Методики натурных исследований воздействия динамических явлений на горные выработки

The methods of field studies on the effects of dynamic phenomena on mining

Trushko O. (Russian Federation) Методики натурных исследований воздействия динамических явлений на горные

выработки Трушко О. В.

Трушко Ольга Владимировна / Trushko Olga - кандидат технических наук, доцент,

кафедра строительства горных предприятий и подземных сооружений, Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», г. Санкт-Петербург

Аннотация: в статье рассматриваются методики натурных исследований воздействия динамических волн на горные выработки. Приводится анкета оценки состояния устойчивости горных выработок, на основании которой определяются формы нарушений породных обнажений при различных типах и энергиях динамических явлений.

Abstract: in the technique of field studies on the effects of dynamic waves on mining. Provides a profile assessment of the sustainability of mining on the basis of which determines the shape of rock outcrops violations in different types and energies of dynamic phenomena.

Ключевые слова: рудник, горная выработка, месторождение, массив горных пород. Keywords: the mine, the excavation, the deposit, the massif.

Для натурных исследований воздействия динамических волн на горные выработки возможно использовать две методики:

- методику визуальной оценки устойчивости горных выработок;

- методику регионального прогноза сейсмической активности массива, по данным сейсмических инструментальных измерений сейсмостанции «Североуральск».

Специалистами Горного университета и шахт ОАО «Севуралбокситруда» (ОАО «СУБР») проведено обследование состояния выработок по методике Горного университета с целью определения соответствия применяемых видов и параметров крепи горно-геологическим и горно-техническим условиям. Методика визуальных наблюдений включает анкету оценки состояния устойчивости горных выработок шахт ОАО «СУБР», которая приведена в таблице 1.

Таблица 1. Оценки состояния выработки

№ Показатели Место производства замеров, дата

п/п Пикет № Пикет № Пикет №

1 Литологическое описание пород

2 Вне или в зоне тектонической нарушенности. Расстояние до плоскости тектонического шва, м

в руде

3 Расстояние до рудной от 0 до 5 м

залежи, м от 5 до 15 м

более 15 м

4 Азимут направления выработки, град.

1

5 Количество систем трещин 2

3

более 3-х

Угол встречи линий простирания трещин и обнажения 0-300

6 30-600

60-900

7 Количество трещин на 1м до 5

5-10

более 10

8 Материал заполнения трещин заполнителя нет

глинистый материал

рудный материал

кальцит

9 Обводненность пород сухие

прерывистый капеж

струйный капеж

10 Влияние очистных работ

- выработки в руде: расстояние до фронта очистных работ, м более40

20-40

10-20

менее 10

- выработки полевые: положение относительно выработанного пространства вне зоны влияния

в зоне опорного давления

в зоне разгрузки

11 Фактическая форма и площадь поперечного сечения выработки, м2

12 Характеристика крепи

13 Дата (месяц, год) проведения выработки

14 Визуально наблюдаемые нарушения пород на контуре, деформации крепи участка выработки протяженностью~6м (± 3,0 м от центра полигона) описание

эскиз

15 Сейсмическая активность структурного геологического блока неактивная

активная

высокоактивная

16 Другие факторы, наиболее сильно влияющие на устойчивость выработки

17 Номера факторов, наиболее сильно влияющих на устойчивость выработки

18 Коэффициент структурного ослабления

19 Критерий устойчивости Пв

20 Категория породного обнажения по устойчивости

21 Эксплуатационное состояние выработок относительно устойчивые

удовлетворительное

неустойчивое

аварийное

Состояние каждого участка выработки фиксировалось по ряду параметров в анкете и оценивалось по категории устойчивости как «устойчивое», «предельное», «неустойчивое» и «весьма неустойчивое».

Назначение анкеты: анкета является документом, обобщающим информацию по геометрическим параметрам, горно-геологическим и геомеханическим условиям поддержания, типу и конструкции крепи выработки. Информация предназначена для оценки соответствия паспортов крепления и действующих нормативных документов по креплению сложившейся горно-геологической и геодинамической обстановке шахт ОАО «СУБР».

Объекты обследования: полевые выработки по породам лежачего и висячего бока (штреки, орт-заезды и другие), выработки по рудному массиву на действующих подготавливаемых к эксплуатации горизонтах шахт [1].

