WWW.NET.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Интернет ресурсы
 

«Известия ТулГУ. Науки о Земле. 2013. Вып. 1 Key words: disassembly chamber, numerical simulation, plow long wall, the stressstrain state. Sdviczkova E.A., ...»

Известия ТулГУ. Науки о Земле. 2013. Вып. 1

Key words: disassembly chamber, numerical simulation, plow long wall, the stressstrain state.

Sdviczkova E.A., doctor of technical sciences, professor, the head of chair, sdvyzhkova_e@nmu.org.ua, Ukraine, Dnepropetrovsk, State High Education Organization «National

Mining University»,

Ivanov A.S., candidate of technical sciences, assistant, alex-ivanov@i.ua,

Ukraine, Dnepropetrovsk, State High Education Organization «National Mining University», Ivanov A.S., candidate of technical sciences, alex-ivanov@i.ua, Ukraine, Pavlodar, Joint-Stock Company « DTEK Pavlogradugol »

УДК 55,622

МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ НАБЛЮДЕНИЙ

ЗА ДЕФОРМАЦИЯМИ КРЕПИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

В БОГАТЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ РУДАХ КМА

С.В. Сергеев, В.В. Севрюков Рассмотрены применяемые геомеханические методы контроля состояния горных выработок.

Ключевые слова: горные выработки, водоносные горизонты, богатые железные руды, геомеханические процессы, горное давление.

Разработка месторождений глубокозалегающих богатых железных руд Белгородского железорудного района КМА требует комплексного подходка к обеспечению безопасности ведения горных работ. Одним из таких важных направлений является изучение геомеханического состояния рудного массива при ведении горных работ на глубинах более 600 м.

Гидрогеологические и горнотехнические условия месторождения отличаются исключительной сложностью, что обусловлено глубоким залеганием богатых руд (440…550 м) под мощной осадочной толщей, заключающей водоносные горизонты с напорами до 510 м (рис. 1), наличием в ее составе значительного количества (около 53 %) рыхлых и неустойчивых руд, предопределили выбор нисходящей слоевой системы разработки с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями.



В геологическом строении месторождения принимают участие два различных генетических комплекса пород: докембрийский кристаллический фундамент и перекрывающая его мощная толща залегающих горизонтально осадочных пород палеозойского и мезо-кайнозойского возраста.

Геомеханика В структурном отношении Яковлевское месторождение приурочено к западному крылу синклинали. Падение пород, слагающих месторождение, северо-восточное, моноклинальное, угол падения пород 60…70°, простирание северо-западное при азимуте 320°.

Докембрийские кристаллические породы представлены плагиогранитами архея (AR) и метаморфическими породами протерозоя (PR), которые подразделяются на нижнюю (песчано-сланцевую) свиту (K1), свиту железистых кварцитов (К2) и верхнюю (сланцевую) свиту (К3).

Богатые железные руды залегают среди железистых кварцитов и являются корой выветривания последних. Они образуют непрерывные плащеобразные залежи, ширина которых колеблетсяот 200 до 600 метров.

Вертикальная мощность их изменяется от 20 до 50 метров, в лежачем боку до 350…400 метров и более.

Рудная залежь имеет изменчивую форму. Следствием проявления в рудной залежи процессов карбонатизации является развитие плотных, крепких руд, приуроченных к верхней части. Зона рыхлых руд распространена, главным образом, в наиболее мощных участках оруденения средней части месторождения. Основными рудными минералами месторождения являются мартит, железная слюда, гематит, гидрогематит и сидерит; нерудными – кварц, хлорит, кальцит.

Рис. 1. Схематический геолого-гидрогеологический разрез

–  –  –

Висячий бок месторождения слагают филлитовидные кварцсерицитовые, хлорито-серицитовые сланцы, лежачий бок - отложения песчаниково-сланцевой свиты. Верхняя часть сланцев выветрена до глиноподобной щебенистой массы.

На поверхности сложнодислоцированных пород докембрия залегает толща осадочных отложений песчано-глинистого и карбонатного составов общей мощностью от 460 до 630 м, составляя в среднем 550 м.

Богатые железные руды являются продуктом выщелачивания железистых кварцитов. Поэтому массив богатых железных руд в остаточном состоянии сохраняет текстуру и структуру исходного массива железистых кварцитов. Вследствие этого вполне логично, что природное напряженное состояние массива богатых железных руд сохраняет и основные закономерности напряженного состояния «родительского» массива железистых кварцитов. А именно: в рудно-кристаллическом массиве наряду с гравитационными (вертикальными) присутствуют горизонтальные тектонические напряжения, действующие по простираниям икроскладчатостижелезистых кварцитов.

Целью исследований является изучение зависимости изменения параметров напряженно-деформированного состояния во вмещающем массиве и характерных точках контура выработок по мере их проходки.

На устойчивость подземных горных выработок влияет несколько определяющих факторов, таких как, горно-геологические и горнотехнические условия, режимы ведения и параметры горных работ, а также постоянное развитие горных работ и непрерывное перемещение их фронта в пространстве. В связи с чем изучение геомеханических процессов без привлечения методов натурных наблюдений и измерений невозможно [3]. Несмотря на трудоемкость и организационную сложность натурных измерений, эти методы позволяют точно и однозначно выявить основные определяющие факторы изучаемых геомеханических процессов, их механизмы, правильно поставить задачи для аналитических исследований и моделирования.

