Определение сдвижений закладочного массива разрезного слоя после его подработки Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

УДК 622.28.017+531.746

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СДВИЖЕНИЙ ЗАКЛАДОЧНОГО МАССИВА РАЗРЕЗНОГО СЛОЯ ПОСЛЕ ЕГО ПОДРАБОТКИ

Дмитрий Васильевич Барышников

Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, 630091, Россия, г. Новосибирск, Красный проспект, 54, младший научный сотрудник лаборатории диагностики механического состояния массива горных пород, тел. (383)217-05-41, e-mail: d-baryshnikov@yandex.ru

Приведено краткое описание методов наблюдений и схема расположения станций для контроля сдвижений закладочного массива при отработке кимберлитовой трубки с применением слоевой нисходящей системы разработки. По результатам экспериментальных наблюдений получена оценка осадок закладки разрезного слоя при выемке запасов нижележащего слоя.

Ключевые слова: инклинометр, зонд, скважина, осадка.

DETERMINATION OF DISPLACEMENT OF UNDERMINED BACKFILLED STOPE ON ACCESS LEVEL

Dmitry V. Baryshnikov

Chinakal Institute of Mining, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, 630091, Russia, Novosibirsk, 54 Krasny prospect, Junior Researcher, Laboratory for Diagnostics of Mechanical Condition of Rocks, tel. (383)217-05-41

The article gives a summary description of observational methods and layout of observation stations aimed at the backfill mass displacement control in the top-down slice mining of kimberlite pipe. Based on the experimental observation results, subsidence of the backfilled access level in the course of the underlying ore reserves development has been estimated.

Key words: directional survey tool, sounding borer, hole, subsidence.

Для защиты горных выработок от прорыва рассола с метегеро-ичерского водоносного комплекса (МИВК) на руднике «Интернациональный» АК «АЛРОСА» предусмотрено оставление рудного предохранительного целика.Почва водоносного комплекса расположена на а.о. -97 м, а граница безопасного ведения очистных работ по расчетам НТЦ «НОВОТЭК» (г. Белгород) установлена на а.о. -150 м[1]. Отработка кимберлитовой трубки ниже этой границы осуществляется по проекту с применением слоевой нисходящей системы разработки и твердеющей закладкой. Очистные работы начинаются с выемки разрезного слоя по камерно-целиковой схеме. Высота слоя составляет 4 м (а.о. -155 ^ -159 м), а ширина очистных заходок принята 5 м. При ведении горных работ необходим обязательный контроль состояния предохранительного целика, осуществляемый в соответствии с разработанным НТЦ «НОВОТЭК» в 2013 г. проектом гидрогеомеханического мониторинга (ГГМ) [1]. Геомеханическая часть проекта ГГМ разработана ИГД СО РАН и предусматривает инструментальные наблюдения за сдвижением вмещающих пород и рудного предохранительного целика, а также формируемого закладочного массива, являющегося его основанием (упором).

Для проведения наблюдений предложены следующие методы:

• контроль осадки кровли закладочного орта, пройденного во вмещающих породах,осуществляется по станциям контурных реперов (СКР);

• контроль вертикальных сдвижений закладочного массива разрезного слоя по мере отработки нижележащих запасов кимберлитовой трубки осуществляется с использованием метода инклинометрии, основанного на определении изменения профиля скважины посредством измерения углов наклона обсадной трубы через заданные интервалы вдоль всей длины контролируемой скважины[2,3];

контроль горизонтальных сдвижений закладочного массива осуществляется по станциям глубинных реперов (СГР);

• скважинные визуальные наблюдения (СВН) позволяют определить местоположение зон возможного запредельного деформирования (участки локализаций деформаций) закладочного массива в процессе развития очистных работ, что в комплексе с инструментальными наблюдениями обеспечивает оценку предельных деформаций.

В центральной ленте (лента 7) в отработанном и заложенном разрезном слое 9 была оборудована комплексная замерная станция перед отработкой слоя 8 (рис. 1), включающая станции глубинных реперов (СГР), инклинометрических (СИН) и визуальных наблюдений (СВН).

Измерение начальных значений по СКР и определение высотной отметки устья инклинометрической скважины выполняется путем нивелирования с передачей высотных отметок от опорного репера, расположенного за зоной влияния очистного пространства (рис.1). Измеренияначальных значений по СГР выполняютсяс помощью разработанного ИГД СО РАН глубиномера. Определение исходного профиляинклинометрической скважины осуществлялось по усредненным значениям углов наклона обсадной трубы после 4х циклов измерений в направлениях «прямо» и «обратно». Перед отработкой слоя 8 проведен визуальный осмотр околоскважинного пространства с видео регистрацией состояния контура. При этом установлено, чтонарушенностей в закладочном массиве не обнаружено.

После подработки разрезного слоя нижележащим слоем 8 был произведен следующий цикл наблюдений. Замеры по СГР и СКР не показали существенных изменений. По данным инклинометрических измерений было установлено изменение профиля скважины (рис. 2а), а также определенывертикальные сдвижения закладочного массива по глубине скважины, вызванные отработкой одного нижележащего слоя (рис. 2б). Максимальные сдвижения отмечены в центральной части трубки (40 - 45 м от устья скважины), а их величина составила 70-73 мм.

7Хп К<н>

1 | 1 | 1 + + + + + + ^^ — I——Г + + + + + + ——

1—г- + + + + + + г^

х

Х20 м

—0— Станция инклинометрических наблюдений (СИН)

И Опорный репер -- £танцИЯ визуальных наблюдений (СВН)

О-Станция контурных реперов (СКР) - Станция глубинных реперов (СГР )

Рис. 1. Схема размещения инклинометрической станции на гор. -159.0 м

а

б

Рис. 2. Результаты инклинометрических наблюдений:

а - профиль измерительной скважины: до подработки (11.11.2013 г.), после отработки нижележащего слоя (20.11.2013 г.); б - вертикальные сдвижения слоя закладки

Таким образом, предложенная комплексная система наблюдений позволяет контролировать при отработке нижележащих слоев не только процесс сдвижений закладочного массива в основании предохранительного целика, но и определять величины критических деформаций закладки, которые вызывают нарушение ее сплошности (на участках разрушений контура наблюдательной скважины), а также местоположение зон локализаций запредельных деформаций.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Рудник «Интернациональный». Отработка запасов блоков -560/-790 м и —155/— 200 м. проектная документация. Книга 3. Система гидрогеомеханического мониторинга. Том 5.7.3. - Белгород: НОВОТЭК, 2013.

2. Барышников В.Д. Барышников Д.В. Организация и проведение наблюдений за сдвижениями закладочного массива при его подработке // Горный информационно-аналитический бюллетень.- М.- №12, - 2008.- с.256-261.

3. Барышников В. Д., Качальский В. Г., Барышников Д. В. Опыт применения инклинометрии для контроля сдвижений закладочного массива при подземной разработке месторождений // ГЕО-Сибирь-2007. III Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 25-27 апреля 2007 г.). - Новосибирск: СГГА, 2007. - С. 225-229.

© Д. В. Барышников, 2014