Исследование энергетического, пространственного и временного распределения динамических явлений в массиве горных пород при выпуске руды Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

© А.А. Еременко, В.А. Еременко,

Н.И. Скляр, О.В. Шипеев, В.А. Штирц,

2002

УДК 622.831

А.А. Еременко, В.А. Еременко, Н.И. Скляр,

О.В. Шипеев, В.А. Штирц

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО, ПРОСТРАНСТВЕННОГО И ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ В МАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ ВЫПУСКЕ РУДЫ

О

собенностями разработки рудных месторождений, находящихся в сейсмоактивных регионах и на больших глубинах, являются высокие напряжения в массиве и связанные с ними динамические явления. Отмечено, что изменение геомеханической обстановки наблюдается в зонах примыкающих к очистным блокам. При этом установление связей между дозами, интен-сивнстью выпуска руды и пространственно-временными и энергетическими характеристиками динамических явлений позволит определять районы в шахте с высокой концентрацией напряжений в массиве.

Детальный анализ нарушенно-сти по глубине горных пород в районе очистных блоков обнаружил систему пологопадающих плоскостей сдвига по тектоническим нарушениям. Более мелкие геологические нарушения играют определяющую роль в характере локальных деформаций массива, придавая ему свойство податливости. Принимая как рабочую гипотезу, срыв структурных блоков по плоскостям, представляется необходимым проведение исследований по определению влияния выпуска руды на интенсивность динамических явлений.

Экспериментальные исследования выполнены в условиях Таштагольско-го и Шерегешского месторождений

Рис. 1. Характер изменения сейсмической энергии динамических явлений до взрывов, после взрывов и в период выпуска руды из блоков №№ 6, 7 и 27.

Рис. 2. Изменение электрометрического коэффициента в районе днища блоков Ташта-гольского месторождения.

при системе разработки этажного принудительного обрушения [1,2]. Ширина, длина и высота очистных блоков составляла соответственно 27, 40-100 и 70 м. Запасы руды в блоках колебались от 200 до 500 тыс. т. и более. Выпуск руды из блоков осуществлялся посредством виброустановок ВДПУ - 4ТМ.

Оценка напряженного состояния массива горных пород и выявление его пригруженных участков осуществлялись методами микросейсмическим, электрометрическим и глубинных реперов [3].

Установлен характер высвобождения сейсмической энергии толчков в районе блоков до взрывов, после взрывов и в период выпуска до первых очередных взрывов. Периоды высвобождения энергии динамических явлений при выпуске руды формируются в массиве горных пород вокруг блоков в нескольких зонах. В каждой из зон происходит увеличение и снижение сейсмической энергии толчков во времени

до некоторых предельных значений (рис. 1).

Район активного действия толчков при выпуске руды находился за пределами блоков в зонах максимума опорного давления на расстоянии от 10 до 60 м и более. Сейсмическая энергия их определялась диапазоном 102 до 107 Дж.

Определение пригруженных и разгруженных участков вмещающего массива производилось с помощью электрометрических измерительных станций. Состояние массива оценивалось по значению электрометрического коэффициента [3]. Отмечено, что при выпуске руды происходило снижение электрометрического коэффициента в массиве горных пород, контактирующего с днищем блока (рис. 2).

Оценка состояния массива горных пород производилась по данным наблюдений за сдвижением глубинных реперов на всех горизонтах в шахте, а также от начала выпуска руды из блоков до первых взрывов. По результатам проведенных исследований подмечено, что расположение зон сжатия и растяжения в массиве горных пород зависело от местоположения очистных блоков. Так, например, при выпуске руды из блока №20, расположенного на участке "Главный" Ше-регешевского месторождения, зона сжатия горных пород сформировалась в массиве вокруг блока (рис. 3),

технологических______________при этом значение деформаций сжа-

3000

1000

V / I Мэссое в 1ЫЙ взрыв 1

К / V J\ \

1 N : \ \

Нача по выпуск« 1 \

60 t. СУТ

тия для области проявлений заколооб-

Рис. 3. Распределение зоны сжатия при выпуске руды из блока №20. I - зона сжатия горных пород

Рис. 4. Изменение сейсмической энергии динамических явлений при выпуске руды из очистных блоков, расположенных на глубине 700 м в шахте

разования, стреляний и толчков в породном массиве составило - 3 мм/м.

Отмечено, что снижение интенсивности толчков достигается при равномерном выпуске руды из выпускных воронок в очистных блоках. Установлено, что уменьшение сейсмической энергии динамических явлений при отработки блоков на глубине 700 м происходит с интенсивностью выпуска руды от 600 до 1100 т/сут и более (рис. 4).

Таким образом, в управлении распределением динамических явлений в массиве горных пород в районе очистных блоков, важную роль играет выпуск руды. При этом обеспечивается снижение сейсмической энергии толчков при интенсивности выпуска руды, равной 1100-1200 т/сут, при системе разработки с массовым обрушением.

1. Дубинин Н.Г., Власов В.Н., Коваленко В.А. и др. Результаты внедрения новой технологической добычи руды на рудниках Кузнецкого металлургического комбината // Горный журнал.- 1974. -№8.

2. Умнов А.Е., Еременко А.А.. Сальников И.З., Власов В.Н. Эффективность применнеия рациональных схем расположения групп

-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

параллельно-сближенных зарядов ВВ // Горный журнал. - 1978. -№8.

3. Указания по безопасному ведению горных работ на месторождениях Горной Шории, склонных к горным ударам. - Новокузнецк, ВостНИГРИ, ВНИМИ, 1991.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ----------------------------------------------------------------------------------------

Еременко Андрей Андреевич — доктор технических наук, ИГД СО РАН.

Еременко Виталий Андреевич — кандидат технических наук, ИГД СО РАН.

Скляр Николай Иванович — кандидат технических наук, Таштагольское рудоуправление ОАО "Кузметкомбинат".

Шипеев Олег Васильевич — нач. участка ППГУ, Таштагольское рудоуправление ОАО "Кузметкомбинат".

Штирц Владимир Александрович — зам. нач. участка ППГУ, Таштагольское рудоуправление ОАО "Кузметкомбинат".