CC BY
41
УДК 622.272: 622.363.2 DOI 10.46689/2218-5194-2022-2-1-284-296
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПРИ ВЕДЕНИИ ГОРНЫХ РАБОТ НА КАЛИЙНЫХ РУДНИКАХ
А.Н. Земсков, М.Ю. Лискова, В.Б. Заалишвили, М.Ю. Шамрин
В настоящее время в мире известно свыше 40 бассейнов калийно-магниевых солей, из которых около 20 разрабатываются. Однако, если Россия и Белоруссия имеют многолетний опыт разработки калийных месторождений, то Узбекистан, Туркменистан, Казахстан, впервые столкнулись с проблемами выбора как технологии ведения горных работ, так и горного оборудования.
Рассмотрены принципиальные подходы к выработке технологических и технических решений отработки калийных месторождений России и Белоруссии. Представлена экспертная оценка состояния различных направлений функционирования калийных предприятий и предложена отработка залежей этажным способом.
Ключевые слова: калийное месторождение, ведение горных работ, комбайн, отработка.
В последние 10 - 15 лет в так называемой «Kali-family» появились новые участники, прежде всего из стран бывшего СССР, в прежние времена использовавшие калийные удобрения из России и Белоруссии. Желая развивать свою промышленность и поддерживать свое сельское хозяйство, Узбекистан, Казахстан и Туркменистан активно взялись за развитие своей калийной отрасли, благо, что во всех этих странах имеются огромные запасы калийных солей.
Однако, если Россия и Белоруссия имеют многолетний опыт разработки калийных месторождений (Россия в 2020 году отметила 95-летний юбилей отрасли), то новые игроки столкнулись с проблемами как выбора технологии ведения горных работ, так и выбора горного оборудования. А учитывая, что они прежде всего опираются на советский опыт, что оправдано из-за схожих горно-геологических условий разработки калийных месторождений и высокой эффективности работы калийной отрасли в России и Белоруссии, то рассмотрим принципиальные подходы к выработке технологических и технических решений.
Работа любого горно-обогатительного предприятия определяется спектром природных и технико-технологических факторов [1, 2, 3].
К природным следует отнести объем запасов полезного ископаемого, содержание полезного компонента, глубину залегания промышленных пластов и т.д.
К технико-технологическим - уровень технической оснащенности производства, степень автоматизации производственных процессов, применение современных технологий добычи и проходки горных выработок и др.
Земсковым А.Н. на основании опроса 38-ми ученых и специалистов калийной отрасли (ПАО «Уралкалий», «ЕвроХим-Усольский калийный комбинат», ВНИИГалургии, Горный институт УрО РАН, горно-нефтяной факультет Пермского политехнического университета) составлена матрица состояния различных аспектов калийного производства (рис. 1).
Экспертам предлагалось оценить состояние различных сторон деятельности предприятий в процентах от 0 до 100. За базу взята максимальная оценка - «перспективы спроса на конечную продукцию (90 %)», - в которой эксперты меньше всего сомневаются. Сектор проблемных тем был выделен темным цветом. Как ни удивительно, самую низкую оценку получили две позиции: «оборудование рудника» (50 %) и «технология добычи» (65 %). Чуть выше оценка «безопасности горных работ (70 %), что вероятнее всего связано с двумя предыдущими позициями.
Естественно, эта экспертная оценка не является абсолютно надежной, но тем не менее наталкивает на определенные выводы.
В настоящее время на калийных рудниках в основном применяют механический способ разрушения пород, более энергоемкий, чем буровзрывной метод, но и более технологичный при выемке руды комбайнами.
Рис. 1. Экспертная оценка состояния различных направлений функционирования калийных предприятий
Ряд ученых (докт. техн. наук П.А. Лыхин, канд. техн. наук Л.И. Старков и др.) [4, 5] считали, что повсеместное применение комбайновой добычи не всегда оправдано, и для некоторых горно-геологических условий экономичнее применение буровзрывной или комбинированной технологий. Особенно это актуально при обработке наклонных мощных пластов со сложной гипсометрией и прочностными характеристиками пород выше, чем у обычного сильвинита и карналлита. Речь идет о калийных солях с включениями ангидрита, полигалитовых и боратовых рудах.
Для условий Стебниковского калийного месторождения (Украина), Жилянского полигалитового месторождения (Казахстан) и других мощных и крутопадающих месторождений с породами средней крепости Старковым Л.И. и Земсковым А.Н. разработана технология, направленная на обеспечение высокоэффективной поточной технологии добычи соляных руд с минимальными энергозатратами без постоянного присутствия рабочих в зонах работы добычных машин.
