Исследование устойчивости кровли при слоевой выемке калийного пласта

Поляков, Андрей Леонидович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Исследование устойчивости кровли при слоевой выемке калийного пласта
ВАК РФ 25.00.16, Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр

Автореферат диссертации по теме "Исследование устойчивости кровли при слоевой выемке калийного пласта"

На правах рукописи

УДК 622.831.31

ПОЛЯКОВ Андрей Леонидович

ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ КРОВЛИ ПРИ СЛОЕВОЙ ВЫЕМКЕ КАЛИЙНОГО ПЛАСТА (НА ПРИМЕРЕ ТРЕТЬЕГО ПЛАСТА СТАРОБИНСКОГО МЕСТОРОВДЕНИЯ)

Специальность 25.00.16 - Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр (технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой пени кандидата технических наук

Москва-2004

Работа выполнена в ЗАО «Солигорский Институт проблем ресурсосбережения с Опытным

производством».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Виктор Яковлевич Прушак

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Геннадий Алексеевич Катков

кандидат технических наук Владимир Георгиевич Столчнев

Ведущая организация: Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук

Защита состоится « 24 » марта 2004 г. в « 13 » час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.137.03 в Московском государственном открытом университете по адресу: 107996, Москва, -ул. Павла Корчагина, 22, ауд. 408.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного открытого университета

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета,

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Более чем 20-летний опыт слоевой выемки продуктивных сильвинитовых слоев Третьего пласта Старобинского месторождения калийных солей длинными очистными забоями показал высокую эффективность такой технологии. Однако с течением времени, в связи с переходом на большие (700 м и более) глубины разработки периодически стали проявляться интенсивные смещения кровли Третьего пласта во время очистной выемки нижних продуктивных слоев, которые приводили к серьезным аварийным ситуациям, выражающимся в посадках «нажестко» от 10 до 70% забойной гидравлической крепи и выводу из строя забойного оборудования. Сами упомянутые явления, а также мероприятия, направленные на ликвидацию последствий от них, всегда сопряжены с повышенной опасностью для работающих в очистных забоях людей. Интенсивные воздействия со стороны кровли Третьего калийного пласта на забои лав нижнего слоя имели место на всех рудниках Старобинского месторождения и, не смотря на ряд разработанных мероприятий, их частота и интенсивность год от года не снижались.

Исследованиями ученых отраслевых институтов (БФ ВНИИГ, БЕЛГОРХИМПРОМ), занимающихся разрешением проблем добычи и переработки калийной руды, было установлено, что к основным причинам динамических проявлений горного давления относятся, во-первых принятая технология слоевой выемки калийных пластов на больших глубинах, а также наличие оставляемых по контуру очистных столбов охранных целиков большой ширины (60 м и более). Эти целики имеют достаточно высокую несущую способность и являются концентраторами повышенных напряжений в подработанной лавами верхнего слоя толще пород.

Изучением поведения кровли при разработке месторождений каменного угля, вопросами управления состоянием подрабатываемой толщи пород, и взаимодействия забойных механизированных крепей с боковыми породами в разное время занимались ведущие ученые Ардашев К. А., Баранов СП, Бич Я.А., Борисов А.А., Бурчаков Ю.И., Глушихин Ф.П., Докукин А.В., Журило А.А., Катков ГА, Коровкин Ю.А., Кузнецов Г.Н., Кузнецов Ю.Н., Овчинников В.Ф., Орлов А.А., Пермяков Р.С., Проскуряков Н.М., Садыков Н.М., Сетков В.Ю., Смирнов Л.А., Черняк И.Л., Шаламберидзе Ф.Ф., Шик В.М., Ялышев Э.И. и многие другие. Учитывая различия в геологическом строении и физико-механических свойствах пород, слагающих калийные и угольные месторождения, богатый опыт разработки угльных месторождений нельзя было использовать без соответствующей корректировки при разработке пластовых месторождений калийных солей - поэтому решению проблемы установления рациональных параметров механизированных крепей и управлению сложноструктурными трудноуправляемыми кровлями в условиях Старобинского месторождения были посвящены работы Петровского Б.И., Губанова В.А, Полежаева В.П-__Сгаровойтова Ю.В.,

Старовойтова В.С., Тухто А.А. и др.

РОС., НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С.П<

ОЭ ПО

Несмотря на пристальное внимание ученых и производственников к проблеме динамических проявлений горного давления в лавах нижнего слоя, условия при которых они возникают и механизм их формирования оставались недостаточно изученными. В связи с вышеизложенным, тема диссертационной работы, направленная на изучение условий и механизма формирования динамических проявлений горного давления при слоевой выемке калийных пластов на больших глубинах, на разработку технологических способов снижения интенсивности динамических проявлений со стороны кровли пласта, в частности отработку охранных целиков, и в целом на повышение безопасности труда - является актуальной.

Цель работы заключается в повышении эффективности слоевой выемки калийных пластов, обеспечении безопасности труда подземных рабочих и безаварийной работы очистных механизированных комплексов.

Идеяработы заключается в использовании данных о механизме деформирования и обрушения пород кровли при слоевой выемке калийного пласта для разработки технологических способов управления подобного рода геомеханическими процессами.

Задачи исследований:

• изучение прочностных свойств, геологического строения и состава пород, слагающих кровлю калийного пласта;

• разработка методики оценки кровли пласта на обрушаемость;

• установление параметров распределения опорного давления и изменения его характера во времени после отработки верхнего слоя очистного столба;

• установление особенностей обрушения пород кровли после очистной выемки верхнего слоя Третьего калийного пласта;

• разработка предложений по снижению динамических проявлений горного давления.

Методы исследований включают в себя аналитические исследования данных литературных и патентных источников, лабораторные исследования физико-механических свойств слагающих кровлю Третьего пласта пород; натурные эксперименты по определению радиуса зоны трещинообразова-ния в соляных породах от взрывов скважинных зарядов; шахтные визуальные и инструментальные наблюдения за относительными смещениями контура подготовительных выработок в лавах нижнего слоя на разных участках выемочного столба; исследования характера взаимодействия забойной гидромеханизированной крепи с боковыми породами, а также статистическую обработку результатов наблюдений, анализ данных натурных наблюдений, их сопоставление с данными ранее проведенных исследований.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Влияние закономерностей изменения геологического строения и состава пород кровли Третьего пласта на степень ее обрушаемости.

2. Разработанная классификация пород непосредственной и основной кровли на обрушаемость, основанная на поинтервальной оценке состава и строения кровли калийного пласта.

3. Метод определения геометрических параметров зон опорного давления и характер их изменения во времени после отработки верхнего слоя калийного пласта.

