Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций
Каталог

Обратная связь

Я ищу:

Содержимое электронного каталога российских диссертаций

Диссертационная работа:

Марысюк Валерий Петрович. Методика оценки напряженного состояния краевой части рудного массива при отработке глубоких рудников Талнаха : диссертация ... кандидата технических наук : 25.00.20 / Марысюк Валерий Петрович; [Место защиты: ГОУВПО "Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет)"].- Санкт-Петербург, 2009.- 81 с.: ил.


Для получения доступа к работе, заполните представленную ниже форму:


*Имя Отчество:
*email



Содержание диссертации:

Введерше
Глава L Состояние изученности вопроса
1.1. Геолого-структурные и горнотехнические особенности Норильского промышленного района
1.2. Анализ существз^ющих методов оценки напряженности массива горных пород
1.3. Цель, задачи и методы исследований
Глава 2. Методика лабораторных и шахтных исследований
2.1. Исследование прочностных свойств краевой части рудного массива
2.2. Исследование напряженно-деформированного состояния краевой части рудного массива
Глава 3. Установление закономерностей формирования напряженодеформированного состояния краевой части рудного массива
3.1. Геологические и горнотехнические условия экспериментальных участков
3.2. Исследование деформационных и прочностных характеристик
3.3. Результаты исследований прочности краевой части рудного массива
3.4. Исследования напряженного состояния краевой части рудного массива
3.5. Особенности прочностных и деформационных характеристик
3.6. Закономерности формирования напряжено-деформированного состояния краевой части рудного массива
Глава 4. Разработка методика оценки напряженности краевой части рудного массива
4.1. Расчетная схема напряженного состояния краевой части рудного массива
4.2. Методика оценки напряженного состояния краевой части рудного массива


Введение диссертации:

Актуальность работы. В настоящее время геомеханическая обстановка на глубоких рудниках Талнаха представляется крайне ослояшенной, во-первых, вследствие увеличения глубины разработки рудных залежей до 1000 и более метров и, во-вторых, из-за формирования зон повышенного горного давления, вызванного как горно-геологическими, так и горнотехническими причинами.

Горно-геологические причины обусловлены тем, что в стрз^стурном плане Талнахский рудный узел разбит серией разрывных нарушений на техсгонические блоки, находящиеся в сложном напряженно-деформированном состоянии.

При этом в рудном массиве прослеживаются почти все уровни трещиноватости
• крупные разрывы, связанные с региональными полями тектонических напряжений; разрывы, связанные с локальными складчатыми структурами, и системы макро- и микротрещин. При этом сам рудный массив представлен прочными и высокомодульными разновидностями руд, склонными при нагружении к разрушению в динамическом режиме.

К горнотехническим причинам следует отнести особенности принятых на рудниках схем подготовки и порядок отработки шахтных полей. На этапе завершения отработки рудных залежей наибольшую сложность представляет ведение горных работ в узких длинных целиках, разделяющих шахтные поля (разделительные массивы). Отработка разделительных массивов сопроволодается формированием в рудном массиве сложного поля напряжений, представляющего собой суперпозицшо перви^шых и техногенных напряжений. Высокий уровень напряжений при достигнутых глубинах разработки вызывает динамичес1сие формы проявления горного давления в краевых частях рудного массива.

Таким образом, на глубоких рудниках Талнахского и Октябрьского месторождений сформировались особо слолшые условия ведения горных работ с повышенной вероятностью динамических форм проявления горного давления.

В связи с этим возникает необходимость проведения мероприятий по приведению массива в неударопасное состояния при постоянном и жестком контроле напряжено-деформированного состояния рудного массива при ведении горных работ в слояшых горно-геологических и горнотехнических условиях.

Исследованию напряженно-деформированного состояния массива горных пород посвящены работы ученых Г.Авершина, А.Н.Ардашева, В.В.Аршавского, А.А.Антонова, Ф.Н.Воскобоева, Н.С.Булычева, А.А.Запрягаева, В.А.Звездкина, В.П.Зубова, В.И.Иванова, А.А.Козырева, Г.Н.Кузнецова, В.К.Климко, К.В.Кошелева, А.М.Линькова, Т.И.Лазаревич, В.Н.Опарина, Н.Ю.Рассказова, М.А.Розенбаума, В. Д.Палия, В.И.Панина, И.М.Петухова, А.Г.Протосени, А.НСтаврогина, В.С.Сидорова, Д.В.Сидорова, АП.Тапсиева, Г.Л.Фисенко, АА.Филинкова, А.Н.Шабарова, Е.И.Шемякина и др. В этих работах отрамсены ва51шейшие положения механики горных пород и массивов, составляющих основу ее современного состояния.

В то же время методы экспериментальной оценки геомеханического состояния массива существенно отстают от теоретических исследований. Попрежнему ведущую роль играет весьма трудоемкая оценка напряженного состояния по дискованию керна, для получения более точных оценок используется еще более трудоемкий метод разгрузки. Поэтому основными темами работы стали анализ реакций горного массива на повышенные напряжения и разработка новых методов оперативной оценки напряженности краевой части рудного массива.