Предлагается отработка залежей этажным способом. Отработка руды в этаже осуществляется камерами, высота которых равна высоте этажа, основная часть руды отрабатывается сверху вниз с гравитационной доставкой, а технология отработки включает два этапа: на первом этапе из нижнего транспортного штрека с помощью буросбоечных машин по заданному паспорту вверх бурятся пилотные скважины на всю высоту этажа с выходом их на верхний подэтажный штрек; на втором этапе эти скважины разбуриваются сверху вниз до диаметра очистных камер с помощью специальных механизированных комплексов, включающих буро-сбоечные машины, канатно-кабельные лебедки с пультами управления, подвесные блоки, канаты и т.д. При этом подача буросбоечных машин на забой и транспортировка отбитой руды по пилотной скважине осуществляются под собственным весом, значительно уменьшая энергозатраты на выполнение этих операций.
После полного разбуривания очистной камеры гезенко-проходческая с помощью лебедки поднимается на верхний штрек и настраивается на разбу-ривание следующей соседней передовой скважины. В зависимости от физико-механических свойств отрабатываемых горных пород схема отработки массива в камере может предусматривать либо его частичную отработку па-раллельныминесмыкающимися очистными скважинами, либо сплошную отработку, при которой наружные поверхности соседних очистных скважин будут пересекаться.
На рис. 2 изображены фрагменты вертикального разреза вдоль очистной камеры, на рис. 3 - горизонтальный разрез камеры, на рис. 4 - вид по стрелке А. Массив разрабатываемой руды 1 в камере оконтуривается снизу
транспортно-буровым штреком 2, сверху подэтажным штреком 3, с боков целиками 4, ширина штреков 2 и 3 равна ширине камеры.
Длина камеры определяется расстоянием между транспортным и вентиляционным штреками, за вычетом длины горловин к ним, а торцевые поверхности камеры образуются в массиве после выемки руды в камере.
На транспортно-буровом штреке смонтирован скребковый конвейер 5, промежуточные перегружатели или лотки 6; буровая установка 7 (рис. 2). На подэтажном штреке 3 располагаются одна или несколько гезен-ко-проходческих машин 8 с канатно-кабельными лебедками 9, подвесные блоки 10, перекрытия гезенков 11 и т.д.
а б в
Рис. 2. Вертикальный разрез рабочего блока вдоль очистной камеры
Отработка камеры осуществляется в следующем порядке. Первоначально из транспортно-бурового штрека 2 с помощью самоходного бурового станка 7 по заданному паспорту бурения бурятся пилотные скважины 12 диаметром 500 мм на всю высоту подэтажа с выходом их на верхний подэтаж-ный штрек 3. Буровая мелочь, образующаяся в процессе бурения, выдается через устья скважины непосредственно или с помощью специальных течек или передвижных перегружателей 6 на конвейер 5. Бурение пилотных скважин 7 ведется с опережением и не зависимо от работ на штреке 3. В качестве бурового станка могут быть использованы самоходные буровые установки на гусеничном ходу [2].
а б в
13
У У 4 ( \
/ V Л ^
13/ П У 1С и \
Г п 1Л 1
А У ) г
А А у к ) )
Рис. 3. Вид сверху на рабочий блок
Отработка основного массива руды в камере производится с подэтаж-ного штрека 3 с помощью гезенко-проходческих комплексов, аналогичных комплексу ПГР-1 [4]. Комплекс состоит из гезенко-проходческой машины 8, канатно-кабельной лебедки 9 с пультом управления, подвесных блоков 10. Перед началом работы комплекса гезенко-проходческая машина 8 с помощью лебедки 9 с канатами и подвесными блоками 10 заводится в одну из пилотны х скважин 12 и после забуривания начинает ее разбуривать, образуя очистную скважину 13 (гезенк), диаметркоторой определяется наружным диаметром исполнительного органа (2,0...3,0 м). Подача гезенко-проходческой машины на забой осуществляется под собственным весом, а скорость подачи регулируется с пульта управления лебедкой. Отбитая руда в процессе работы машины под собственным весом уходит по пилотной скважине 12 на транспортный штрек 2 и грузится на транспортные средства.