4. Особенности деформирования и обрушения пород кровли после выемки верхнего слоя Третьего пласта.

5. Технологические способы управления состоянием подработанного породного массива, заключающиеся в разгрузке напряженного состояния кровли при помощи буровзрывных работ (БВР) и определении условий извлечения охранных целиков.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, обоснована: большим объемом шахтных исследований и опытно-промышленных экспериментов; использованием современных измерительных средств и аппаратуры для исследования проявлений горного давления; сходимостью результатов натурных исследований с экспериментально-аналитическими методами расчета исследуемых величин, отклонение которых не превышает 10 %; использованием методов математической статистики для обработки результатов наблюдений, выполненных за последние 10 лет. Правильность сделанных выводов подтверждают положительные результаты опытно-промышленных испытаний разработанных способов управления состоянием подработанной кровли при слоевой выемке пласта в условиях действующих рудников РУП «ПО «Бе-ларуськалий».

Научная новизна:

• установлена связь между изменением состава и строения кровли пласта и ее обрушаемостью;

• разработана классификация кровли по обрушаемости в зависимости от ее состава и строения;

• изучен характер относительных смещений контура подготовительных выработок нижнего слоя на участке их перехода от целика (массива) к надработанному верхним слоем пространству и установлено влияние времени после надработки на протяженность участков этих выработок с пониженными смещениями.

Практическая ценность. В результате проведенных исследований были разработаны варианты снижения динамических проявлений за счет перераспределения напряженно-деформированного состояния подработанной кровли при помощи БВР и увеличения податливости охранных целиков. Так в настоящее время испытан в шахтных условиях и внедрен в производство способ разгрузки кровли пласта при помощи БВР. Завершены опытно-промышленные испытания способа увеличения податливости охранных целиков, получен экономический эффект за счет их частичного извлечения. Практика показывает, что применение этих способов обеспечивает безопасную и безаварийную работу забойного оборудования в условиях

динамического нагружения забойной гидромеханизированной крепи лав нижнего слоя.

Реализация работы. Результаты диссертационной работы использованы при разработке «Временной инструкции о порядке проведения опытных работ по разупрочнению основной кровли при разработке Второго и Третьего калийных пластов слоевыми лавами на Старобинском месторождении» (1999 г.), «Рекомендаций по разупрочнению пород основной кровли при слоевой выемке Второго и Третьего калийных пластов» (2001 г.), «Рекомендаций по технологии бурения машиной UBW 40/2000-ЕН» (2002 г.), «Рекомендаций по параметрам создания зон «смягчения» при слоевой выемке Третьего калийного пласта» (2002-2003г.г.), «Инструкции о порядке ведения работ по разупрочнению непосредственной и основной кровли при разработке Второго и Третьего калийных пластов слоевыми лавами на Ста-робинском месторождении» (2003 г.). Научные и практические результаты работы используются при составлении проектной документации для ведения горных работ на рудниках РУП «ПО «Беларуськалий».

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 15 работ, в том числе 13 статей в научно-технических журналах. Подана одна заявка на предполагаемое изобретение. Общий объем опубликованных материалов - 57 страниц.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались, обсуждались и получили одобрение: на Семинаре-совещании по обмену опытом надзора за безопасным ведением горных работ и комплексного использования полезных ископаемых на Старобинском месторождении калийных солей (Солигорск, 1997); на 5-й Международной научно-технической конференции «Энерго- и материалосберегающие экологически чистые технологии» (Гродно, 2002); на научно-учебной конференции «Современные гидромеханизированные крепи с большим сопротивлением» (Устронь, 2003); на Международной научно-технической конференции «Материалы, технологии и оборудование для упрочнения и восстановления деталей машин» (Новополоцк, 2003). Промежуточные этапы исследований по мере их завершения докладывались, обсуждались на научно-технических советах в РУП «ПО «Беларуськалий», ЗАО «Солигорский Институт проблем ресурсосбережения с Опытным производством», научных секциях ОАО «БЕЛГОРХИМПРОМ».

Считаю своим долгом выразить благодарность научному консультанту и коллеге по работе кандидату технических наук Губанову В.А., за его внимание, методическую помощь, ценные советы и замечания при проведении научных исследований, а также написании диссертации.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Состояние изученности вопроса и постановка задач исследования. В результате анализа отечественного и зарубежного опыта в области слоевой выемки пологозалегающих пластовых месторождений каменного угля

длинными очистными забоями были определены условия применения слоевой выемки. Особое внимание при рассмотрении данного вопроса было уделено изучению устойчивости кровли пласта и ее взаимодействия с забойной крепью. При этом установлено, что резкие смещения кровли на угольных месторождениях по основным параметрам, характеризующим удар, относят к динамическим проявлениям горного давления. Эти проявления связанны в основном с первичными и вторичными (периодическими) смещениями основной либо непосредственной кровли, представленной устойчивыми или труднообрушаемыми породами и имеют распространение почти во всех угольных бассейнах, в самых разных горно-геологических и горнотехнических условиях. В связи с этим разработка классификации пород кровли по устойчивости и обрушаемости имеет большое значение при выборе забойной гидромеханизированной крепи, а также при установлении необходимости в проведении дополнительных мероприятий, направленных на снижение интенсивности динамических проявлений.

Нами были проанализированы наиболее характерные для угольных месторождений варианты деформирования кровли, расчетные схемы и способы расчетов взаимодействия кровли с крепью очистного забоя. К ним относятся наиболее распространенный классический (ньютоновский), а также способ расчета направления распространения сейсмической волны, возникающей при разрушении консоли основной кровли, в зависимости от акустической прозрачности контактов между слоями пород кровли, угольного пласта и почвы. Вместе с тем изучены способы борьбы с динамическими проявлениями кровли на угольных месторождениях и произведена их систематизация по следующим группам:

- увеличение несущей способности крепи до 0,7-1,5 МГТа;

- гидрообработка (гидромикроторпедирование) пород кровли пласта, передовое торпедирование;

- химическое разупрочнение кровли.

