CC BY
30
Если зависания будут превышать значения, исключения сдвижения породных блоков не-
приведенные на графиках граничных зависа- обходимо предусмотреть меро-приятия по ра-
ний, а, следовательно, и допустимые, то для зупрочнению кровли.
Коротко об авторах
ЛущикА.Г. - ОАО «ШахтНИУИ».
--------------------------------------- © В.К. Елшин, В. А Шерстов,
2005
УДК 622.254
В.К. Елшин, В.А Шерстов
ОПЫТ ПЕРЕХОДА ВЫРАБОТКИ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ КРЕПЬЮ ПРИ РАЗРАБОТКЕ СИЛЬНОЛЬДИСТОЙ РОССЫПИ
Семинар № 11
ри внедрении новой для подземного АЛ способа разработки многолетнемерзлых россыпей столбовой системы, базирующейся на применении бесцеликовой выемки с использованием механизированной крепи Т-13 к на одной из россыпных шахт Заполярья, ввиду относительно большой крепости пород продуктивного пласта (£=5-6) отбойка золотоносных песков производилась буровзрывным способом. Наличие буровзрывной отбойки потребовало разработки специального экрана, защищающего механизированную крепь от повреждения разлетающимися кусками породы при взрыве, при этом расстояние крепи от груди забоя находилось в пределах 3-5 м. В этой связи при переходе разведрассечки длиной 50 м в период ликвидации целика в призабойном пространстве образуется значительное по площади обнажение кровли. С целью оценки влияния взрывных работ на деформационные параметры целика были проведены специальные исследования.
Учитывая, что измерение деформаций в момент взрыва можно произвести в рассечке только дистанционно, была использована установка для непрерывной записи смещения контура кровли [1]. Установка состояла из самопишущего потенциометра КСП-4, телескопических стоек, в качестве которых использовались измерительные стойки СУИ-2М с установленными на них тензометрическими датчиками деформаций. Периодические замеры снимались по индикаторам часового типа с точностью 0,01 мм [2, 3].
Параметры буровзрывных работ на очистной добыче в период проведения эксперимента были следующими: глубина шпуров 1,9 м, диаметр 42 мм, количество шпуров 120, расстояние между шпурами 1 м, масса заряда аммонита 6ЖВ в верхнем и нижнем шпурах в среднем - 1 кг. Взрывание производилось огневым способом.
Продуктивный пласт песков мощностью 2,0-2,3 м включал коренные породы мощностью 0,5-0,8 м, остальная часть представлена
Рис. 1. Схема расположения измерительных станций: • - фотоупругие датчики; А - контурные репера;
ЕЛ - ледяные жилы и пролинзовки
тонкоплитчатым, хорошо окатанным галечником глинистых сланцев, сцементированных песчано-глинистым заполнителем.
В кровле (мощность торфов Н= 28-32 м) в основном преобладали глинистые отложения, представленные речным песком и песчанодресвяным материалом с редкими включениями мелкой сланцевой, хорошо окатанной гальки. В отложениях отмечается слабая, но отчетливо выраженная параллельная слоистость, а также горизонтально ориентированное обильное наличие микролинзочек льда. В большинстве случаев эти отложения характеризуются значительным количеством повторно-жильных льдов различной мощности в виде клиновидных трещин. Устойчивость кровли в местах ледяных включений слабая.
Учитывая, что на характер проявления горного давления существенное влияние оказывает наличие в кровле ледяных включений, была выполнена их съемка (рис. 1). Со стороны вентиляционного штрека на расстоянии 6-8 м от борта целика - лед темно-грязного цвета, у транспортного штрека - ледяная жила длиной 17 м и мощностью 3-4 м с пролинзовками до 0,5 м белого со снегом льда, при этом основная часть ее проходит в верхней части пласта. Температура пород массива на момент проведения исследований составляла минус 7,8 С.
С целью определения начальной стадии взаимного влияния проявлений горного давления в лаве и рассечке были установлены фото-упругие датчики в борту вентиляционного штрека (1, 2, 3, 4) и в переходимой выработке (5-9). Первоначально тензометрический датчик деформаций с самописцем КСП-4 был установлен в 7,5 м от рассечки в сторону забоя (репер 1), а рядом с фотоупругими датчиками 5-9 - стойка СУИ-2М с самописцем С-1. Схема установки измерительных приборов приведена на рис. 1.
Результаты проведенных исследований показали, что при ширине целика 11,7 м датчика-
ми деформаций и напряжений, которые находились на расстоянии 2,5 от забоя (вентиляционный штрек) и в рассечке, не зарегистрированы изменения напряженно-деформированного состояния целика.
Уменьшение целика на 1,7 м (ширина целика 10 м) способствовало росту деформаций и напряжений, по вентиляционному штреку скорость смещения пород кровли по реперу 1 составила 0,55 мм/сут, а напряжения, измеренные по датчикам 1 и 2 - 1 МПа. В рассечке при незначительных смещениях напряжения по датчикам 5-9 составили 0,35-0,4 МПа.
Подвигание забоя еще на 1,2 м привело к возрастанию смещений пород кровли вблизи забоя, скорость смещения пород увеличилась до 2,2 мм/сут, при этом напряжения в массиве на расстоянии 0,8 м от груди забоя составили 1,14 МПа, а в рассечке они увеличились до 0,9 МПа,
В связи с тем, что при следующем цикле взрывных работ фотоупругие датчики 1 и 2 и репер 1 погашаются, тензометрический датчик деформаций был перенесен в рассечку и установлен рядом с самописцем С-1, и в течение шести суток, до ликвидации целика «лава-рассечка», производилась непрерывная запись смещений пород кровли (рис. 2а) с периодическими замерами показаний с фотоупругих датчиков.