Цель работы - разработка методики оценки напряженного состояния краевой части рудного массива при отработке глубоких рудников Талнаха.

Основная идея работы - для оперативной оценки напряженного состояния краевой части рудного массива необходимо использовать вид и характеристики деформирования стенок скважины.

Задачи исследований:
1. Выявить условия формирования и особенности напряженнодеформированного состояния краевой части рудного массива, попадающей в зону влияния горных работ, и установить закономерности изменения прочностных и деформационньос харакгеристик в зависимости от расстояния от обнажения.

2. Исследовать и установить закономерности деформирования стенок скважин, пробуренных в краевой части рудного массива, находящейся вне и в зоне влияния горных работ.

3. Установить закономерности мелоду параметрами деформирования стенок скважин и напряженно-деформированным состоянием краевой части рудного массива и разработать на этой основе методику оценки ее напряженности.

Научная новизна работы:
1. Определено, что, что в зонах влияния очистных и подготовительных выработок вследствие зонального распределения концентраций напряжений прочность пород дифференцирована в функции удаления от обнажения с шагом, составляющим 0,2 - 0,5 максимального размера выработки;
2. Установлено, что увеличение радиуса скважины, пробуренной в зоне dcKe - ее исходный диаметр, стсж - фактическая прочность породы в краевой части рудного массива.

Основные защищаемые положения:
1. При отработке рудных залежей Октябрьского и Талнахского месторождений зональная дезинтеграция краевой части массива сопровождается образованием участков пород, отличающихся прочностными свойствами и уровнем напряжений, причем изменения прочности (повышение и снижение на разных
участках) в зоне влияния одиночной выработки достигают 15 %, а в зоне влияния очистных работ - 30 %;
2. Дискование керна и разрушение стенок скважины представляют собой две тесно связанные между собой формы реакции массива на действие повышенных напряжений, при этом существует значимая и надежная корреляция (R>0,95) между оценками максимальных напряжений, полученных на основе этих двух явлений;
3. С целью реализации эффективной методики оценки и прогноза параметров техногенных напряжений при развитии очистных работ следует использовать данные об изменениях радиусов скважин, пробуренных в краевую часть рудного массива в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается большим объемом лабораторных и шахтных исследований напряженности краевой части рудного массива, применением современных методов статистической обработки экспериментальных данных и анализа геомеханического состояния массива горных пород, а также положительными результатами многолетнего промышленного использования разработанной методики на рудниках «ГМК «Норильский никель».

Практическая значимость работы:
• усовершенствована конструкция прибора, позволяющая проводить каротаж скважин диаметром от 40 до 170 мм с контролируемым перемещ;ением прибора относительно продольной и вертикальной осей скважины;
• разработана конструкция наблюдательной станции для прогнозной и оперативной оценки напряженного состояния краевой части рудного массива;
• разработаны технологические параметры выемки защитного слоя и бурения разгрузочных скважин, для формирования защищенных зон при ведении горных работ на удароопасных участках рудных залежей.

Личный вклад автора заключается в постановке цели, задач и разработке методики исследований; в личном участии в организации и проведении экспериментальных работ на рудниках «Октябрьский», «Таймьфский» и «Скалистый»; в исследованиях прочности образцов руд и пород в лабораторных условиях, в анализе результатов наблюдений, выводе основных наз^ных результатов, составлении и внедрении методики оценки напряженного состояния.

Реализация работы. Созданная методика оценки напряженного состояНИЯ краевой части рудного массива используется:
• проектными организациями «Институт Норильскпроект» и «ООО Институт «Гипроникель» при разработке регламентов отработки удароопасных участков рудных залежей Октябрьского и Талнахского месторождений; — рудниками ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель» при оборудовании наблюдательных станций оперативной оценки изменений напряженного состояния рудного массива, вмещающего подготовительные, разведочные и нарезные выработки глубоких рудников Талнаха, разработке паспортов крепления горных выработок и управления горным давлением, рекомендаций по приведению краевой части рудного массива в неудароопасное состояние.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на НТС Научного центра геомеханики и проблем горного производства СПГГИ(ТУ) (Санкт-Петербург, 2008-2009 гг.), секции Ученого совета по геомеханике ВНИМИ (Санкт-Петербург, 2005-2007 гг.). Горной секции Горногеологического управления ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель» (г. Норильск, 2005-2008 гг.), Мовдународной конференции «Проблемы и перспективы развития горных наук» (Новосибирск, 2004 г.).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 7 научных трудах, из них 3 - в рекомендованных ВАК РФ изданиях.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения; содержит 112 страниц машинописного текста, 37 рисунков, список литературы из 90 наименований.

Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю д.т.н. Шабарову А.Н. и к.т.н. Звездкину В.А. за внимание и ценные советы при подготовке и написании диссертационной работы.

Реклама


2006-20011 © Каталог российских диссертаций