Научными исследованиями, проводимыми на разных стадиях вскрытия и разработки Старобинского месторождения калийных солей, были установлены особенности его географического положения, строения и условий залегания калийных пластов. На основе этих данных шло совершенствование технологии подземной добычи калийной руды. Так в конце 70-х годов прошлого века была обоснована возможность применения на месторождении столбовой системы разработки с управлением кровлей полным обрушением, а с начала 80-х годов повсеместно применяется такая система разработки, причем разработаны различные варианты типовых технологических схем слоевой выемки сложноструктурных калийных пластов двух-слоевыми лавами в нисходящем порядке. Опыт отработки Третьего пласта двухслоевыми лавами показал, что наряду с достижением высоких технико-экономических показателей, эта технология обладает существенным недостатком - интенсивные обрушения кровли в нижних лавах, эти обрушения носят динамический характер и сходны с динамическими проявлениями горного давления в угольных лавах. В результате учета всех случаев дина-

мических проявлений горного давления при разработке Старобинского месторождения были локализованы участки по длине очистных столбов, где динамические проявления происходят наиболее часто. К моменту начала исследований были разработаны и применены различные организационно-технические мероприятия, направленные на снижение интенсивных проявлений горного давления, которые к моменту начала исследований не дали желаемого эффекта.

Для решения данной проблемы был подробно изучен и широко использован опыт разработки угольных месторождений. Однако, в этой связи следовало учитывать тот факт, что при описании закономерностей динамического взаимодействия пород основной кровли угольного пласта с очистным забоем прочность пласта принимается ниже прочности вмещающих пород, а сами породы пласта являются изотропными, однородными, линей-ноупругими средами. В отличии от угольных месторождений - Старобин-ское месторождение калийных солей отличается сложным геологическим строением, несущая способность пород калийного пласта, в основном, выше несущей способности вмещающих пород, отжима в породах пласта калийной соли на месторождении не наблюдается, глинисто-соляные породы как самого пласта, так и его кровли обладают свойствами пластичности (ползучести). Например кровля Третьего пласта Старобинского месторождения представлена частым чередованием породных слоев различной мощности (калийная и каменная соль, глина, карналлит), при этом каждый из них обладает отличным от других физико-механическими свойствами, что придает массиву анизотропные свойства. Вследствие этого, перенос известных методик и расчетных схем взаимодействия системы боковые породы-крепь для условий Старобинского месторождения был возможен лишь при их соответствующей корректировке и, в большей степени, выполнении комплекса шахтных исследований и экспериментов.

С учетом изложенного поставлена цель и сформулированы задачи исследований:

Цель: Повышение эффективности слоевой выемки калийных пластов и обеспечение безопасности труда подземных рабочих и безаварийной работы очистных механизированных комплексов.

Задачи исследований:

• разработка методики оценки кровли пласта на обрушаемость;

• разработка предложений по снижению динамических проявлений горного давления.

Методика натурных и лабораторных исследований. Предметом изучения явились — особенности деформирования и смещения кровли калийного пласта, а также динамические проявления горного давления, в процессе слоевой выемки сильвинитовых слоев в нисходящем порядке с отставанием во времени и пространстве нижнего слоя от верхнего.

Сложность геологического строения Третьего пласта, невыдержанность его петрографических зон по мощности и составу, а также частое чередование породных слоев, затрудняет проведение теоретических исследований и моделирование происходящих геомеханических процессов в лабораторных условиях. Поэтому основными методами исследований приняты натурные и лабораторные эксперименты, как дополнение к ним - изучение и анализ архивных материалов и документов по заданному вопросу. Учитывая отсутствие, в настоящее время, реальной технической возможности по детальному изучению состояния налегающей толщи обрушенных пород было применено максимально возможное число методов исследования проявлений горного давления.

Аналитические исследования архивных материалов касались участковых планов горных работ, выполненных в масштабе 1:2000, которые обладают большой информативностью и геологических колонок в масштабе 1:1, построенных по керну, отобранному из скважин эксплуатационной разведки кровли Третьего пласта.

В лабораторных условиях испытывались прочностные свойства пород кровли, оценка которых проводилась на основании испытаний образцов керна диаметром 50 мм на одноосное сжатие, для испытаний был использован гидравлический пресс ПММ-125, методика испытаний соответствовала ГОСТу 211532-84.

В натурных условиях проводилось изучение зон трещинообразования и дробления вокруг скважины после взрыва. Изучение характера нагруже-ния забойной крепи проводилось по измерению ее сопротивления с помощью самопишущих манометров М-72. Характер распределения опорного давления на бортовые охранные целики и почву пласта после выемки верхнего слоя Третьего пласта, а также протяженность зоны опорного давления оценивались по величине относительных смещений кровли-почвы в подготовительных и специальных выработках нижнего слоя, которые измерялась с помощью пар реперов, устанавливаемых в кровле и почве горных выработок и стойки СУИ-3. Помимо инструментальных замеров, оценивался характер распределения давления вдоль забоя лавы по штатным манометрам на секциях крепи, а также выполнялись визуальные наблюдения за характером обрушения непосредственной кровли в отработанном пространстве и состоянием контура подготовительных выработок. По данным наблюдений составлялись подробные эскизы, применялось фотографирование.

При обработке диаграмм самопишущих манометров в каждом цикле очистной выемки определялась величина начального распора, конечного сопротивления стоек, время цикла и скорость нарастания сопротивления, которая вычислялась по формуле:

где Д„а». и Л«,» — начальный распор и конечное сопротивление крепи, кН; А1 - продолжительность очистного цикла (время от начала цикла до выхода крепи на рабочее сопротивление), мин.

Данные инструментальных замеров обрабатывались с применением методов математической статистики на ЭВМ.

Исследования устойчивости и обрушаемости кровли Третьего калийного пласта. В ходе исследований геологического строения кровли Третьего пласта и ее прочностных свойств, проведенных в 1999-2002 годах были определены отсутствующие понятия непосредственной и основной кровли Третьего пласта, установлена существенная изменчивость в ее строении по площади месторождения и определено местоположение относительно пласта.

Впервые на месторождении оценка прочности пород, слагающих кровлю, была произведена по керну, отобранному из скважин эксплуатационной разведки на высоту десятикратной вынимаемой мощности (до 20 м). При этом были выбурены и испытаны на одноосное сжатие образцы керна из 13-и скважин. На основе полученных данных были выделены наиболее мощные и прочные слои, которые относились к основной кровле. Эти данные были использованы при проведении опытно-промышленных испытаний технологии разупрочнения кровли пласта. Результаты испытаний технологии, в свою очередь показали, что такой порядок оценки кровли на об-рушаемость является достаточно простым, очень точным и надежным при практическом использовании, но труднореализуемым в производственных условиях. Поэтому на следующем этапе исследований был проведен анализ геологического строения кровли Третьего пласта по архивным материалам и выявлены закономерности в изменении процентного содержания слабых пород при подсчете на интервалах 0-5 м, 5-10 м непосредственной и 10-15 м, 15-20 м основной кровли относительно кровли IV сильвинитового слоя. Процентное содержание слабых прослойков на заданных интервалах определялось исходя из следующего выражения:

где - суммарная мощность прочных прослойков, м. После

нанесения полученных данных на план горных работ действующих рудников и соотнесении их с местами динамических проявлений кровли, было произведено районирование площади месторождения по обрушаемости, в дальнейшем разработана классификация пород непосредственной и основной кровли на обрушаемость по геологическому фактору (см. табл.).

