Контроль параметров колебаний обнаженных поверхностей подземных горных выработок, расположенных в прибортовом массиве карьера

© H.H. Клочков, K.C. Мальский, 2015

УДК 622

Н.Н. Клочков, К.С. Мальский

КОНТРОЛЬ ПАРАМЕТРОВ КОЛЕБАНИЙ ОБНАЖЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК, РАСПОЛОЖЕННЫХ В ПРИБОРТОВОМ МАССИВЕ КАРЬЕРА

Описан контроль параметров колебаний обнаженных поверхностей подземных горных выработок расположенных в прибортовом массиве карьера с помощью виброизмерительной аппаратуры, при переходе на более глубокие горизонты. В этих условиях контроль параметров колебаний поверхностей подземных горных выработок является одним из способов регистрации их подвижности, позволяет фиксировать данные для анализа степени влияния динамических нагрузок на напряженно деформированное состояние и определения динамики его развития. Объем работ проводимых в процессе контроля параметров колебаний поверхностей подземных горных выработок включает сбор и анализ информации об известных фактах геодинамических проявлений зафиксированных ранее и проведение экспериментальных исследований. В статье так же представлены методические указания по применению виброметра анализатора спектра Ассистент V3-RT для контроля параметров колебаний обнаженных поверхностей подземных горных выработок в условиях действующего горнодобывающего предприятия и приведены результаты измерений фоновой вибрации поверхностей подземной горной выработки шахты Мурунтау.

Ключевые слова: вибрация, контроль, подземные горные выработки, карьер, колебания, геодинамические проявления, виброметр, взрыв.

Одной из особенностей комплексного освоения рудных месторождений является расположение подземных горных выработок вблизи карьера и под его дном (рис. 1).

При этом горные выработки проходятся в массиве, подвергавшемся на протяжении разработки карьера многократным динамическим воздействиям. Ведение подземных горных

Рис. 1. Пример расположения подземных горных выработок в при-бортовом массиве карьера(рудник Мурунтау, Узбекистан): 1 — поверхностный комплекс шахты; 2 - эксплуатационный ствол; 3 - вентиляционный ствол; 4 - восстающие; 5 - нарезные выработки подземного очистного блока; 6 - борт карьера

работ сопровождается переходом на большие глубины. Переход на более глубокие горизонты сопровождается повышением вероятности возникновения геодинамических проявлений раз-

личной степени, от незначительных стреляний до горных ударов. Дополнительно усложняют ситуацию взрывы, проводимые в карьере и шахте которые приводят к возникновению повышенных напряжений в целике разделяющим открытые и подземные горные выработки [1].

В этих условиях контроль параметров колебаний поверхностей подземных горных выработок является одним из способов регистрации их подвижности, позволяет фиксировать данные для анализа степени влияния динамических нагрузок на напряженно деформированное состояние и определения динамики его развития.

Объем работ проводимых в процессе контроля параметров колебаний поверхностей подземных горных выработок включает сбор и анализ информации об известных фактах геодинамических проявлений зафиксированных ранее и проведение экспериментальных исследований.

Задачей экспериментальных исследований является измерение параметров колебаний поверхностей выработок при отсутствии ведения горных работ (фоновая вибрация), а так же в период механических нагрузок на горный массив, в первую очередь взрывами. Особое внимание следует уделять исследованию режима затухания колебаний поверхностей горных выработок до достижения фоновых значений.

Измерения колебаний поверхностей горного массива проводится с использованием сейсмостанций различных типов.

Авторами были проведены экспериментальные исследования с целью определения возможности использования в подземных горных выработках сейсмостанции Дельта Геон 2 с датчиками СМ-3 и виброметра анализатора спектра У3-ИТ с трехкоординатным датчиком АР-38 для проведения мониторинга параметров колебаний обнаженный горного массива. По результатам проведенных исследовании был сделан вывод, что для регистрации параметров колебаний удобнее использовать виброметр анализатор спектра [3]. Его применение позволяет фиксировать значения колебания участков горного массива в широком диапазоне частот (0,8-1250 Гц), имеет возможность длительной автономной работы (до 48 часов), представляет данные в виде таблиц и вибродиаграмм. Датчик АР-38 может быть размещен на любых поверхностях горной выработки независимо от угла наклона.