По завершению бурения очистной скважины 13 машина 8 с помощью лебедки 9 с маневровой скоростью выдается на штрек 3 и настраивается на разбуривание следующей очистной скважины.
В зависимости от физико-механических свойств отрабатываемых горных пород выемка их камере может осуществляться либо в сплошную (рис. 2а, 3а, 4а), либо частично (рис. 2б, 3б, 4б), что должно учитываться в разработке паспортов бурения пилотных скважин.
Для обеспечения повышенной производительности добычи в камере на штреке 3 могут одновременно использоваться несколько гезен-ко-проходческих комплексов.
Рис. 4. Разрез А-А
Таким образом, в предполагаемом способе отработки мощных и крутопадающих пластов солей обеспечивается механизированная выемка руды с минимальными энергозатратами на транспортировку отбитой руды и ее очистную выемку, т.к. транспортировка отбитой руды и подача машины на забой осуществляется за счет их собственного веса, а также повышенная безопасность рабочих, т.к. в процессе работы машин они не находятся непосредственно в зоне работы рабочих органов машин.
Использование этой технологии было вполне оправданно, так как до недавнего времени самые распространенные комбайны типа «Урал» Копей-ского машиностроительного завода (Челябинская обл.) были рассчитаны для применения на очистных работах по калийным рудам или каменной соли с сопротивлением пород резанию до 450 Н/мм.
Как известно, при камерной разработке калийных солей основными элементами добычных комплексов являются проходческо-добычные комбайны, бункеры-перегружатели и самоходные вагоны. В отдельных случаях транспортировка отбитой руды от комбайнов осуществляется телескопическими конвейерами [6, 7].
Вышеуказанное оборудование и определяет производительность добычных комплексов. Магистральные ленточные конвейеры, размещенные в главных транспортных выработках рудников, имеют большую пропускную способность и не ограничивают производительность горных участков.
Оригинальность конструкции горных машин всегда была ключевым фактором в продвижении продукции машиностроительных предприятий на рынках сбыта, ее популярность среди горняков. К сожалению, разработки
российских проектно-конструкторских организаций отстают от разработок иностранных фирм: германских, американских, польских и т.д. Отставание прослеживается как по качеству и разнообразию типов машин и отсутствию оригинальных идей в конструировании горной техники. Поэтому понятно желание руководителей калийных предприятий оценить возможность использования импортной техники.
В начале этого столетия руководством ОАО «Уралкалий» было принято решение о приобретении американского комбайна «Мариэтта - 900» для замены комбайна Урал-20А.
Контракт на поставку «Мариэтты» между концерном Бапёу1к и «Урал-калием» был заключен еще в 2004 году, но поскольку «Мариэтта» не была приспособлена к работе в горно-геологических условиях Верхнекамского калийного месторождения, ее конструкцию пришлось существенно дорабатывать. В конструкции комбайна отсутствовала буровая установка, которая необходима для производства дренажного бурения, кроме того, в электрической схеме «Мариэтты» применяется отличное от российского напряжение.
После доработки комбайн «Мариэтта» был доставлен на Четвертый Березниковский рудник, где и прошли его производственные испытания.
Сравнительные характеристики комбайнов «Мариэтта» и «Урал-20Р» приведены в табл. 1.
Несмотря на большую (табличную) производительность американского комбайна - 1,43 раза и более, высокую автоматизацию рабочих процессов, ожидаемого эффекта применение «Мариэтты» не принесло.
Таблица 1
Сравнительные характеристики комбайнов _«Мариэтта 900» и «Урал-20Р»_
Характеристики Комбайн
Мариэтта-900 Урал-20Р
Техническая производительность, не менее т/мин 10 7
Общая установленная мощность, кВт 895 710
Мощность двигателей исп. органа, кВт 746 590
Напряжение питающей сети, В 1140 1140/660
Высота выработки, м 3,15 3,1/3,7
Ширина выработки по бермам, м 5 5,1
Ширина выработки по исполнительному органу, м 5,2 5,5/6,0
Сечение выработки, м2 14,6 15,5/20,2
Длина комбайна, м 11,23 11,50
Ширина машины по гусеницам, м 3,05 3,15
Ширина трака, мм 610 450
Давление на почву, Н/см2 29 33
Окончание табл. 1
Масса комбайна, т 122,5 105,0
Ширина желоба конвейера, мм 914 740
Скорость движения цепи, м/сек 1,83 1,24
Максимальная скорость передвижения, м/мин 9 3
Расстояние шпуров от забоя, м 4,2 4,3
Срок службы в годах (по бухгалтерии) 15 5
Ресурс работы до первого капитального ремонта, тыс. тонн 3000 1500
Негативными факторами применения комбайнов «Мариэтта-900» по сравнению с комбайнами «YpBn-20P» оказались следующие:
1. Высокая цена комбайна 4 млн евро, что в 4 раза выше цены «Урала».
