CC BY
16
© Н.И. Синкевич , 2003
"АК 622.83
Н.И. Синкевич
ИЗМЕНЕНИЕ НАПРЯЖЕННО-АЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ И "ААРООПАСНОСТИ МАССИВА СКАЛЬНЫХ ПОРОА С YЧЕТОМ ОСОБЕННОСТЕЙ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ И ТЕКТОНИКИ ТАШТАГОЛЬСКОГО МЕСТОРОЖАЕНИЯ
Разнообразие форм проявления горного давления, их высокая интенсивность как в зоне ведения очистных работ, так и за пределами влияния этой зоны, обусловили необходимость выявления особенностей геологического строения и тектоники не только Таштагольского месторождения, но и всей прилегающей горной области.
Простирание важнейших
складчатых структур соответствует двум преобладающим сквозным системам тектонических разломов - северо-западному (А= 300-320 град.) и менее выраженному северо-восточному (А = 30-50 град.).
Наиболее мощная зона северо-западного направления рассекает Кондомский и Тельбес-ский железорудные районы.
Особенностью разломов этого направления является слабая их выраженность на верхнем горизонте, эти разломы скрытые, не выходящие на поверхность, по которым на протяжении всей геологической истории Земли непрерывно происходили тектонические движения.
Проведенные за последние годы эксперименты по оценке уровня напряжений в северном торце и на новых участках Таштагольского месторождения показали, что с увеличением глубины отмечается значительный рост напряженности массива.
На основании обобщения экспериментальных данных установлено, что наибольшая концентрация напряжений наблюдается на гор. -350 м. у границ блоков в непосредственной близости диагонального разлома и двух пологопадающих зон в этажах -
210...-280 м, -280... -350 м при
коэффициенте концентрации Кк = 3.1, а на гор. -280 м коэффициент концентрации Кк = 2.6 уменьшается, но незначительно потому, что на северном фланге месторождения проходят две пологопадающие зоны и третья -оперяющая диагональный разлом.
Характерной особенностью гор.-210 м (экспериментальная камера) является то, что по мере удаления от центра к флангам тектонически активных нарушений (оперяющий диагональный разлом и зоны пологопадающей) величины напряжений снижаются (при коэффициенте концентрации Кк = 1.6). Данный район характеризуется как динамически не активный, с предполагаемым переходом в активный по мере приближения фронта очистных работ.
Местоположение экспериментальной камеры в блоке № 4, этаже -210..-140 м определялось идентичностью горно-геологических условий данного района охранного целика под реку Кондома, а также пониженным влиянием очистных работ на камеру за счет нахождения ее на значительном расстоянии от очистных блоков.
Исследовательские и контрольно-измерительные работы, выполняемые в районе гор. -280 м, орт № 5 показали общее стабильное состояние напряженно-деформированного массива в прилегающих участках и самой камере. Не оказало значительного влияния на состояние массива в районе блоков 3 и 4 (этаж -210 ..-140 м) проведение технологических, а затем и массовых взрывов по блокам 26-27 (этаж -
210..-140 м) -09.02.1992 г.; блок
16 (этаж -280..210 м)-
04.06.1992 г.; блок 10 (этаж -
210..-140 м)-30.08.1992 г. Но начиная с 1993 г. динамическая активность северного фланга месторождения значительно возросла.
В результате интенсивного ведения горных работ по развитию фронта очистных работ на северном фланге и очень сложной горно-геологической ситуации в районе экспериментальной камеры, которые не позволили своевременно произвести подготовительные работы по образованию камеры, район перешел в динамически активный с большим количеством серьезных динамических явлений и созданием удароопасных ситуаций.
Взрыв по образованию плоской подсечки камеры № 4(24.01.1993г.) спровоцировал 2 толчка и вызвал перегрузку массива в районе ортов 3 и 4 на гор.-210 м. Подготовка и массовый взрыв блока 4(этаж -70..0 м)-21.03.1993 г., дополнительно пригрузили наблюдаемый район, особенно на гор.-140 м. Массовый взрыв блока 25 (этаж -210..140 м) на южном фланге аномального шахтного поля
24.04.1993 г. позволили несколько выровнять зоны при-грузки, возникшие на северном фланге.
