуправления «Красная Звезда» ПО «Донецкуголь» проводилась выемка предохранительного целика главного ствола, пройденного на глубину 134 метра. Очистные работы велись по пласту «Смоляниновский», находящегося ниже зумпфа ствола. Мощность пласта составляла 1,2 метра. Отработка целика велась по сплошной системе лавой от границы предохранительного целика (рис. 1.20) с обрушением кровли.
При отработке целика максимальные деформации были зафиксированы в нижней части ствола в виде трещин и заколов при прохождении лавы под стволом, которые не осложнили эксплуатацию ствола. Очистные работы велись без остановки подъема.
На шахтоуправлении «Контарное» ПО «Шахтерскантрацит» была проведена отработка предохранительного целика вентиляционного ствола, который был перерезан очистной выработкой. Ствол был закреплен бетонной крепью, толщиной до 0,5 м. Очистные работы по пласту 13 , мощностью 1,3 - 1,5 м, велись лавами по веерной схеме с обрушением кровли (рис. 1.21).
Выемка целика не сказалась на состоянии крепи ствола, и в последствие ствол использовался для вентиляции шахты.