2. Высокие эксплуатационные расходы, в том числе на электроэнергию, трансмиссионное масло - 5 л/смену, гидравлическое масло - 300... 500 литров в неделю, зубки.
3. Сложная система электроснабжения: на главных редукторах двигатели настроены на напряжение 4160 вольт, что влечет за собой дополнительные затраты на вторую электроподстанцию и пускатели (остальное забойное оборудование - самоходный вагон, БП рассчитаны на 1140 вольт).
4. Высокая энергоемкость разрушения забоя буровым исполнительным органом. Не случайно установленная мощность двигателей «Мариэтты» составляет 895 кВт против 710 кВт у «Урал-20P» при примерно равной эксплуатационной производительности.
Декларируемая техническая производительность 594 т/час (или - 10 т/мин) рассчитана по формулам, выведенным в 1977 году для калийной шахты IMC (Карлсбад, США) с другими физико-механическими свойствами пород. При этом не приводится такой важнейший параметр как сопротивляемость пород резанию. В тоже время следует отметить, что комбайн «Урал-20P» неоднократно показывал техническую производительность 10 т/мин. Установленная техническая характеристика 7 т/мин является оптимальным показателем, но не максимальным. Эксплуатационная производительность добычного комплекса комбайн - бункер-перегружатель - самоходный вагон не превышает 4-5 т/мин как при использовании комбайна «Урал-20P», так и при использовании «Мариэтты-900», поэтому запас достаточен.
5. «Мариэтта» плохо «держит курс» (направление движения), в т.ч. из-за отсутствия распорных домкратов. При камерно-столбовой системе отработки панелей это является серьезным недостатком.
6. Комбайны с буровым исполнительным органом требуют значительно большего напорного усилия на забой, чем с планетарно-дисковым орга-
ном, «фрезерующим» забой слой за слоем. При работе на углах 10° и выше по восстанию «Мариэтта» может начать буксовать на подушке из соли.
7. Практически любая сборочная единица «Урала» может быть отремонтирована в забое, в том числе методом замены агрегатов. Серьезная поломка «Мариэтты» в забое приведет к остановке комплекса на длительный период.
Несколько лет назад, работавшим в то время главным конструктором Копейского машиностроительного завода М.А. Мальчером с участием автора статьи была составлена таблица по определению характеристик идеального комбайна (табл. 2) [8, 9].
Идеальный комбайн «должен» обеспечивать среднюю производительность - 12 т/мин, стоить дешевле (2 млн $), иметь высокую энерговооруженность - 1200 кВт, вес - 100 т., обеспечивать низкую запыленность на рабочем месте машиниста комбайна, иметь низкие затраты на ремонт и обслуживание.
Одним из важнейших показателей комбайнов является возможность проходки по породам средней крепости и крепким (в случае появления включений ангидрита и др.) [10]. Прочность пород характеризуется сопротивлением на одноосное сжатие и оставляет для типовых комбайнеров - до 60 МПа.
Как уже было отличено ранее, развитие калийной промышленности в Узбекистане, Казахстане и Туркменистане, а также постоянно возрастающий объём производства в ПАО «Уралкалий» и ОАО «Беларуськалий» вызвали необходимость разработки новых комбайнов, а также - самоходных вагонов и бункеров-перегружателей.
Несколько машиностроительных заводов, не занимавшихся ранее выпуском подобной техники: Солигорский институт ресурсосбережения с опытным производством, Группа компаний «Нива-холдинг» (оба - Беларусь, г. Солигорск), польская компания «Фамур», чешская компания «Т-МасЫпегу» - уже несколько лет работают над созданием калийных комбайнов. И естественно, продолжает разработку новых разновидностей калийных проходче-ско-добычных комбайнов Копейский машиностроительный завод.