Рис. 2. Смещения пород кровли (а) и изменение скорости ее опускания (б) при ширине целика 5,4 м (1), 3,8 (2) и 2,0 м (3).
120
При толщине целика 7,3 м скорость смещения пород кровли в рассечке составила 0,65 мм/сут. при общем опускании 0,7 мм. Уменьшение целика до 5,4 м привело к значительному увеличению скорости смещения пород кровли, особенно в первые 5-7 мин после производства взрывных работ. Скорость опускания пород кровли за этот промежуток времени составила 8,5 мм/сут. и через 9,5 ч снизилась до 1,1 мм/сут (АИ = 1,7 мм). При последующем цикле ширина целика уменьшилась до 3,8 м, скорость опускания кровли составила 26,2 мм/сут. и через 9,5 ч уменьшилась до 1 мм/сут (АИ = 5,2 мм). При ширине целика 2,0 м скорость смещения пород кровли значительно возросла и в первые ми-
С, Мин
нуты после взрыва она составила 71,8 мм/сут. с затуханием через 9,5 ч до 2,9 мм/сут. Через 14 ч после взрыва целик работал в режиме установившейся деформации со скоростью 2,2 мм/сут. На момент ликвидации целика между лавой и рассечкой суммарное сжатие целика составило 14,3 мм. Замеры напряжений фотоупругими датчиками при толщине целика 3,8 м за час до взрыва и через час после взрыва (2,0 м) показали прирост напряжений ст = 0,55 МПа, суммарное напряжение в целике составило 1,8 МПа. По результатам измерений построены графики изменения скорости опускания пород кровли (рис. 2б) Как видно из графиков, значительные скорости деформаций целика имеют место в первые минуты после производства взрывных работ. Через 9-12 ч они стабилизируются на уровне 1-3 мм/сут.
Проведенные исследования позволили предположить, что при ликвидации целика между лавой и рассечкой резкого динамического нагружения не произойдет (демпфер в 2-3 минуты). Это в дальнейшем подтвердилось измерениями на крепи. В первоначальный период давление в гидросистеме крепи увеличилось до 300-320 кН со скоростью нарастания сопротив-
ления крепи 90 кН/ч (рис. 3). После отбойки целика в центре лавы из-за наличия линзы льда в пласте остался тумбовый целик площадью 4 м2, который принял на себя значительную часть давления вышележащих пород. Ликвидация этого целика вызвала рост смещений и повышение давления в гидросистеме крепи в первоначальный период до 750-800 кН со скоростью 200 кН/ч перед передвижкой крепи. В момент перехода выработки повышенные нагрузки на крепь наблюдались и со стороны транспортного штрека, где они до перехода со-
Рис. 3. Сопротивление механизированной крепи при переходе выработки: 1 - ликвидация целика «лава-рассечка» $=80 м); 2 - ликвидация тумбового целика
» $=4 м
ставляли 350-450 кН; во время перехода достигали 580-600 кН, после перехода снизились до 350 кН. Скорость смещения пород кровли в призабойном пространстве у вентиляционного
1. Елшин В.К. Использование потенциометра КСП-4 для исследований проявлений горного давле-ния.-Бюл. НТИ/Проблемы горного дела Севера. Якутск: ЯФ СО АН СССР, август 1981,с.35-38.
штрека, где кровля более устойчива и нет ледяных жил, составила 6-8 мм/сут., В зоне распространения ледяных жил у транспортного штрека - 10-11 мм/сут.
----------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
2. Общие методические положения комплексного исследования проблем горной геомеханики. Л.: ВНИ-ТИ, 1970. 94 с.
3. Методические указания по исследованию горного давления на угольных и сланцевых шахтах. Л.: ВНИТИ, 1973. 102 с.
— Коротко об авторах -----------------------------------------------------
Елшин Владимир Константинович - старший научный сотрудник,
Шерстов Валерий Андреевич — доктор технических наук, главный научный сотрудник, Института горного дела Севера им. H.В.Черского СО РАК
--------------------------------------------- © Т.С Цидаев, В.И. Голик,
А.М Сатцаев, 2005
УДК 622.274
Т.С Цидаев, В. И. Голик, А.М. Сатцаев
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОВТОРНОЙ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Семинар № 11
Эксплуатация многих прежде дотационных рудников различных отраслей в условиях рынка стала невозможной по экономическим соображениям. Переживают глубокий кризис и рудники Садона (РСО - Алания), возраст которых исчисляется с 1843 г. Если в 1936 г. в Осетии производили весь свинец России и 63 % цинка, то в настоящее время периодическая добыча руд составляет только первые проценты от прежнего количества. В пустотах Садонских месторождений оказались отходы с содержанием, существенно превышающим современное плановое содержание, потому что в далеком прошлом закладкой являлся рудный материал с содержанием металлов около 2-3%.
Рудники Садонского СЦК объективно не могут быть рентабельными. Перспективы их существования связаны с использованием новых комбинированных технологий. В настоящее же время рудники занимаются преимущественно повторной добычей богатой металлоносной закладки, накопленной в недрах за вековую историю разработки месторождений.
Эффективность повторной разработки металлосодержащей закладки описывается экономико-математической моделью:
1S6
