Оценка трещиноватости массива горных пород по данным геофизических исследований скважин для повышения достоверности расчета параметров крутого нерабочего борта

НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ, 2011, №4

РАБОТЫ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ

В разделе представлены материалы XII Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов в г. Нерюнгри в июле 2011 г.

Согласно Перечню ВАК по рецензируемым направлениям журнала, статьи И.В. Моргунова, П.Ю. Кузнецова относятся к направлению «Науки о Земле», А.К. Протопоповой - «Педагогика», Ю.Е. Зубик, Н.В. Зайцевой - «Биологические науки».

Оценка трещиноватости массива горных пород по данным геофизических исследований скважин для повышения достоверности расчета параметров крутого нерабочего борта

И.В. Моргунов, П.Ю. Кузнецов

Разработан подход к решению проблемы достоверной оценки трещиноватости массива горных пород по данным геофизических исследований скважин при проектировании конструкции крутого нерабочего борта (КНБ) и корректировании его во времени. Даны рекомендации оптимального местоположения контрольно-наблюдательных скважин на крутом нерабочем борту. Проанализирован вектор, используемый в модели, которая построена на основе математического аппарата Марковской нелинейной статистики, для прогноза оценки трещиноватости массива горных пород.

Ключевые слова: временно нерабочий борт, крутой нерабочий борт, интенсивность трещиноватости, геолого-геофизические методы.

The approach to the solution of the problem of reliable estimation of the rock fissuring is elaborated on the basis of geophysical research of wells while projecting the structure of the steep non-mining flank and correcting it in the process of conservation. The recommendations for the optimal location of check and supervisory wells on the steep non-mining flank are given. The vector used in the model is analyzed. The model is based on the mathematical apparatus of Markovian nonlinear statistics and used for prediction of the estimation of the rock massif fissuring.

Key words: temporarily non-mining flank, steep non-mining flank, rate of fissuring, geological and geophysical methods.

Нерюнгринское каменноугольное месторождение, отрабатываемое в настоящее время разрезом «Нерюнгринский», представляет собой среднюю по размерам замкнутую мульдообразную залежь угля, разработка которой ведется одним карьером и прослеживается в направлении с северо-запада на юго-восток на расстоянии 6,4 км при максимальной ширине 3,9 км.

Исходя из ранее проведенного анализа различных систем разработки мульдообразных залежей [1] наиболее приемлемой для Нерюнгринского

МОРГУНОВ Илья Владимирович - аспирант ТИ(ф) СВФУ в г. Нерюнгри, morgunov_ilya@list.ru; КУЗНЕЦОВ Павел Юрьевич - к.т.н., доцент ТИ (ф) СВФУ в г Нерюнгри.

угольного месторождения является технология ведения горных работ с временным крутым бортом карьера (рисунок).

Данная технология позволяет провести безопасную доработку запасов угля Нерюнгринского месторождения за счет подвигания горных работ по падению пласта и обеспечивает более равномерный режим горных работ в результате временной консервации части объемов вскрышных пород в зоне формирования крутого борта.

Углевмещающий массив горных пород, слагающий КНБ, в основном представлен разнозернис-тыми песчаниками и алевролитами (таблица), прочностные свойства которых в пределах месторождения сильно варьируют. При этом весь

МОРГУНОВ, КУЗНЕЦОВ

ная трещиноватость массива горных пород определяется геологической характеристикой массива горных пород и дополняется искусственной, зависящей от методов ведения горных работ. Для условий Нерюнгринского месторождения трещиноватость образуется в основном в результате воздействия многократного взрыва на массив [2], что объясняет значительное различие в количественных показателях интенсивности трещиноватости на отдельных участках месторождения полезного ископаемого.

Таким образом, оценка трещиноватости массива горных пород по данным геофизических исследований скважин приобретает особое значение при прогнозе параметров КНБ во времени, в условиях постоянного ведения взрывных работ. На сегодняшний день наиболее объективные сведения о физико-механических свойствах пород массива можно получить при изучении их в естественном залегании. Существует целый ряд методов изучения физико-механических свойств горных пород в их естественном залегании. С нашей точки зрения, наиболее технологичными, информативными эффективными методами, ориентированными на изучение горнотехнических условий эксплуатации угольных месторождений, являются геолого-геофизические методики определения физико-механических свойств пород с использованием данных геофизических исследований скважин (ГИС).