Сравнительная таблица характеристик комбайнов
Таблица
ьо >-о оо
п/п Характерис-тика Комбайны Урал-20Р Урал-10А Урал-61 Мариэтта-900 Универсал-900 КПО-10,5 АМ-50г-\у МВ 900 СМ Идеальный комбайн
1 Производительность, т/мин 7,0 5,0 3,0 10,0 8,0 5,0 - 8,0 12,0
2 Цена, млн. $ 2,10 1,05 0,89 3,80 2,93 1,55 - - 2,00
3 Наработка до капитального ремонта, млн. т 1,5 0,6 0,5 3,0 3,0 1,5 - - 3,0
4 Установленная мощность электродвигателя, кВт 710 527 430 895 834 546 169 975 1200
5 Бесступенчатое регулирование скорости подачи комбайна на забой (от 0 до 5 м/мин) да 0-3,0 да 0-3,0 да 0-3,0 нет данных да 0-5,0 да 0-3,0 - - да 0-5,0
6 Запыленность на рабочем месте комбайнера, Мг 50 50 50 более 500 - - - - 10
7 Затраты на ремонт и обслуживание, 8/т н/д н/д н/д 0,9 - - - - 0,5
8 Масса, т 110 63 52,8 122,5 110 71,0 29 105 100
9 Сопротивляемость разрушаемого массива резанию (норма), Н/мм 350-450 - - - - -
По ряду причин, все новые комбайны еще не достигают характеристик «идеального» комбайна.
Список литературы
1. Земсков А.Н. Тенденции развития калийной промышленности на современном этапе // Труды Национального центра по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан. Алматы: РГП «НЦ КПМС РК». 2013. С. 209-222.
2. Чмыхалова С. В., Азизов Р. Р. Оценка влияния природных и технологических факторов на безопасность горнодобывающего предприятия // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2012. № 8. С. 373-380.
3. Substantiation of the rational method to control the operating and technical-condition parameters of a heading-and-winning machine for potash mines / D.I. Shishlyannikov [and others] // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2015. Т. 44. № 3. P. 283-287.
4. Старков Л.И., Земсков А.Н., Кондрашев П.И. Развитие механизированной разработки калийных руд. Пермь: изд-во Перм. гос. техн. ун-та. 2007. 522 С.
5. Лыхин П. А. Теоретические и практические основы цикличной организации работ при добыче калийных руд // РАН, УрО, Горный ин-т. Пермь: Пресстайм. 2009. 136 с.
6. Кошурников Н. С. Технология очистных работ с применением комбайновых комплексов со средствами непрерывной доставки // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2007. № 7. С. 17-24.
7. Мельник В. В. Подземная геотехнология. Основы технологии сооружения участковых подземных горных выработок: учеб. пособие / под ред. В. В. Мельник, Н. И. Абрамкин, В. Г. Виткалов. М.: Издательский Дом МИСиС, 2016. 93 с.
8. Мальчер М.А., Морозов С.П. Технологические машины для работы в калийных и других подземных рудниках // Горное оборудование и электромеханика. 2008. № 8. С. 34-37.
9. Трифанов Г.Д. Оценка нагруженности приводов проходческо-очистных комбайнов «УРАЛ-20Р» для выбора технически обоснованных режимов работы в реальных условиях эксплуатации: дис. ... канд. техн. наук. Пермь. 2017. 166 с.
10. Лабутин, В. Н. Проведение горных выработок проходческим комбайном с комбинированным исполнительным органом // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2016. Т. 2. № 3. С. 169-175.
Земсков Александр Николаевич, д-р техн. наук, доц. a. zemskov@kanexgroup. ru. Россия, Пермь, Группа КАНЕКС,
Лискова Мария Юрьевна, канд. техн. наук, доц. mary.18.02@mail. ru, Россия, Пермь, Пермский национальный исследовательский политехнический университет,
Заалишвили Владислав Борисович, д-р физ.-мат. наук, проф., науч. руководитель, [email protected], Россия, Владикавказ, Геофизический институт Владикавказского научного центра РАН,
Шамрин Максим Юрьевич, канд. юрид. наук, доц., [email protected], Россия, Москва, Московский государственный юридический университет им. О.Е. Кута-фина (МГЮА)
MODERN TECHNOLOGICAL AND TECHNICAL SOLUTIONS FOR MINING
OPERA TIONS POTASH MINES
A.N. Zemkov, M. Yu. Liskova, V. B. Zaalishvili, М. Yu. Shamrin
Currently, over 40 pools of potassium-magnesium salts are known in the world, of which about 20 are being developed. However, if Russia and Belarus have many years of experience in the development of potash deposits, then new players, such as Uzbekistan, Turkmenistan, Kazakhstan, have faced problems both in choosing mining technology and in choosing mining equipment.