Наиболее распространенным видом контроля состояния выработки является фиксация смещений вмещающих выработку пород, по степени прироста которых судят о напряженно-деформированном состоянии массива. Одним из таких примеров является способ исследования проявлений горного давления на угольных и сланцевых шахтах [4], включающий установку контурной замерной станции, состоящей из замерных пунктов, установленных с расстоянием 3…5 м. При этом в замерных пунктах в кровлю, почву и борта выработки устанавливают реперы, представляющие собой штырь диаметром 12…16 мм, длинной 0,5…0,7 м на глубину 0,3…0,5 м, после чего между реперами установленными в бока выработки, натягивается нить, а к реперу установленному в кровле выработки подвешивается отвес и контроль за состоянием горной выработки ведут путем измерения Геомеханика расстояний по отвесу от кровли до нити, от почвы до нити, а также путем измерения расстояний по нити от реперов установленных в боках выработки до отвеса, по разнице прироста смещений каждого из замеров судят о возрастании напряжений приконтурного массива пород выработки (рис. 2).

В современных условиях ведения горных работ весь контур выработки подвержен смещениям от действия горного давления. Однако проанализировав факторы, влияющие на эти смещения, можно определить участки контура выработки которые наименее смещаются, именно на этих участках контура выработки необходимо устанавливать металлические штыри.

Реализация этого способа затруднена или невозможна при загромождении выработки горнотранспортным и вспомогательным оборудованием.

Контроль состояния горной выработки в богатых железных рудах Контроль состояния горной выработки в богатых железных рудах включал установку контурной замерной станции в местах контакта массив-крепь. В бортах выработки на рамной крепи устанавливались реперы на 1,5 м высоте, представляющие собой обычные метки, нанесенные на крепь мелом или краской. В середине верхняка рамной крепи аналогично наносилась метка. Измерения смещений проводились с помощью цифрового лазерного дальномера BOSCHDLE 50 с точностью измерения ±1,5 мм. К одному из реперов в борту приставлялся дальномер с последующим наведением лазерного луча на противоположный репер и замером расстояния до него (рис. 3). По разности прироста смещений можно судить об изменении напряженно-деформированного состояния контура выработки.

<

–  –  –

Измерения были проведены в очистной выработке в период с сентября по октябрь 2012 г. на участке длиной 217 м (таблица).

За период наблюдений фиксировались горизонтальные и вертикальные деформации элементов арочной крепи (рис. 4). Деформации крепи вызваны большей частью тектоническими напряжениями и в меньшей степени продвижением забоя очистной заходки. При этом деформации зависят отминералогического типа богатых железных руд и коэффициента крепости по проф. Протодьяконову.

Применяемый метод способа контроля состояния горной выработки обеспечивает снижение времени, затрачиваемого на измерения по сравнению с известной методикой, значительно повышает информативность контроля состояния горных выработок, применим при загроможднности рабочего пространства выработки.





–  –  –

На основе полученных данных можно оценить напряженное состояние конструкций (найти усилия в рамах) при условии, что крепь работает в жестком режиме.

–  –  –

1. Комиссаров С.Н. Управление массивом горных пород вокруг очистных выработок. М., 1983. 237 с.

2.Турчанинов Н.А., Иофис М.А., Каспарьян Э.В. Основы механики горных пород. Л.: Недра, 1989. 488 с.

–  –  –

3. Методические указания по исследованию горного давления на угольных и сланцевых шахтах/ ВНИМИ. Л., 1973. 102 с.

Сергеев С.В., д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, sergeev@bsu.edu.ru, Россия, Белгород, Национальный исследовательский университет «Белгородский государственный университет», Севрюков В.В., асп., sevrvasilij@yandex.ru, Россия, Белгород, Национальный исследовательский университет «Белгородский государственный университет»

–  –  –

Applicable geomechanical controlling methods of mining workings were considered.

Key words: mining workings, water-bearing horizons, rich iron ores, geomechanical processes, underground pressure.

Sergeyev S.V., doctor of technical sciences, professor, the head of chair, sergeev@bsu.edu.ru, Russia, Belgorod, National Research University «Belgorod State University»,

Похожие работы:

«Построение интегрального индикатора в ранговых шкалах с использованием копул 411 Построение интегрального индикатора в ранговых шкалах с использованием копул для анализа совместного распределения критериев Кузнецов М. П. mikhail.kuznecov@phystech.edu Московский ф...»

«УДК 67 РОЛЬ МАШИНОСТРОЕНИЯ В СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОМ РАЗВИТИИ ТЕРРИТОРИЙ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ Быстрова М.В., Осипкина М.В. научный руководитель доц. Лихачева Т.П. Институт управле...»

«Группа дошкольного воспитания при МОБУ Верхнеуринская сош Образовательная программа "Детство" на 2014-2017 учебный год Составители: Белокреницкая А.А. завуч по учебной работе. Дикая В.С. – воспитатель. Кондратьева Н.А. – воспитатель. Тарасенко О.Н. – психолог. Фомина Т.А. – логопед. с. Верхняя Уря Утверждаю: Д...»

«ВВЕДЕНИЕ Современное мировое развитие характеризуется це лым рядом закономерностей, связанных с превраще нием науки и инноваций в важнейший фактор со циально экономического прогресса и становлением модели новой экономики, основанной...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра физики, электротехники и автоматики Лабораторные работы 1–3 ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗО...»

«Стоянов Дмитрий Драганович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ ОБНАРУЖЕНИЯ СИГНАЛОВ В КОГНИТИВНЫХ РАДИОСЕТЯХ Специальность: 05.12.04 Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения ДИССЕРТАЦИЯ на соискание учёной сте...»

«Федеральное агентство по образованию Сыктывкарский лесной институт – филиал государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия имени С. М. Кирова" Кафедра ав...»








 
2017 www.ne.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.