Согласно такому подходу, основные характеристики крутого нерабочего борта рассчитываются с привлечением данных ГИС по всему месторождению, с акцентом на участках места заложения крутого временного нерабочего

Классификация вскрышных пород Нерюнгринского месторождения по степени трещиноватости

и блочности массива горных пород

Порода Удельная трещиноватость Содержание отдельностей в массиве, % Предел прочности на одноосное сжатие, Мпа Категория грещино-ватости Степень трещиноватости (блочности) массива

+300 мм +700 мм + 1000 мм

Кварцевый песчаник, мелкозернистый 0,85 100 100 68 124 IV Малотрещиноватые

Кварцевый песчаник, авлеролитовый 0,80 100 100 76 86 IV То же

Кварцево-карбонатный песчаник, мелкозернистый 1,00 100 82 50 75 III-IV

Карбонатный песчаник мелко- и среднезернистый 0,87 100 98 65 69 IV

Кварцево-глинистый песчаник, алевритовый 1,43 93 50 10 68 III Среднетрещиноватый

Кварцево-глинистый песчаник, мелко- и среднезернистый 1,8 78 35 4 62 II-III Сильнотрещиноватый

Алевролит слоистый 1,9 74 32 - 74 II-III То же

Алевролит слоистый 2,8 56 15 - 71 11 "

Алевролит слоистый 5-10 29-40 - - 69 I Чрезвычайно трещиноватый

Расположение крутого нерабочего борта

массив горных пород характеризуется интенсивной трещиноватостью, которая обычно увеличивается в тонкослоистых породах, вызывая дополнительное ослабление.

В практике горного дела различают естественную и искусственную трещиноватость. Естествен-

100

НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ, 2011, №№4

ФОНМИРОВАНИЕПСПОЖИТЕЛЬНОГООТНСШЕНИЯМЛАДШИХШКОПЬНИКСВКПРИРОДЭСХХРАННОЙДЕЯТЕЛЬНОСТИ

борта, что позволяет изучать массив горных пород в его естественном состоянии по траектории заложения крутого нерабочего борта. При этом стоит отметить, что аналогичный подход позволил ряду авторов разработать модель оценки интенсивности трещиноватости массива горных пород для условий Южно-Якутского угольного бассейна на основе данных геофизических исследований скважин [3], которая при определенных условиях может быть адаптирована и для Нерюнг-ринского угольного месторождения, что позволит более достоверно производить оценку параметров КНБ. В качестве основных прогнозирующих факторов в этой модели были использованы: стратиграфическая и современная глубина залегания слоев горных пород, процент выхода керна, полученного по скважине, относительный параметр рассеянного гамма-излучения, приведенный к глубине и нормированный на номинальный диаметр скважины [4, 5].

Основываясь на приведенном выше, можно рекомендовать данный подход при проектировании и корректировании конструкции крутого временно нерабочего борта во времени, а также для наблюдения изменения интенсивности трещиноватости массива горных пород в зоне крутого временно нерабочего борта с учетом ведения взрывных

работ посредством создания сети контрольно-наблюдательных скважин.

Литература

1. Моргунов И. В., Синяков А. А. Обоснование параметров крутого борта // Материалы Х межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов (апрель 2009 г.) - Нерюнг-ри: изд. ТИ (ф) ГОУ ВПО ЯГУ 2009. - 3 с.

2. Алексеев Г. Ф., Гриб Н. Н., Самохин Д. А. Управление комплексом буровзрывных работ в сложных горногеологических условиях Южно-Якутского бассейна. -Якутск, 2003. - 188 с.

3. Скоморошко Ю. Н. Оценка устойчивости горных пород в бортах карьеров по результатам геофизических исследований скважин (на примере Эльгинского каменноугольного месторождения): автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Хабаровск, 2001. - 24 с.

4. Гречухин В. В. Методические указания по геолого-геофизической методике изучения физических свойств пород угольных месторождения / В.В. Гречухин, Б.И. Воевода, А.А. Климов. - М.: Нефтегеофизика, 1989. -102 с.

5. Логинов М. И. Разработка и внедрение геолого-геофизических методик на Эльгинском каменоугольном месторождении / М.И. Логинов, Н.Н. Гриб, В.Г. Шаф-ранский // Геофизические исследования в Якутии. -Якутск, 1992. - С. 92-100.

УДК 37.033

Формирование положительного отношения младших школьников к природоохранной деятельности посредством кружка «Харысхал»

А. К. Протопопова

Острота современных экологических проблем выдвинула перед педагогической теорией и практикой задачу воспитания молодого поколения в духе бережного отношения к природе, способного решать вопросы рационального природопользования, защиты и возобновления природных богатств. Чтобы эти требования превратились в норму поведения каждого человека, необходимо с ранних лет целенаправленно воспитывать чувство ответственности за состояние окружающей среды. Именно в это время приобретенные знания могут в дальнейшем преобразоваться в прочные убеждения.

Ключевые слова: охрана природы, природоохранная деятельность, положительное отношение к природе.

The acuteness of the present ecological problems put before the pedagogical theory and practice a mission of upbringing of young generation in a spirit of careful attitude to the nature which can solve the issues of environmental management, protection and renewal of the natural resources. In order to change from the aspirations into norms of behavior of every people it is necessary to cultivate the feeling of responsibility for the state of the environment from childhood. Just in this time acquired knowledge can transform to the sound persuasion in future.

Key words: environment protection, environment protection activity, positive attitude to the nature.

ПРОТОПОПОВА Анисия Кирилловна - студентка V курса ТИ(ф) СВФУ в г. Нерюнгри, asikko87@mail.ru .