The article considers the fundamental approaches to the development of technological and technical solutions for the development ofpotash deposits in Russia and Belarus, presents an expert assessment of the state of various areas of potash enterprises and proposes the development of deposits by a storey method.
Key words: potash deposit, mining, combine, mining.
Zemskov Alexander Nikolaevich, doctor of technical sciences, associate professor, [email protected], Russia, Perm, KANEX Group,
Leskova Maria Yurievna, candidate of technical sciences, associate professor [email protected], Perm, Russia, Perm National Research Polytechnic University,
Zaalishvili Vladislav Borisovich, doctor of physics.-matem. sciences, professor, the sci. head, [email protected], Russia, Vladikavkaz, Geophysical Institute of the Vladikavkaz Scientific Center of the Russian Academy of Sciences,
Shamrin Maxim Yurievich, candidate of law, docent, [email protected], Russia, Moscow, Kutafin Moscow State Law Universit
Reference
1. Zemskov A.N. Trends in the development of the potash industry at the present stage // Proceedings of the National Center for Integrated Processing of Mineral raw materials of the Republic of Kazakhstan. Almaty: RSE "NC KPMS RK". 2013. pp. 209-222.
2. Chmyhalova S. V., Azizov R. R. Assessment of the influence of natural and technological factors on the safety of a mining enterprise // Mining information and analytical bulletin (scientific and technical journal). 2012. No. 8. pp. 373-380.
3. Substantiation of the rational method to control the operating and technical-condition parameters of a heading-and-winning machine for potash mines / D.I. Shishlyannikov [and others] // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2015. Vol. 44. No. 3. P. 283-287.
4. Starkov L.I., Zemskov A.N., Kondrashev P.I. Development of mechanized mining of potash ores. Perm: Publishing house of Perm State Technical University. un-ta. 2007. 522 P.
5. Lykhin P. A. Theoretical and practical foundations of cyclic organization of work in the extraction of potash ores // RAS, UrO, Mining Institute. Perm: Prestime. 2009. 136 p.
6. Koshurnikov N. S. Technology of cleaning works with the use of combine complexes with means of continuous delivery // Izvestia of higher educational institutions. Mining magazine. 2007. No. 7. pp. 17-24.
7. Melnik V. V. Underground geotechnology. Fundamentals of technology for the construction of precinct underground mine workings: studies. manual / edited by V. V. Melnik, N. I. Abramkin, V. G. Vitkalov. Moscow: Publishing House MISiS. 2016. 93 p
. 8. Malcher M.A., Morozov S.P. Technological machines for work in potash and other underground mines // Mining equipment and electromechanics. 2008. No. 8. pp. 34-37.
9. Trifanov G.D. Evaluation of the loading of the drives of the URAL-20R tunneling and cleaning combines for the selection of technically sound operating modes in real operating conditions: dis. ... candidate of Technical Sciences. Perm. 2017. 166 p.
10. Labutin, V. N. Carrying out mining operations by a tunneling combine with a combined executive body // Interexpo Geo-Siberia. 2016. Vol. 2. No. 3. pp. 169-175.
УДК 622.83 DOI 10.46689/2218-5194-2022-2-1-296-312
УСТОЙЧИВОСТЬ КАМЕРНЫХ И СБЛИЖЕННЫХ ВЫРАБОТОК В СЛОЖНЫХ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
А.Н. Каюмова, А.Е. Балек, Т.Ф. Харисов
Особенностью настоящих исследований является представление массива горных пород иерархически блочной структурой, в которой формируются дискретные, мозаично-неоднородные и переменные во времени структуры напряженно-деформированного состояния. Математическая обработка данных путем решения обратной геомеханической задачи позволила дать прогнозную оценку инженерно-геологических и геомеханических условий для обоснования исходных геомеханических характеристик массива горных пород на участке строительства горно-капитальных выработок 2-й очереди шахты «Десятилетие независимости Казахстана» Донского ГОКа, необходимые проектной организации.
На основании материалов исследований установлено, что взаимное влияние сближенных выработок является существенным в породах III, IV и V категорий устойчивости, размеры зон влияния при различных глубинах достигают значительных размеров, распространяясь на 3 - 7радиусов от центра выработки. Строительство и поддержание большеобъемных горных выработок требует учета процессов запредельного деформирования породного массива, происходящие вокруг выработок для определения очередности строительства выработок, отставания от забоя и выбора типа крепи.