Таблица

Классификация пород основной и непосредственной кровли при слоевой выемке Третьего калийного пласта на обрушаемость в зависимости от содержания глинисто-карналлитовых пород и суммарной мощности прочных пород

Тип кровли Процентное содержание слабых прослойков,% Суммарная мощность прочных пород на интервале, м

Основная кровля

Труднообрушающаяся Не более 16 Не менее 4ДО

Среднеобрушающаяся 16-20 4,0-4,20

Легкообрушающаяся Более 20 Менее 4,0

Непосредственная кровля

Труднообрушающаяся Менее 50 Не менее 2,5

Среднеобрушающаяся 50-60 2,0-2,5

Легкообрушающаяся Более 60 Менее 2,0

Результаты определения положения основной кровли по геологическому фактору имели хорошую сходимость с результатами испытаний керна на прочность, что свидетельствует о достаточной точности разработанного метода. «Методика оценки, пород непосредственной и основной кровли на обрушаемость по геологическому фактору» заменила устаревшую с момента своего утверждения и в настоящее время является основным нормативным документом, регламентирующим технологическую политику в области разупрочнения средне- и труднообрушающихся кровель на Старобинском месторождении.

Горнотехнические условия слоевой выемки Третьего пласта таковы, что отставание во времени забоев нижнего слоя от верхнего составляет от 2 до 11 лет, последнее свидетельствует об окончании активной стадии процесса сдвижения налегающей толщи пород для условий Старобинского месторождения, а это, в свою очередь, означает, что реализованы все пустоты и расслоения вплоть до земной поверхности, а величина вертикальной составляющей горного давления вернулась к своему первоначальному значению (у-Я). Однако, как показывает опыт, именно лавы нижнего слоя испытывают на себе динамические пригрузки со стороны подработанной верхним слоем кровли пласта. В связи с этим определенный интерес для объяснения происходящих явлений представляют результаты исследований процесса сдвижения пород над лавой, проведенные в исследовательской выработке, подрабатываемой одиночной лавой на руднике 1РУ г. Солигорска. По данным исследований - наиболее интенсивно подвергаются сдвижению породы, расположенные над центральной частью лавы, образуя плоскую часть мульды сдвижения. В районе бортовых штреков лавы (граница «мае-

сив - отработанное пространство») сдвижение пород по величине в 2,5-К2,7 раза меньше, чем в центре мульды сдвижения, это позволяет сделать предположение о зависании пород основной кровли по контуру выемочного столба. Приведенные данные натурных исследований были подтверждены также результатами опытного бурения в подготовительных выработках нижней лавы № 48 (1 РУ) профиля вертикальных скважин в кровлю Третьего пласта через обрушенные породы, когда было установлено, что все трещины и расслоения, в основном, приурочены к зависшей на целике породной консоли в пределах, так называемой, зоны разгрузки. Аналогичные результаты были получены и в лавах № 11, № 12, № 13 рудника 2 РУ, лаве № 4 рудника 3 РУ, лавах № 46, № 52, № 64 рудника 1 РУ, лаве 2А-2 рудника 4 РУ.

Таким образом, были получены основы для разработки способа разупрочнения пород основной кровли путем бурения скважин через обрушенные породы и взрывания в них зарядов взрывчатого вещества (ВВ). Для доработки технологии разупрочнения было необходимо уточнить параметры буровзрывных работ, для этого в натурных условиях был поставлен эксперимент по определению радиуса зоны трещинообразования от взрыва заряда ВВ в соляных породах. Результаты эксперимента приведены в виде графика (рис. 1) из которого видно, что радиус зоны трещинообразования от взрыва заряда ВВ аммонит 6ЖВ-200 с диаметром патрона 32 мм в нетронутом массиве составляет - 0,5 м. Обобщив полученные данные, а также, учитывая наличие пустот и расслоений в обрушенных породах, было установлено, что для применяемого типа ВВ шаг бурения вееров и расстояние между центрами зарядов при разупрочнении через обрушенные породы не должны превышать 2,0 метров.

>1! 5й а

.. ^=0,018(1,-0,075 . _ Я2-0,9993 • 1 « • 1

— • »

1 л 1 1 <

" • эона дробления ■«•.ф. ■■'■х>на трещинообразования

5 * т • 1 1

40 50 69

Диаметр заряда.мм

Рис. 1. Зависимость зоны трещинообразования (дробления) от диаметра заряда (при длине заряда 4м)

Исследования особенностей формирования динамических проявлений горного давления в процессе слоевой выемки калийного пласта. На

основе аналитических исследований была решена задача установления параметров функции опорного давления на уровне отрабатываемого пласта для одиночной лавы, которая определялась с учетом универсальных условий (наличия статического равновесия поддерживаемых пород и общего

вида распределения опорного давления). Статическое равновесие кровли выражалось следующим образом:

\(Р1Х) ~ = - И)

где .Р; - компоненты силы, действующей на единицу объема; — элемент объема;

II аЛ Ц - тензор напряжений;

(1/к — компоненты вектора элемента поверхности, направленного по внешней нормали к поверхности;

/,_/, к — индексы, принимающие значения х, у, Хг — координата х или у. В дальнейшем задача решалась с учетом того, что для построения функции опорного давления наиболее важно наличие веса и момента сил тяжести подработанных пород. В результате математических преобразований выражений (3) и (4), опираясь на расчетную схему модельной задачи (рис. 2), и преобразованные уравнения равновесия, используя также результаты обработки данных натурных исследований было установлено, что кривая распределения опорного давления аппроксимируется функцией вида:

_1ШХ

Цель расчетов - определение значения ауу . Так как используются два уравнения равновесия для нахождения одной величины, то попутно можно проверять и корректность принимаемого закона убывания напряжений в зоне опорного давления, считая, что максимум опорного давления (для условий разработки калийного пласта) находится в начале координат, то есть на уровне забоя очистной выработки (лавы).

При проведении исследований в натурных условиях механизма деформирования и обрушения кровли после выемки верхнего слоя Третьего пласта, для построения эпюры распределения опорного давления были использованы полученные ранее эмпирические зависимости, характеризующие параметры зон опорного давления при работе лав верхнего слоя, к ним относят:

- коэффициент концентрации напряжений, характеризующий кратность геостатического горного давления в точке максимума опорного давления:

— протяженность зоны временного опорного давления:

— ширина зоны бокового опорного давления:

и, = 0,7( -39 + о, ЗН-е Н2), м

(7)

(8)

где Я - глубина разработки, м; <5 И Е - размерные коэффициенты, м1, по результатам исследований S = 0,002, с = 0,00008. Зависимости справедливы при 400 * Н4 850.

