Выпуск руды и динамические явления Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

© А.А. Еременко, В.А. Еременко, В.В. Петин, О.В. Шипеев, 2002

УДК 622.235

A.А. Еременко, В.А. Еременко,

B.В. Петин, О.В. Шипеев

ВЫПУСК РУДЫ И ДИНАМИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

ффективность разработки рудных месторождений на больших глубинах в значительной мере зависит от местоположения зоны опорного давления в массиве горных пород в процессе отработки технологических блоков. Важными факторами при этом также являются масштабы взрывных работ и выработанного очистного пространства, размеры выделенных структурных блоков и геологических нарушений и т.п. [1, 2].

При отработке Таштагольско-го месторождения при выпуске руды из технологических блоков наблюдаются проявления горного давления в динамической форме. Связь процесса выпуска руды из блоков и проявлений горного давления свидетельствует о возможности использования особенностей выпуска руды для управляемого воздействия на выделяемую энергию динамических явлений. При этом возникает необходимость детального исследования влияния интенсивности выпуска руды на процесс распределения динамических явлений в массиве горных пород при массовом обрушении руд.

Таштагольское месторождение разрабатывается системой этажного принудительного обрушения с отбойкой руды пучковыми сближенными скважинными зарядами ВВ на компенсационные камеры и зажатую среду.

Ширина блока составляет 27, длина равна мощности рудного тела -40-80 (100), высота этажа -70 м. Подсечка блоков плоская, высотой, равной 2 м (рис. 1). Выпуск руды осуществляется посредством виброустановок ВДПУ - 4ТМ.

В днищах блоков с воронками выпуска верхняя часть доставочной выработки расширяется в воронку,

служащую для приема взорванной в очистном пространстве блока горной массы. Воронка имеет угол наклона образующих поверхностей 53^70°. Применяется днище с боковым выпуском руды. Объем выпускаемой руды на одну установку выпуска составляет 20^40 тыс. т, площадь блока, приходящаяся на одну воронку, колеблется от 25^30 до 60^80 м2 и в отдельных случаях достигает 180 м2, при этом откаточные выработки проходятся на расстоянии 27 м (рис. 2). Сетка выработок выпуска в блоках составляет 7^10x10x13,5 м при потерях 8-13 %, засорении 30 % и более. Высота днища в среднем равна 13^14 м.

Экспериментальные исследования проведены при выпуске руды из блоков №№ 27 в этаже (-210)+(-140) м, 4 в этаже (+0)+(-70) м и 19 в этаже (-280)+(-210) м с коэффициентом

Рис. 1. Схема расположения выработок в технологическом блоке: 1 - буровой горизонт; 2 - откаточный орт; 3 - пучки сближенных скважин; 4 - горизонтальные скважины;

5 - воронка; 6 - гезенок; 7 - подсечка; 8 -компенсационная камера; 9 - зажатая среда; 10 - породный целик

разрыхления горной массы, равной 1,24; 6 в этаже (±0)+(-70) м, 30 в этаже (-210)+(-140) м и 15 в этаже (-280)+(-210) м с коэффициентом разрыхления - 1,26 (рис. 3). Расстояние от дневной поверхности до местоположения блоков колебалось от 540 до 820 м. Руда мелкозернистая, коэффициент крепости по М.П. Протодьяко-нову 14^16; пород - 8^11. В районе блоков в массиве горных пород располагаются трещины, дайки и тектонические нарушения. С учетом влия-

ния блочного строения и зон тектонической нарушенности при ведении взрывных работ выделены динамически активные нарушения, при этом сейсмическая энергия толчков колеблется от 102 до 108 Дж. Приведенный радиус структурных блоков^ =

Ну.

3—-, где У - объем структурных V 4л

блоков, м3) колеблется от0,003 до 0,5 км и более.

При проведении массовых взрывов по вышеуказанным блокам

Рис. 2. Запасы сырой руды по блоку 27 в этаже (-210)^(-140) м

Рис. 3. Вертикальный разрез по месторождению.

I - выработанное очистное пространство; II

- экспериментальные блоки; III - камера

Рис. 4. Выпуск руды из очистных блоков. 1-6 - соответственно блоки №№ 30, 27, 19, 15, 6 и 4

Рис. 5. Изменение сейсмической энергии динамических явлений от границ блоков 1-3 соответственно при выпуске руды из блоков №№ 4, 8 и 16

регистрировались динамические явления через несколько секунд, минут, часов и суток, причем при сейсмической энергии взрывов, равной 107-109 Дж, часто толчки происходили непредсказуемо; около 80 % толчков происходило в течение семи суток. Через 1-1,5 недели после взрывов осуществляли выпуск руды из блоков, запасы которых колебались от 200 до 500 тыс. т (рис. 4).

Зона активного действия горного давления при выпуске руды распространяется за пределы блоков в лежачем и висячем боках месторождения на расстояния от 10 до 60 м и более, при этом сейсмическая энергия динамических явлений изменяется от 10 до 105 Дж (рис. 5). В результате в выработках зарегистрированы обрушение горных пород, трещины, заколообразование и т.п.

Отмечено, что при увеличении коэффициента разрыхления от 1,24 до 1,26 снижается энергия толчков с 104 до 102 Дж, происходящих в массиве горных пород в районе горизонта подсечки и днища блоков. Наиболее благоприятная ситуация с точки зрения геомеханической оценки наблюдается при одновременном выпуске

можно в определенных пределах распределять динамические явления с различной энергией в массиве горных пород при массовом обрушении руд и обеспечивать безопасность горных работ в шахтах.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Еременко А.А., Скляр Н.И. Влияние геологических нару- 2. Курленя М.В., Еременко А.А., Матвеев И.Ф., Гайдин А.П.

шений на удароопасность массива горных пород // ФТПРПИ. -1999. Влияние массовых взрывов на сейсмическую энергию динамических

- № 1. - С. 14-20. явлений в массиве горных пород. Горный журнал. -1996. - № 5. - С.

12-14.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ----------------------------------------------------------------------

Еременко Андрей Андреевич — доктор технических наук, Институт горного дела Сибирского отделения РАН. Еременко Виктор Андреевич — кандидат технических наук, Институт горного дела Сибирского отделения РАН. Петин Владимир Владимирович — горный инженер, Институт горного дела Сибирского отделения РАН. Шипеев Олег Васильевич — горный инженер, Таштагольский рудник ОАО «Кузметкомбинат».

руды из всех выпускных воронок панели. Так, например, выпуск горной массы в блоке № 27 с соблюдением планограммы, предусматривающий равномерный выпуск руды из всех воронок, позволил снизить интенсивность проявления горного давления в динамической форме.

Выявлено, что с увеличением интенсивности выпуска от 300 до 1250 т/сут в различные периоды времени снижается сейсмическая энергия толчков от 105 до 102 Дж и менее.

Таким образом, проведенные исследования показали, что, изменяя порядок и интенсивность выпуска руды,