Экспериментальные исследования по уменьшению последствий динамических явлений на рудных месторождениях, опасных по горным ударам Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

© A.A. Еременко, B.A. Еременко, A.H. Александров, B.H. Колтышев, B.A. Штнрн, O.B. Шнпеев, E.H. Щептев, B.C. Беляев, 2013

УДК 622.831

A.А. Еременко, В.А. Еременко, А.Н. Александров,

B.Н. Колтышев, В.А. Штнрц, О.В. Шнпеев, Е.Н. Щептев, B.C. Беляев

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО УМЕНЬШЕНИЮ ПОСЛЕДСТВИЙ ДИНАМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ НА РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ, ОПАСНЫХ ПО ГОРНЫМ УДАРАМ

Проведены экспериментальные исследования по оценке состояния массива горных пород при отработке блоков на рудных участках Таштагольского месторождения. Выявлено расположение зоны опорного давления во вмещающем массиве в днище выработанного пространства. Установлено изменение электрометрического сопротивления во времени при взрывании блоков с различной массой ВВ. Дана оценка динамической активности до и после массовых взрывов. Ключевые слова: горная порода, месторождение, взрыв, блок, толчки, динамические явления.

В2012 г. на Таштагольском удароопасном месторождении горные работы велись на 7 горизонтах шахты по Восточному, СевероЗападному и Юго-Восточному участкам. Произведены массовые взрывы по обрушению блоков №№ 34, 7, 2021, 3 9 секция 2) и №№ 13, 14, 01. Объем проходки нарезных выработок составил более 5 тыс. м.

Очистные работы осуществлялись в сложных горно-геологических условиях при высоком горизонтальном напряжении. Так, при ведении взрывных работ произошел микроудар в забое орта 11 с энергетическим классом 3, при этом произошло обрушение горных пород и нарушение анкерной крепи.

В течение года мощные взрывы проводились с массой ВВ от 45 до 184 т их сейсмическая энергия колебалась от 1,16-107 до 2,9-108 Дж (рис. 1).

Измерения методом электрометрии показали, что до и после взрывов электрометрический коэффициент (Кр) изменялся от 4,2 до 0,75, причем на гор. -140 м и -210 м до взрывов наблюдалось снижение Кр (рис. 2).

За период 2012 г. в районе шахты зарегистрировано 2020 событий, в т.ч. 1887 толчков (табл.). События 1-2 классов составляют 88,9 % от общего количества толчков, события 3 - 4 класса составляют 9,9 %. События с высокой энергетикой (свыше 100000 Дж) составляют около 1,2 % от общего числа событий. В 2011 г. увеличилось количество событий 5-7 классов до уровня 2001-2004 гг., когда в аналогичной ситуации отрабатывались блоки: 23-24 - на юге (гор. -280- -210 м) и 4 - на севере (гор. -140- -70 м).

Схема зоны опорного давления на Восточном участке

01 1 2 3 4 5 6 7 8 О 10 1 1 17 13 14 15 16 17 18 19 70 71 77 23 74 75 26 77

Рис. 1. Расположение зоны опорного давления при взрывании блоков Распределение толчков по энергетическим классам

Месяц 1 2 3 4 5 6 7 Всего

Январь 55 27 8 3 - 2 - 95

Февраль 64 38 5 5 - 1 - 113

Март 179 70 13 7 2 1 - 272

Апрель 140 45 10 2 2 1 - 200

Май 132 46 15 3 - 1 - 197

Июнь 214 90 23 8 8 2 - 345

Июль 104 47 12 6 1 1 - 171

Август 79 20 7 3 2 1 - 112

Сентябрь 97 32 12 10 2 - - 153

Октябрь 26 28 7 1 - - - 62

Ноябрь 42 17 6 2 1 - - 68

Декабрь 66 29 6 1 2 - - 104

Всего за год 1194 488 124 51 20 10 - 1887

На карте сейсмической активности по плотности событий в пределах шахтного поля выделяются три аномалии в районе ортов №№ 4 и 5, №№ 20-21 и №№ 23-24 (рис. 3).

Максимальная сейсмическая активность наблюдалась во время подготовки двух блоков (рис. 4). После массовых взрывов по блокам произошло

Ср

О hJ bJ Цй.

О i-л Ю «_л UJ «Л ш

Рис. 2. Изменение Кр по северо-западному полевому штреку на гор. -140 м (а) и -210 м (б)

12800-

12400-

12000-

11600-

11200-

Класс

♦ 0 до 2

♦ 2 до 3

* 3 до 4

+ 4 до 5

▲ 5 до 7

-280

*

иГ

АФ+ / * ♦

10800--г

10600

11000

"Г 11400

"Г 11800

"Г 12200

10600 11000 11400 11800 12200

У

Рис. 3. Распределение толчков в шахтном поле месторождения

Рис. 4. Динамическая активность в период 3 месяцев (январь-март) подготовки блоков №№ 20-21

а

12800

12600

12400

12200

12000

11000

11200

11400

11600

11800

12000

Рис. 5. Динамическая активность после массовых взрывов по блокам №№ 20-21 (а) и 7 (б)

более 300 толчков, энергия которых на превышала 6,6-106 Дж (рис. 5).

Динамические явления вызвали нарушения крепи в ортах №№ 2022. Таким образом, оценка ударо-опасности массива горных пород

при ведении горных работ показала, что уровень динамической активности в 2012 г. был таким же, как и в 2011 г.; рост количества толчков и их энергии в основном вызывают очистные работы по блокам на Восточном участке, гттез

б

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -

Еременко Андрей Андреевич - доктор технических наук, профессор, заведующий лабораторией,

Александров Артем Николаевич - научный сотрудник, Колтышев Виталий Николаевич - младший научный сотрудник, ИГД СО РАН,

Еременко Виталий Андреевич - доктор технических наук, ведущий научный сотрудник, ИПКОН РАН, eremenko@ngs.ru,

Штирц Владимир Александрович - начальник участка ППГУ, Шипеев Олег Васильевич - зам. начальника участка ППГУ, Таштагольский филиал ОАО «Евразруда»,

Щептев Евгений Николаевич - начальник ОКСа, Беляев Вадим Сергеевич - начальник участка ППГУ, Горно-Шорский филиал ОАО «Евразруда».