Натурными исследованиями, проведенными при участии автора было установлено, также, наличие зон разгрузки по контуру отработанного верхним слоем очистного столба. На графике (рис. 3) эти зоны характеризуются пониженными относительными смещениями контура выработки, пройденной в поле лавы нижнего слоя. Статистическая обработка аналогичным образом полученных данных о размере этих зон позволила установить зависимость изменения их ширины от времени после отработки верхнего слоя, которая аппроксимируется функцией вида:

LP~63 — $T+ col3, м

(9)

Расстояние от транспртного ипрека верхней лавы до станций, м

Рис. 3. Характер относительных смещений контура надработанной разведочной выработки

где Т- время с момента отработки верхнего слоя, лет; <р - размерный коэффициент, м/лет, со — размерный коэффициент, м/лет2, по результатам исследований <р — 6,8; О — 0,3. Зависимость справедлива при 1< Т< 11.

С учетом эмпирических зависимостей (6, 7, 8, 9) был описан механизм формирования опорного давления по контуру выемочного столба при слоевой выемке Третьего калийного пласта и построена эпюра распределения горного давления на пласт после прохода лавы верхнего слоя, и бортовые охранные целики (рис. 4). Аналогично происходит формирование зон опорного давления и зон разгрузки в концевых участках очистного столба в плоскости нормальной к линии забоя лавы (по ее фронту и тылу), что подтверждается результатами инструментальных замеров и визуальными наблюдениями.

Расчеты одних и тех же значений искомых величин - экспериментально-аналитическим методом, выражение (5) и по формулам эмпирических зависимостей (6, 7, 8) имеют хорошую сходимость, расхождение экспериментальных данных с расчетными не превышают 10-15 %.

Согласно приведенным выше данным механизм интенсивных обрушений кровли может быть описан следующим образом. Толща подработанных лавой верхнего слоя пород кровли пласта, после завершения процесса сдвижения, представляет собой многошарнирную систему блоков, которая под действием горизонтальной составляющей горного давления (бокового распора) находится в напряженном состоянии. Образовавшиеся по контуру очистного столба зависания (зоны разгрузки) при повторной их подработке лавой нижнего слоя обрушаются, «срабатывая», как «спусковой механизм» этой испытывающей механические напряжения системы. После ликвидации полостей в краевых частях очистного столба, устраняется основная причина динамических проявлений горного давления.

Рис. 4. Характер формирования нагрузки на почву верхней лавы и краевые части пласта после выемки IV сильвинитового слоя:

1 - при отходе лавы на расстояние до 200 м от монтажных штреков;

2 - при отходе лавы на расстояние свыше 500м от монтажных штреков

На этапе исследования особенностей распределения опорного давления было установлено влияние на частоту и интенсивность динамических проявлений кровли наличие либо отсутствие участков, отработанных по контуру очистного столба камерной системой (зон увеличения податливости охранных целиков). Оценивая результаты исследований по созданию зон податливости, полученные к настоящему времени, можно отметить следующее - частота и интенсивность динамических проявлений в забое нижних лав зависят от условий создания этих зон, а именно: от коэффициента извлечения горной массы (Кизи,) в зоне; от площади зоны податливости

и положения ее относительно контура верхней лавы на потенциально опасных участках; ширины целика (Ь) между зоной податливости и контуром верхней лавы; от разрыва во времени между началом работ в нижней лаве и окончанием работ по созданию зоны податливости.

Практическая реализация результатов исследований. На основе полученных данных был изложен порядок установления необходимости проведения дополнительных мероприятий по предотвращению динамических проявлений кровли на забои нижних лав при слоевой выемке. Выделены по длине очистного столба участки, потенциально опасные по динамическим проявлениям кровли. Разработаны два технологических способа борьбы с динамическими проявлениями горного давления при слоевой выемке:

- предварительное разупрочнение налегающей толщи пород (активная разгрузка) при помощи буровзрывных работ (БВР);

- создание по контуру выемочного столба зон увеличения податливости охранных целиков (зон податливости) после выемки верхнего сильви-нитового слоя. Оба способа применяются без изменения существующей

технологии последовательной выемки слоев Третьего пласта, по своей эффективности примерно равнозначны и взаимно дополняют друг друга.

Разработанная технология разупрочнения пород кровли при помощи БВР (в дальнейшем - технология разупрочнения) предусматривает возможность применения трех «самостоятельных» вариантов:

Вариант А — это разупрочнение зависших на жестких границах пород основной кровли путем создания в ней системы трещин, которая развиваясь под воздействием временного опорного давления от нижней лавы, приводит к обрушению консолей и блоков основной кровли впереди забоя нижней лавы до ее подхода.

Вариант В - дообрушение зависших пород непосредственной кровли, что позволяет создать достаточно мощный слой обрушенных пород, так называемый «буферный» слой, между зависшей основной кровлей и приза-бойным пространством нижней лавы.

Вариант С - дообрушение (ликвидация) искусственно созданных технологическими выработками верхнего слоя полостей, которые также создают условия для динамического взаимодействия кровли пласта с крепью нижней лавы. В диссертационной работе приводятся основные расчетные параметры технологии разупрочнения и возможные схемы ведения БВР.

В 1999-2000г.г. были проведены опытно-промышленные испьнания технологии разупрочнения на всех рудниках РУП «ПО «Беларуськалий», которые продемонстрировали эффективность и перспективность этого способа. После приобретения современной буровой техники, расширена область применения технологии разупрочнения.

В настоящее время успешно завершены опытно-промышленные испытания технологии создания зон податливости на руднике 1 РУ РУП «ПО «Беларуськалий». Проведенные аналитические исследования архивных источников и опытно-промышленные испытания такой технологии позволили установить основные параметры зон податливости и предъявить совокупные требования к их созданию, к ним относятся:

- коэффициент извлечения, подсчитанный по объему, Кцж,» 0,35;

- площадь зоны податливости -5к„,ыз» 12000 м2;

- ширина целика между зоной податливости и выемочным столбом -Ъ* 60 м;

- время между созданием зоны податливости и началом очистных работ по нижнему слою - не менее 6 месяцев.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации изложены результаты аналитических и экспериментальных исследований процесса формирования опорного давления и устойчивости кровли пласта при последовательной выемке слоев калийного пласта Старобинского месторождения и получены следующие результаты:

1. Установлено на площади месторождения изменение процентного содержания слабых (глинисто-карналлитовых) пород в кровле Третьего пласта в северо-восточном направлении (от 10 до 95 %). Произведено условное разделение пород кровли на непосредственную (0-10 м от кровли Третьего пласта) и основную (10-20 м от кровли пласта).

