Исследование распределения зон концентрации толчков при отработке блоков Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

-----------------------------------© В.Н. Колтышев, А.А. Еременко, 2011

УДК 622.831

В.Н. Колтышев, А.А. Еременко

ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОН КОНЦЕНТРАЦИИ ТОЛЧКОВ ПРИ ОТРАБОТКЕ БЛОКОВ

Рассмотрен процесс распределения толчков после массовых взрывов в течение семи суток. Установлены зоны концентрации динамических явлений в массиве горных пород. Выявлен характер распределения толчков при увеличении и снижении их сейсмической энергии.

Ключевые слова: взрыв, толчок, сейсмическая энергия, массив.

ыстрый рост глубины разработки на Таштагольском месторождении сопровождается увеличением напряжения в массиве, что приводит к усложнению технологии горных работ. Определяющем фактором при отработке удароопасного рудного месторождения является направление перераспределения зон концентрации динамических явлений с сейсмической энергией 102—109 Дж, характеризующие потенциально опасные очаги в массиве, при этом возникает необходимость исследования влияние взрывов на процесс распределения зон концентрации динамических явлений с учетом местоположения очагов взрывов в шахтном поле и их энергии.

Железорудные месторождения Горной Шории главным образом контак-тово-метасоматического происхождения, с крутым (от 60 до 90о) залеганием линзообразных рудных тел. Горизонтальная мощность их колеблется от нескольких до 120 м. По падению они прослеживаются на глубину до 1500 м и более. Свыше 70 % разведанных запасов железных руд сосредоточено в

слепых рудных телах, которые не выходят на земную поверхность [1].

С увеличением глубины разработки месторождения наблюдаются стреляния, толчки, микроудары и горные удары. Анализ горно-геологических и горнотехнических условий Таштаголь-ского месторождения, позволяет сделать следующие выводы: породы, входящие в месторождения, обладают высокой прочностью и отличаются интенсивным трещинообразованием; вмещающие породы (сиениты, скарны, диориты, порфириты, граниты и песчаники) обладают высокими упругими свойствами и способностью к хрупкому разрушению. Сочетание этих свойств — одно из условий возникновения горных ударов [2].

После взрывов в различных районах шахтного поля происходит спад и нарастание сейсмической энергии динамических явлений от 102 до 109 Дж в несколько периодов времени [1]. Регистрацию взрывов и динамических явлений производили микросейсмиче-ским методом на базе сейсмостанции «Таштагол». Расстояние от очагов

взрывов до сейсмостанции колебалось от 2 до 2,5 км.

Рассмотрен процесс распределения толчков с энергией 102 — 106 Дж и более, после массовых взрывов, протекающий наиболее интенсивно в течение 7 суток. Так, в течение 7 суток зоны концентрации толчков располагаются на расстояниях от 50 до 720 м, от очагов взрывов, причем через 60 и 90 часов зоны удаляются от очагов взрывов на расстояния, равные 600 ч 720 м, а через 1 и 50 час — приближаются к очагам взрывов на расстояния 50 — 100 м. Приближение и удаление зон концентрации толчков с энергией 10 Дж, после взрывов, отмечается более 10 раз (рис. 1).

Проведены экспериментальные исследования по установлению влияния местоположения очагов взрывов на распределение зон концентрации динамических явлений разной энергии от 102—109 Дж в шахтном поле. Рассмотрено распределение толчков на северном, южном флангах и в цен-

% м 8Q0 700 600 500 400 300

тральной части месторождения. Установлено, что зоны концентрации динамических явлений располагаются в разных частях шахтного поля, при этом их количество изменяется от 1 до 5 и более. Определена концентрация толчков с энергией 104 Дж в лежачем боку, в районе стволов и во вмещающем массиве горных пород, при взрывании блоков на южном фланге месторождения (рис. 2).

Рассмотрен процесс распределения зон концентрации динамических явлений в течение 7 суток после взрывов. На рис. 3 представлено изменение сейсмической энергии событий при взрывании ряда блоков на месторождении. Выявлено, что энергия толчков в первый период 1 — 49 часов колеблется от 5 до 2* 103 Дж и в течение 170 часов снижается до 6 Дж.