Для проведения контроля параметров колебаний обнаженных поверхностей подземных горных выработок с использованием вышеуказанного виброметра разработана методика, опробованная в условиях действующего рудника. Установка виброизмерительного оборудования производится не позднее, чем за 24 часа до начала проведения эксперимента для возможности записи естественного уровня вибрации массива. Для оценки достоверности результатов экспериментальных исследования перед проведением эксперимента и после его завершения производят контрольные измерения. Виброизмерительную аппаратуру размещают на заранее подготовленных для них местах и принимают меры по сохранности прибора от воздействия внешних факторов (размещение в защитном домике). Затем производят проверку системы питания прибора и тестируют режим записи. После проведения контрольных измерений производят запись уровня вибрации массива при воздействии на него технологического процесса, затем производят повторные контрольные измерения. Несовпадение параметров вибрации контрольных измерений до и после технологического процесса будет свидетельствовать о необходимости выявления причин расхождения.

По завершению технологического процесса (в основном относиться к взрывам большой мощности) виброизмерительную аппаратуру оставляют включенной на 1-2 часа для возможной регистрации геодинамических явлений спровоцированных технологическим процессом.

При измерении фоновой вибрации поверхностей подземной горной выработки шахты Мурунтау получены средние значение скорости колебания — 0,00011 м/с. В это же время зафиксированы нерегулярно повторяющиеся, краткосрочные повышения значения скорости колебания в 5-8 раз, сопровождающиеся звуковыми явлениями. При массовых взрывах в карьере превышение скорости колебания поверхности над фоновым составляло более чем в 25 раз.

При долгосрочном мониторинге были зафиксированы постепенные нарастания уровней вибрации предшествующие разгрузки горного массива в виде стреляния. На основании этих данных можно предположить, что в близи места размещения датчика происходили нарастания и снижение нагрузки в массиве сопровождающиеся тресками.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Проблемы комплексного освоения суперкрупных рудных месторождений. Под ред. К.Н. Трубецкого, Д.Р. Каплунова. - М.: ИПКОН РАН, 2004. - 416 с.

2. Трубецкой К.Н. Мальский К.С. Способ контроля состояния горных выработок. Патент на изобретение № 2479718.

3. Мальский К.С. Обоснование целесообразности отработки приборто-вых запасов карьеров. М, Маркшейдерия и недропользование. 2010 — № 3. - С.7-8.

4. Снитка Н.П., Халикулов Э.Х, Мальский К.С., Умаров Ф.Я. Оценка возможности применения виброметра анализатора спектра Ассистент У3-ИТ для исследования геодинамичесих процессов. Горный вестник Узбекистана, 2012 — № 4. - С 90-94.

5. Снитка Н.П. Халикулов Э.Х. Мальский К.С. Умаров Ф.Я. Опре-делениепараметров вибрации участка борта карьера при погрузке горной массы экскаватором. Горный вестник Узбекистана, 2012 — № 3. -С 85-83.

6. Снитка Н.П. Халикулов Э.Х. Мальский К.С Выбор измерительной аппаратуры для исследования геодинамических процессов при разработке месторождений полезных ископаемых. Перспективы науки, 2012. — № 8. -С 20-23.

7. Мальский К.С Методические основы исследования геодинамических процессов на участках горного массива с применением виброизмерительной аппаратуры. Горныйинформационно-аналитическийбюллетень, 2012 — № 10. ГГ7ТЗ

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -

Клочков Николай Николаевич — кандидат технических наук, доцент, директор, dftr415@gmail.com,

Мальский Кирилл Сергеевич — кандидат технических наук, заместитель директора, sabbat@mail.ru,

Институт современных технологий геологической разведки, горного и нефтегазового дела. Российский государственный геологоразведочный университет им. Серго Орджоникидзе.