2. Разработана «Методика оценки пород непосредственной и основной кровли на обрушаемость по геологическому фактору», на основе чего произведено поинтервальное (через каждые 5 м по высоте) районирование площади месторождения и классифицированы породы основной и непосредственной кровли пласта по степени их обрушаемости как легко-, средне- и труднообрушающиеся.

3. Установлено влияние времени, прошедшего после надработки подготовительных выработок нижнего слоя, на протяженность участков с пониженными относительными смещениями их контура (зон разгрузки). Получена эмпирическая зависимость ширины зоны разгрузки от времени

4. Метод определения геометрических параметров зон опорного давления и установленный характер изменения эпюры горного давления по ширине отработанного верхнего слоя очистного столба с течением времени позволили описать механизм формирования динамических проявлений горного давления при слоевой выемке калийного пласта. На основе этого разработаны активные способы борьбы с динамическими проявлениями горного давления в забоях лав нижнего слоя.

5. Установлена зависимость радиуса трещинообразования в соляных породах от диаметра заряда ВВ Ятр = А[ё3) для аммонита 6ЖВ-200. Выявлено, что длина заряда не оказывает существенного влияния на радиус зоны трещинообразования в соляных породах. Определены эффективные параметры ведения БВР по разупрочнению средне- и труднообрушаемых пород кровли, установлены места заложения зарядов ВВ и шаг бурения вееров скважин в подготовительных выработках нижнего слоя пласта.

6. Установлены основные параметры способа борьбы с динамическими проявлениями горного давления на основе создания зон увеличения податливости охранных целиков, которые должны удовлетворять, в совокупности, следующим условиям:

- коэффициент извлечения (Кизи,), подсчитанный по объему извлекаемой горной массы, составляет не менее 0,35;

- площадь зоны податливости (Бзо,,,,,) - не менее 12000 м2;

- ширина целика между зоной податливости и охраняемым столбом -не более 60 м;

- время между созданием зоны податливости и началом очистных работ в охраняемом столбе по нижнему слою - не менее 6 месяцев.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ АВТОРА:

1. Анализ случаев динамических проявлений основной кровли на призабойное пространство нижних лав при слоевой выемке Третьего калийного пласта // Горная механика. - 1999. - № 2. - С. 12-16 / Соавторы: Губанов В.А., Волков БА., Петровский Б.И., Чужов В.Н., Половинкин В.В.

2. Анализ геологического строения кровли Третьего калийного пласта на Старобинском месторождении калийных солей // Горная механика. -2002.-№2.-С. 30-36.

3. Результаты испытаний силовых характеристик устройств для поднятия монозарядов и гидрозабойки в скважины при разупрочнении трудно-обрушающихся пород кровли // Горная механика. - 2002. - № 2. - С.41-44 / Соавторы: Губанов ВА, Ясюкевич А.Г.

4. Исследование характера восстановления нагрузки на почву лавы позади очистного забоя после выемки верхнего слоя в условиях Третьего горизонта ПО «Беларуськалий» // Горная механика. - 2002. - № 3-4 - С.39-44 / Соавторы: Губанов ВА, Щерба В.Я.

5. Исследования трещиноватости соляных пород от ведения буровзрывных работ при разупрочнении пород основной кровли // Горная механика. - 2002. - № 3-4. - С. 77-80 / Соавторы: Губанов ВА, Ясюкевич А.Г.

6. Повышение эффективности буровзрывных работ при разупрочнении труднообрушающихся пород кровли // Горная механика. - 2003. - № 2 - С. 38-42 / Соавторы: Губанов В.А., Ванчукевич A.M.

7. Исследования проявления горного давления при слоевой выемке Третьего калийного пласта // Материалы, технологии, инструменты. - 2003. Т.8., № 1 - С. 84-92 / Соавторы: Губанов В.А., Прушак В.Я., Щерба ВЛ.

8. Закономерности восстановления горного давления на почву калийного пласта позади очистного забоя в условиях Третьего пласта Старобин-ского месторождения// Материалы, технологии, инструменты. - 2003. Т.8., № 2. - С. 83-87/Соавторы: Губанов В А, Щерба ВЛ.

9. О механизме обрушения пород кровли при слоевой выемке Третьего калийного пласта // Вопросы геомеханики подземной добычи калийных солей: Сб. статей Горного информационно-аналитического бюллетеня (Препринт). - М: ГИАБ. - 2003. - № 10. - С.84-92 / Соавторы: Губанов В.А., Щерба В.Я.

10. Развитие способов охраны и крепления горных выработок на калийных рудниках // Вопросы геомеханики подземной добычи калийных солей: Сб. статей Горного информационно-аналитического бюллетеня (Препринт). - М: ГИАБ. - 2003, - № 10 - С. 35-44 / Соавторы: Петровский Б.И., Щерба В.Я., Губанов В.А

11. DoSwiadczenia eksploatacji zmechanizowanych obudow о wysokiej noSnosci w kopalniach soli potasowych zloza Starobiriskiego. Konferencja Nau-kowo - Szkoleniowa «Nowoczesne obudowy zmechanizowane о duzq

podpomoSci» Ustrcm 27-28.02.2003. Prace naukowe GIG. - Katowice. - № 44. -С. 111-118 / Pietrowskij B.I., Gubanow W.A., Syczewskij W.A., Czuzow W.N.

12. Некоторые вопросы взаимодействия механизированных крепей с боковыми породами в очистных забоях калийных пластов // Вопросы геомеханики подземной добычи калийных солей: Сб. статей Горного информационно-аналитического бюллетеня (Препринт). - М: ГИАБ. - 2003. -№10. - С. 17-23 / Соавторы: Петровский Б.И.

13. Развитие способов сохранения горных выработок на калийных рудниках // Горный журнал. - 2003. - № 11. - С. 16-19 / Соавторы:: Петровский Б.И., Щерба В.Я., Губанов В.А., Зубович B.C.

14. Разработка способа управления состоянием подработанной толщи пород Старобинского месторождения калийных солей путем создания зон «смягчения»: Тематический сборник / Под общ. ред. П.А Витязя, СЛ. Ос-тапчика. - Мн.: УП «Технопринт»; Новополоцк, ПГУ, 2003. - С. 313-314.