По проведенным шахтовым экспериментам и полученным результатам на гор.-350 м установлено, что уровень напряженного состояния массива (а1 =-157.2 МПа) вполне соответствует энергетической частоте толчка (Е = 7900 дж), произошедшего спустя 40 минут после окончания эксперимента на отметке -298 м (данные Таштагольской сейсмостанции). Чем сильнее пригру-жен массив, тем выше энергетическая частота динамических проявлений, например
18.07.1994 г., время по Гринвичу 22 часа 01 мин. 46 сек, произошел толчок с энергией (Е = =45000дж), а экспериментальный замер на 19.07.1994 г. составил (а! = -42.9 МПа). С течением времени (5 суток) при изменении напряженного состояния (с -42.9 МПа до 157.2 МПа) массива энергетический класс
динамических проявлений возрастает до максимума, а затем убывает до минимума. Чем больше продолжительность периода, тем больше величина энергии выделяется в зоне его максимума. В момент проявления максимума массив переходит на более высокий энергетический уровень, и частота динамических проявлений дискретно возрастает (18.07.1994 г.-0.001 МПа*м3).
Наиболее значительны в энергетическом плане горные и горно-тектонические удары, они происходят на пересечении мощных тектонически и динамически активных зон при ведении очистных работ на южном фланге месторождения гор. -280 м встречными фронтами с образованием целика из блоков № 22, 23, 24 и 25, которые создают более сложные условия отработки вследствии высокой концентрации напряжений. Но после проведенного массового взрыва в этаже -280..-210 м блока № 21, 29 марта 1998 г. произошел горно-тектонический удар, вследст-
вии которого образовалась расширенная зона пригрузки на месторождении вдоль диагонального разлома и двух пологопадающих зон (гор.-210..-280 м, гор. -
280..-350 м.). В районе этого блока на напряженность массива вмещающих пород повлиял диагональный разлом и пологопадающая зона, все напряжения концентрировались в пределах этой зоны и разлома, что и привело к мощному удару, произошедшему 22.04.1998 г.
При горно-тектоническом ударе разрушения и нарушения выработок наблюдались на трех горизонтах аномального шахтного поля, как в зонах повышенной концентрации напряжений, так и в ослабленных зонах. Они захватывают значительную площадь и могут быть приурочены к одному разлому диагональному, в случае отсутствия пологопадающей зоны, либо к нескольким сразу - при ее наличии. При этом происходит смещение отдельных участков массива по плоскостям ано-
мального ослабления, поднятие почвы в выработках со стороны висячего бока разлома.
Присутствие пологопадающих зон и диагонального разлома на железорудном месторождении осложняет технологию разработки полезных ископаемых, как на северном, так и на южном фланге аномального рудного поля.
Проведенные длительные инструментальные наблюдения и сопоставления с результатами сейсмологических и геологических данных позволяют выделить зоны повышенных и пониженных концентраций напряжений.
По результатам проводимых экспериментов в зоне влияния очистных работ с учетом особенностей геологического строения и тектоники напряженное состояние массива Таштагольского месторождения имеет интенсивное изменение напряжений по глубине и описывается периодической кривой с постоянным периодом 260 м и постепенно затухающей амплитудой.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Синкевич Николай Иванович - доцент, кандидат технических наук, СибГИУ.
Файл:
Каталог:
Шаблон:
Ш
Заголовок:
Содержание:
Автор:
Ключевые слова:
Заметки:
Дата создания:
Число сохранений:
Дата сохранения:
Сохранил:
Полное время правки: 2 мин.
Дата печати: 08.11.2008 0:13:00
При последней печати страниц: 2
слов: 1 094 (прибл.)
знаков: 6 241 (прибл.)
СИНКЕВ~1
G:\^ работе в универе\2003г\Папки 2003\GIAB4_03 C:\Users\Таня\AppData\Roaming\Microsoft\Шаблоны\Normal.do УДК б22 Igor
31.03.2003 14:17:00 б
07.11.2008 23:49:00 Таня