Установлены распределения зон концентрации толчков во времени при взрывах за период от 1998 по 2009г.г. при увеличении (t1) и снижении (^) их энергии.

100

Север

j л.

\ Юг J \ ч \

II центр;* \ v.,-- И \ S,

J. // . - V т

\ VJJ ". Л * \ лг> J

**-'■ \ 1

20

40

60

80

100

120

140

160 t .ч

Рис. 1. Изменение расстояний между очагами взрывов и зонами концентрации толчков в течение времени на северном, южном флангах и центральной части месторождения

а б

Рис. 2. Схема расположения зон концентрации толчков с сейсмической энергией а-10 , б-103, в-104, г-105 Дж при взрывании блока № 27 на южном фланге месторождения; I—V — зоны концентрации толчков; ВМ — очаг массового взрыва; 27-40 (2) — соответственно номер блока, очередность толчков и их энергия; 10800 ч 12600 — координаты Х и У

Обозначим через К отношение максимальной (Е^тах) к минимальной (Е^тш) энергии зон концентрации толчков. На рис. 4 представим характер изменения К при увеличении ^ и снижении Кс энергии за определенные периоды времени. В том и другом случаях наблюдается рост и снижение К от 3 до 4 раз. Следует отметить, что при увеличении Ку от 3 до 106 в периоды 1, 9, 20 и 40 часов наблюдается

увеличение интенсивности проявления горного давления в динамической форме, при этом в выработках ходит обрушение горных пород, вспучивание почвы, искривление рельсовых путей и др. Рост Кс от 2 до 2-107 в периоды 3, 20 и 35 часов регистрировалась разгрузка в массиве горных пород без видимых нарушений в горных выработках.

времени

Проведенные исследования показали, что после массовых взрывов, в течение 7 суток, формируются зоны концентрации динамических явлений с различной сейсмической энергией, при этом происходят процессы удаления и приближения толчков к очагам взрывов в несколько периодов време-

1. Еременко А.А., Еременко В.А., Кол-тышев В.Н. и др. Оценка степени ударо-опасности массива горных пород на Шере-гешевском месторождении // Геодинамика и напряженное состояние недр Земли. — Новосибирск: ИГД СО РАН, 2006. — С. 506—513.

ни. Выявлено, что показатель К позволяет прогнозировать периоды увеличения и снижения интенсивности толчков что обеспечит своевременно перераспределять зоны максимума опорного давления из менее устойчивых в более устойчивые участки массива горных пород в шахтном поле.

-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

2. Еременко А.А., Еременко В.А., Гайдин А.П. Горно-геологические и геомеханиче-ские условия разработки железорудных месторождений в Алтае-Саянской складчатой области — Новосибирск: Наука, 2009. 400 с.

— Коротко об авторах

Еременко А.А. — доктор технических наук, профессор, зав. лабораторией Колтышев В.Н. — младший научный сотрудник,

ИГД СО РАН, [email protected]____________________________________________________

й

РУКОПИСИ,

ДЕПОНИРОВАННЫЕ В ИЗДАТЕЛЬСТВЕ МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА

Волошиновский К.И., соискатель ученой степени кандидата технических наук, ассистент кафедры АТ, Московский государственный горный университет, e-mail: [email protected],

Внешнее программное обеспечение (ПО), поставляемое в комплекте с приборами учета природного метана и разрабатываемое ПО промышленного учета газа-метана (794/03-11 от 13.12.2010) 4 с.

Проведен сравнительный анализ, процент встречаемости и описание преимуществ программных средств, применяемых совместно с программно-аппаратными комплексами учета природного газа-метана. Разработаны программные средства применительно к некоторым аппаратно-программным комплексам, показывающие необходимость решения таких задач разработки научными методами.

Ключевые слова: учет природного газа, программные продукты, интерфейсная проработка.

Voloshinovskiy K.I. EXTERNAL SOFTWARE SUPPLIED WITH THE DEVICES FOR THE ACCOUNTING THE METHANE FLOW RATE AND THE SOFTWARE DEVELOPED FOR THE INDUSTRIAL ACCOUNTING OF THE METHANE

A comparative analysis, the overview and the description of the advantages of different software applied along with the software and hardware complexes of accounting the flow rate of methane are given.

Key words: Natural gas flow rate accounting, software products, interface design.