Исследование влияния отработки блоков на распределение динамических явлений в породном массиве в условиях Таштагольского месторождения

- © В.Н. Колтышев, 2014

УДК 622.831

В.Н. Колтышев

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОТРАБОТКИ БЛОКОВ НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ В ПОРОДНОМ МАССИВЕ В УСЛОВИЯХ ТАШТАГОЛЬСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Рассмотрен процесс распределения толчков после массовых взрывов. Установлены зоны концентрации динамических явлений в массиве горных пород. Выявлен характер распределения толчков в массиве горных пород. Ключевые слова: месторождение, напряжение, блок, динамические явления.

На состояния массива горных пород на месторождениях оказывает влияние взрывные работы. После массовых взрывов в массиве горных пород происходят деформационные процессы, которые дают возможность рассматривать сдвижения и деформации как составную часть изменения НДС массива под влиянием динамического нагружения. Связь взрывной отбойки блоков и распределение зон сжатия в среде свидетельствует о возможности использования энергии взрыва для управляемого воздействия

на выделяемую сейсмическую энергию динамических явлений. При этом возникает необходимость проведения исследований по установлению влияния масштабов взрывов на процесс распределения толчков с учетом местоположения очагов взрывов, их энергии и глубины горных работ.

Горные работы ведутся в сложных горно-геологических условиях при высоком горном давлении. Только в 2011 г. в шахтном поле Таштагольского месторождения произошло 1483 динамических явления, из них 3 микроудара и

Рис. 1. Изменение энергетического класса толчков при взрывании блоков №№ 20-21

1480 толчков с энергетическим клас- зультаты динамики во времени коэффи-

сом более 6. При взрывании блоков циент (К) изменялся от 1 до 8 (рис. 1-3).

№№ 20-21, 34 и 7 на Восточном участ- Блоки № 20-21 расположены в

ке месторождения были получены ре- этаже (-210)^(-140) м на Восточном

0 30 411 № Н(1 1(8 12(1 1411 160 НЮ 200 221) 24» 2Й0 2Я0 КО 32(1 340 300 ЗИП 400 420 440 4Ы1 480

Т.ч

Рис. 2. Изменение энергетического класса толчков при взрывании блока № 34

Рис. 3. Изменение энергетического класса толчков при взрывании блока № 7

11600 - —Г

ЮЙОО 11000 11200 11400 11600 11900

Рис. 4. Распределение зон концентрации толчков с энергией 104-108 Дж при взывании блока №№ 20-21

Рис. 5. Распределение зон концентрации толчков с энергией 104-106 Дж при взывании блока № 7

Рис. 6. Распределение зон концентрации толчков с энергией 104-106 Дж при взывании блока № 34

участке месторождения. Масса ВВ составила 184,0 т. Сейсмическая энергия взрыва 2,90х108 Дж. Первый толчок после массового взрыва (МВ) по блокам № 20-21 произошел через 41 мин при этом энергетический класс (К) толчка составил 2. Максимальные значение К толчков изменялось от 3 до 8, за периоды 6-10, 15-18, 20-23, 28-35, 62-65, 125-130,150-160 ч после МВ. Установлено 15 периодов увеличения энергетического класса динамических явлений после массового взрыва до первого технологического взрыва. Снижение К происходило 15 раз, при этом К снижалось от 8 до 1, от 5 до 1, от 4 до 1 и от 3 до 1 за периоды 7-10, 15-18, 20-23, 25-35, 62-67,125-130 и 150-160 ч.

Блок № 34 расположен в этаже (-280)^(-210) м на Восточном участке месторождения. Масса ВВ составила 45,0 т. Сейсмическая энергия взрыва 1,41 х107 Дж. Первый толчок после

массового взрыва (МВ) по блоку № 34 произошел через 9 с после МВ, при этом энергетический класс (К) толчка составил 4. Максимальные значение К толчков изменялось от 1 до 6, от 1 до 5 за периоды 3-7, 270-310 ч после МВ. Установлено 17 периодов увеличения энергетического класса динамических явлений после массового взрыва до первого технологического взрыва. Снижение К происходило 18 раз, при этом К снижалось от 6 до 1, от 5 до 1, от 4 до 1, от 3 до 1 и от 2 до 1.

Блок № 7 расположен в этаже (-280)^(-210) м на Восточном участке месторождения. Масса ВВ составила 180,8 т. Сейсмическая энергия взрыва 1,16x107 Дж. Первый толчок после массового взрыва (МВ) по блоку № 7 произошел через несколько секунд после МВ, при этом энергетический класс (К) толчка составил 2. Максимальные значение К толчков изменялось от 1 до 5, за периоды 10-15,

330-350 ч после МВ. Установлено 19 периодов увеличения энергетического класса динамических явлений после массового взрыва до первого технологического взрыва. Снижение К происходило 20 раз, при этом К снижалось от 6 до 1, от 5 до 1, от 4 до 1, от 3 до 1 и от 2 до 1.

Определены зоны концентраций динамических явлений с различной сейсмической энергией от 104 до 108 Дж после массового взрыва. На основании проведенных исследований установлено, что зоны концентраций динамических явлений в основном располагаются на северном и южном флангах месторождения. Максимальная энергия толчков 106108 Дж зарегистрирована в районе ортов № 20, 7, 23.

Проведены экспериментальные исследования по установлению влияния местоположения очагов взрывов и глубины горных работ на распределение зон концентрации динамических явлений разной энергии от 104 до 108 Дж и более в шахтном поле. Рассмотрено распределение толчков на северном, южном флангах и в центральной части месторождения. Установлено, что зоны концентрации динамических явлений располагаются в разных частях шахтного поля, при этом их площади изменяются от 20 до 100 м2 и более (рис. 4-6).

Таким образом, установлено, что на распределение динамических явлений и зон их концентрации оказывает влияние местоположение очагов взрывов и их энергия.

КОРОТКО ОБ АВТОРЕ_

Колтышев Виталий Николаевич - младший научный сотрудник, Институт горного дела Сибирского отделения РАН.

UDC 622.831

INVESTIGATION INTO THE BLOCK MINING EFFECT ON THE DISTRIBUTION OF DYNAMIC PHENOMENA IN A ROCK MASS AT THE TASHTAGOL DEPOSIT

Koltyshev V.N., Junior Researcher,

Institute of Mining of Siberian Branch of Russian Academy of Sciences.

The researcher studied the distribution of the coyote blasting shocks, established the concentrated dynamic phenomena zones and the character of the blasting shock distribution in a rock mass. Key words: a deposit, stress, block, dynamic phenomena.

A