15. Методика оценки и классификации пород кровли Третьего пласта Старобинского месторождения калийных солей на обрушаемость // Энерго-и материалосберегающие экологически чистые технологии: Тез. докл. междунар. науч. конф., Гродно, 25-26 июня 2002. - Гродно. - С. 84.

16. Заявка № а 20020303 РБ МПК Е21С41/00, E21D23/00/ Способ управления труднообрушаемой кровлей / Заявл. 11.042002. Соавторы: В АГубанов, Ю.Н.Николаев, А. Л. Поляков, В.НЛлескунов, А.М.Роговский.

Подписано в печать 11.02.2004 г. Формат 60x84V]«. Бумага «Снегурочка», А4,80 г/м2. Гарнитура Тайме Отпечатано на ризографе CR-1610. Усл. печ. л. 3,57. Тираж 100 экз. Заказ 120.

_ЛП №403 от 15.06.2000._

ЗАО «Солигорский Институт проблем ресурсосбережения

с Опытным производством» ул. Козлова, 69, г. Солигорск, 223710, Республика Беларусь. Т. 5-47-82,6-27-94 ipr@slgipr.belpak.minsk.by

. 39 k &

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Поляков, Андрей Леонидович

ВВЕДЕНИЕ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА О ДЕФОРМИРОВАНИИ КРОВЛИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ПОЛОГИХ ПЛАСТОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ. П

1.1. Обзор опыта разработки пластовых месторождений пологого залегания и исследования проявлений горного давления в процессе их выемки.

1.2. Системы классификации пород непосредственной и основной кровли угольных пластов.

1.3. Механизм деформирования кровли и пути снижения интенсивности ее смещений на угольных пластах.

1.4. Особенности отработки Третьего калийного пласта Старо-бинского месторождения калийных солей.

1.4.1. Геологическая характеристика Третьего калийного пласта.

1.4.2. Основные требования к системам разработки калийных пластов.

1.4.3. Применяемые варианты выемки продуктивных слоев Третьего пласта.

Выводы по главе.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА НАТУРНЫХ И ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Общие сведения.

2.2. Выбор и обоснование методов экспериментальных исследований в натурных условиях.

2.3. Конструкция и расположение наблюдательных станций. Проведение натурных наблюдений. 4()

2.3.1. Изучение характера нагружения забойной крепи лав нижнего слоя на экспериментальных и контрольных участках.

2.3.2. Изучение характера относительных смещений контура подготовительных выработок лав нижнего слоя на экспериментальных и контрольных участках.

2.3.3. Изучение размеров зоны трещинообразования и зоны дробления вокруг скважины после взрыва одиночного заряда ГШ

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ И ОБРУШАЕМОСТИ КРОВЛИ ТРЕТЬЕГО КАЛИЙНОГО ПЛАСТА.

3.1. Исследования прочностных свойств, геологического строения и устойчивости кровли.

3.2. Методика оценки пород непосредственной и основной кровли на обрушаемость по геологическому фактору.

3.3. Оценка характера обрушения пород кровли после выемки IV сильвинитового слоя по результатам бурения глубоких скважин до и после разгрузки.

3.3.1. Характер обрушения пород кровли после выемки IV сильвинитового слоя.

3.3.2. Разработка способа активной разгрузки напряженно-деформированного состояния подработанной кровли и изменение характера обрушений после его реализации.

Выводы по главе.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЯ ОСОБЕННОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЯВЛЕНИЙ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ СЛОЕВОЙ ВЫЕМКИ ТРЕТЬЕГО ПЛАСТА.

4.1. Закономерности формирования и распределения горного давления в подрабатываемой толще соляных пород.

4.2. Исследование закономерностей распределения опорного давле ния и изменения его характера во времени в натурных условиях.

4.2.1. Эмпирические зависимости, полученные при изучении параметров зоны опорного давления.

4.2.2. Натурные исследования характера изменения опорного давле ния во времени после выемки верхнего слоя пласта.

4.3. Особенности деформирования и обрушения кровли после вы емки верхнего слоя пласта.

4.3.1. Характер обрушения пород кровли по длине выемочного столба.

4.3.2. Характер обрушения пород кровли при очистной выемке лавой нижнего слоя концевых участков столба.

4.3.3. Характер обрушения пород кровли по длине столба при пересечении нижней лавой технологических выработок верхнего слоя и участков с длительной остановкой забоя верхней лавы.

4.4. Исследование условий перераспределения напряженно-деформированного состояния подработанной кровли при увеличении податливости охранных целиков.

Выводы по главе.

ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРИ ВЫЕМКЕ ТРЕТЬЕГО КАЛИЙНОГО ПЛАСТА НА

СТАРОБИНСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ.

5.1. Разупрочнение пород непосредственной и основной кровли.

5.1.1. Общие положения разупрочнения пород кровли.

5.1.2. Технология разупрочнения пород кровли при слоевой выемке Третьего калийного пласта.

5.2. Условия увеличения податливости охранных целиков за счет их частичного извлечения.

5.2.1. Участки очистного столба по контуру которых оформляются зоны податливости.

5.2.2. Основные характеристики и расчетные параметры зон увеличения податливости охранных целиков.

5.2.3. Типовые схемы извлечения охранных целиков.

Выводы по главе.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Исследование устойчивости кровли при слоевой выемке калийного пласта"

Сущность всех способов разработки полезных ископаемых как вида инженерной деятельности человека заключается в образовании в массиве горных пород полостей различных форм и размеров. Это приводит к нарушению естественного напряженного состояния массива с возникновением областей повышенных и пониженных напряжений и протеканием в них деформаций пород с различной скоростью и интенсивностью, превращением отдельных участков массива из сплошной связной в несвязную сыпучую или дискретную блочную среду и сдвижением либо обрушением пород в полости вплоть до их заложения и образования на земной поверхности мульд, оползней и провалов. Совершенствование подземной добычи требует решения целого комплекса задач, связанных с оценкой горно-геологических условий, схем подготовки, технических средств, технологических схем, вариантов систем разработки, конструктивных параметров, а в конечном итоге разработки методов оптимизации управляемых параметров.

С целью внедрения прогрессивной техники и технологии при подземной разработке Старобинского месторождения, в свое время были проведены широкие исследовательские опытно-промышленные и проектно-конструкторские работы, благодаря этому были увеличены мощности рудников, повышена производительность труда, внедрена поточная технология добычи калийной руды, что позволило значительно улучшить технико-экономические показатели выемочных участков и рудников вцелом, повысить качество добываемой руды. Так, с начала 70-х годов XX века на месторождении применяется выемка пластов калийной соли длинными очистными забоями при столбовой системе разработки, а в 80-е годы впервые была опробована последовательная выемка продуктивных сильвинитовых слоев двухслоевыми лавами, оборудованными высокопроизводительными механизированными комплексами.