UDC 622

CONTROL OF OSCILLATION PARAMETERS OF EXPOSED SURFACES OF UNDERGROUND WORKINGS LOCATED IN THE MASSIF OF QUARRY

Klochkov Nikolay Nikolaevich, candidate of technical Sciences, assistant Professor, Director, dftr415@gmail.com, Institute of modern technologies of geological exploration, mining, oil and gas business. Russian State Geological Prospecting University n. a. SergoOrdzhonikidze (MGRI-RSGPU), Russia,

Malskiy Kirill Sergeevich, candidate of technical Sciences, Deputy Director, e-mail: sabbat@mail.ru, Institute of modern technologies of geological exploration, mining, oil and gas business. Russian State Geological Prospecting University n. a. SergoOrdzhonikidze (MGRI-RSGPU), Russia.

The article is devoted to the control of vibration parameters naked surfaces of underground mine workings located in pribortovoy array career using vibration measuring devices, in the transition to deeper horizons. Under these conditions, the control parameters of the vibration of underground mining is one of the ways you can check their mobility, allows you to record data to analyze the degree of influence of dynamic loads on the stress strain state and determine the dynamics of its development. The amount of work carried out in the process control parameters of vibration of underground mining involves the collection and analysis of information about the known facts of geodynamic manifestations recorded previously and experimental investigations. This article presents methodological guidance on the application of the vibration spectrum analyzer Assistant V3-RT to control the parameters of the oscillations of the exposed surfaces of underground mine workings in terms of the existing mining companies and the results of measurement of the background vibration surface mines Muruntau mine.

Key words: vibration, control, underground mining, open pit, vibrations, geodynamic phenomena, vibration, explosion.

REFERENCES

1. Problemy kompleksnogo osvoenija superkrupnyh rudnyh mestorozhdenij (Problems of complex development of superlarge ore deposits). Pod red. K.N. Trubeckogo, D.R. Kaplunova. Moscow: IPKON RAN, 2004. 416 p.

2. Trubeckoj K.N. Mal'skij K.S. Sposob kontrolja sostojanija gornyh vyrabotok (Method of monitoring the condition of mine workings). Patent na izobretenie № 2479718.

3. Mal'skij K.S. Obosnovanie celesoobraznosti otrabotki pribortovyh zapasov kar'erov (Substantiation of expediency of near-marginal reserves quarries). Moscow, Markshejderija i nedropol'zovanie. 2010, No 3, pp.7-8.

4. Snitka N.P., Halikulov Je.H, Mal'skij K.S., Umarov F.Ja. Ocenka vozmozhnosti prime-nenija vibrometra analizatora spektra Assistent V3-RT dlja issledovanija geodinamichesih proces-sov (Estimation of possibility of application of the vibration spectrum analyzer Assistant V3-RT for research geodinamica processes). Gornyj vestnik Uzbekistana, 2012. No 4 pp. 90-94.

5. Snitka N.P. Halikulov Je.H. Mal'skij K.S. Umarov F.Ja. Opredelenieparametrov vi-bracii uchastka borta karera pri pogruzke gornoj massy jekskavatorom (Determination of vibration parameters section of the pit wall during the loading of the rock mass excavator). Gornyj vestnik Uzbekistana, 2012, No 3, pp 85-83.

6. Snitka N.P. Halikulov Je.H. Mal'skij K.S Vybor izmeritel'noj apparatury dlja issledovanija geodinamicheskih processov pri razrabotke mestorozhdenij poleznyh iskopaemyh (Instrumentation for the study of geodynamic processes in the development of mineral deposits). Perspektivy nauki, 2012, No 8, pp. 20-23.

7. Mal'skij K.S Metodicheskie osnovy issledovanija geodinamicheskih processov na uchastkah gornogo massiva s primeneniem vibroizmeritel'noj apparatury (Methodological foundations of the study of geodynamic processes in the mountain areas of the array using vibration measuring devices). Gornyjinformacionno-analiticheskij bjulleten', 2012, No 10.