Общее количество обследованных выработок по одной шахте - не менее 40. Для полноценного многофакторного анализа устойчивости горных выработок от влияющих факторов рекомендуется охватить обследованием выработки шахты в количестве (не менее):

- откаточных штреков............................................................4

- сопряжений откаточных штреков с орт-заездами........................6

- орт-заездов.......................................................................16

Выбор места обследования: выработка обследуется на участках (полигонах) протяженностью 5-6 м, отличающихся по положению относительного рудного тела, фронта очистных работ и выработанного пространства. Рекомендуется заполнять одну анкету на выработку (3 полигона).

При этом полигоны выбирать:

- в полевых штреках через 60-100м;

- в орт-заездах в 3-5, 10-15, 20-25 м от рудной залежи;

- в восстающих - на расстоянии 7-8, 15-20, 30-35 от фронта очистных работ;

- на сопряжении обследовать один полигон;

- в выработках другого назначения полигоны выбираются по усмотрению специалистов, проводящих обследование.

Расположение полигонов может отличаться от рекомендованного выше порядка в целях отражения в информации влияния факторов, не учтенных в анкете, например, смены литологического типа пород, пресечения зоны тектонической нарушенности, безрудных зон и др.

Специалисты, заполняющие анкету: начальник участка, участковый геолог, начальник участка 11111 У.

Распределение позиций анкеты между специалистами следующее:

- начальник участка заполняет позиции 11, 12, 14, 21;

- участковый геолог заполняет позиции от 1 до 9;

- начальник участка 11111 У заполняет позицию 15;

- позиции 16, 17 заполняются специалистами совместно.

Указания по оценке показателей: 1о позиции 10: положение полигона относительно выработанного пространства определяется по кратчайшему расстоянию до выработанного пространства, с учетом протяженности зоны опорного давления по рудной залежи впереди фронта очистных работ на 22-27 м и положение максимума опорного давления на расстоянии 5-8 м от фронта. По позиции 14: в характеристике деформаций пород на контуре выработок следует обращать внимание на заколы, следы от заколов, обыгрывание штанг, вывалы, значительное, на 1 -3 и более м3, превышение проектного сечения выработок, расслоение и разуплотнение пород слоистой текстуры, контакты опорных элементов штанг с породным контуром. В рудных штреках, пройденных с присечкой ложной кровли, необходимо отмечать прогиб верхняков (визуально) их диаметр, наличие конструкций усиления (подхватов, стоек). 1о позиции 17: отмечаются номера 3-4 факторов, которые, по мнению специалистов, оказывают наибольшее влияние на устойчивость выработки. 1о позиции 21: при оценке эксплуатационного состояния выработки рекомендуются следующие определения:

- относительно устойчивое: выработка способна полноценно и безопасно выполнять эксплуатационное назначение. Допускаются мелкие деформации породного контура и крепи, не представляющие помех для технологических процессов и неопасных для работающих;

- удовлетворительное: выработка выполняет эксплуатационное назначение. Имеются локальные нарушения контура выработки и крепи. Поддержание выработки состоит в периодической оборке заколов, установке дополнительных штанг, затяжке нарушенных участков кровли накатником на закладных штангах, подкрепление верхняков деревянной крепи стойками, прогонами. Имеются временные помехи для нормальной работы и средств транспорта и погрузки;

- неустойчивое: деформации пород и крепи представляют (представляли до подкрепления) опасность для работающих. Требуется (или выполнено) перекрепление (подкрепление) отдельных участков выработки. Эксплуатация выработки продолжается, но сопряжена с помехами и простоями, связанными с ремонтными работами;

- аварийное: эксплуатация выработки невозможна. Требуется перекрепление или исключение выработки из технологической цепи [2].

По данным анкетирования составлена сводная таблица состояния горных выработок шахт ОАО «СУБР». Определены формы нарушений породных обнажений при различных типах и энергиях динамических явлений.

Литература

1. Трушко В. Л., Протосеня А. Г., Матвеев П. Ф., Совмен X М. Геомеханика массивов и динамика выработок глубоких рудников. Санкт-Петербург: Наука, 2000 г. 396 с.

2. Трушко В. Л., Огородников Ю. Н., Микулин Е. И., Широков А. В., Лохнев А. С. Инструкция по выбору крепи для подготовительных и горно-капитальных выработок шахт ОАО «Севуралбокситруда». Североуральск, 2010 г. 7 с.