Рудные залежи пластового типа, к которым относится Старобинское месторождение калийных солей, имеют много общего с залежами каменного угля, поэтому целый ряд вопросов разработки таких месторождений решается с учетом богатого опыта эксплуатации угольных месторождений. Область применения механизированных комплексов на угольных месторождениях в последние годы расширяется за счет разработки пластов с труднообрушае-мыми кровлями, что приводит к повышению металлоемкости и стоимости забойных крепей более высокого технического уровня за счет увеличения их сопротивления и усложнения конструкций. Одним из опасных природных факторов, препятствующих отработке угольных пластов и определяющих работоспособность механизированных крепей, является наличие трудноуправляемых неустойчивых кровель. Выемка пластов с такими кровлями также является весьма сложным процессом разработки угольных месторождений вследствие высокой интенсивности проявления первичных и вторичных (периодических) осадок основной кровли, приводящих к зажатию секций механизированных крепей «нажестко», деформации и разрушению отдельных элементов крепи и очистных выработок. Решением таких проблем очистной выемки угля в разное время успешно занимались ведущие ученые Журило А.А., Катков Г.А., Бич Я.А., Коровкин Ю.А., Докукин А.В.

На Старобинском месторождении калийных солей, в связи с переходом на большие глубины разработки, похожие динамические проявления горного давления, связанные с неустойчивыми породами кровли стали отмечаться во время отработки нижнего слоя калийного пласта при его слоевой выемке в нисходящем порядке. Кроме самой технологии слоевой выемки, одной из причин подобного рода проявлений горного давления является наличие охранных бортовых целиков больших размеров. Запасы полезного ископаемого в таких целиках снимаются с баланса и относятся к нормативным потерям. Из-за высокой стоимости забойного оборудования при постоянно возрастающей нагрузке на очистные забои любые нарушения производственного процесса, а также меры, направленные на ликвидацию их последствий будут иметь все более ощутимые экономические последствия. В связи с этим, раз рабатываемые способы управления горным давлением должны отвечать непрерывно изменяющимся горно-геологическим условиям, развитию техники и технологии горных работ, ужесточению требований к безопасности и экономичности горного производства. Поэтому как в настоящее время так и в будущем, сохраниться необходимость в проведении исследовательских и экспериментальных работ в этой области.

Вопросам управления состоянием массива горных пород, исследованиям проявлений горного давления и проблемами безопасности во время подземной разработки полезных ископаемых посвящено немало научных трудов, на которых базируются современные представления о характере распределения горного давления и деформирования массива горных пород во время разработки пластовых месторождений с оставлением большепролетных выработанных пространств. Исследованиями особенностей проявления горного давления в условиях разработки Старобинского месторождения в разное время занимались такие специалисты в области горного дела, как Петровский Б.И., Губанов В.А., Николаев Ю.Н., Андрейко С.С., Земсков А.Н., Сорокин В.А., которых автор этой работы считает своими учителями.

Автор выражает свою благодарность также инженерно-техническим работникам объединения горных предприятий РУП «ПО «Беларуськалий» Плескунову В.Н., Чужову В.Н., Саяпину А.К., Подлесному И.А. за оказанную помощь при организации и проведении шахтных исследований и опытно-промышленных испытаний.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Более чем 20-летний опыт слоевой выемки продуктивных сильвинитовых слоев Третьего пласта Старобинского месторождения калийных солей длинными очистными забоями показал высокую эффективность такой технологии. Однако с течением времени, в связи с переходом на большие (700 м и более) глубины разработки периодически стали проявляться интенсивные осадки кровли Третьего пласта во время очистной выемки нижних продуктивных слоев, которые приводили к серьезным аварийным ситуациям, выражающимся в посадках «нажестко» от 10 до 70% забойной гидравлической крепи и выводу из строя забойного оборудования. Сами упомянутые явления, а также мероприятия, направленные на ликвидацию последствий от них, всегда сопряжены с повышенной опасностью для работающих в очистных забоях людей. Интенсивные воздействия со стороны кровли Третьего калийного пласта на забои лав нижнего слоя имели место на всех рудниках Старобинского месторождения и, не смотря на ряд разработанных мероприятий, их частота и интенсивность год от года не снижались.

Исследованиями ученых отраслевых институтов (БФ ВНИИГ, БЕЛГОРХИМПРОМ), занимающихся разрешением проблем добычи и переработки калийной руды, было установлено, что к основным причинам динамических проявлений горного давления относятся во-первых принятая технология слоевой выемки калийных пластов на больших глубинах, а также наличие оставляемых по контуру очистных столбов охранных целиков большой ширины (60 м и более). Эти целики имеют достаточно высокую несущую способность и являются концентраторами повышенных напряжений в подработанной лавами верхнего слоя толще пород.

Изучением поведения кровли при разработке месторождений каменного угля, вопросами управления состоянием подрабатываемой толщи пород, и взаимодействия забойных механизированных крепей с боковыми породами в разное время занимались ведущие ученые Ардашев К.А., Баранов С.Г., Бич Я.А., Борисов А.А., Бурчаков Ю.И., Глушихин Ф.П., Докукин А.В., Журило А.А., Катков Г.А., Коровкин Ю.А., Кузнецов Г.Н., Кузнецов Ю.Н., Овчинников В.Ф., Орлов А.А., Пермяков Р.С., Проскуряков Н.М., Садыков Н.М., Сет-ков В.Ю., Смирнов Л.А., Черняк И.Л., Шаламберидзе Ф.Ф., Шик В.М., Ялы-шев Э.И. и многие другие. Учитывая различия в геологическом строении и физико-механических свойствах пород, слагающих калийные и угольные месторождения, опыт по разработке угля нельзя было использовать без соответствующей корректировки при разработке пластовых месторождений калийных солей - поэтому решению проблемы установления рациональных параметров механизированных крепей и управлению сложноструктурными трудноуправляемыми кровлями в условиях Старобинского месторождения были посвящены работы Петровского Б.И., Губанова В.А., Полежаева В.П., Старовойтова Ю.В., Старовойтова B.C., Тухто А.А. и др.

Несмотря на пристальное внимание ученых и производственников к проблеме динамических проявлений горного давления в лавах нижнего слоя, условия при которых они возникают и механизм их формирования оставались недостаточно изученными. В связи с вышеизложенным, тема диссертационной работы, направленная на изучение условий и механизма формирования динамических проявлений горного давления при слоевой выемке калийных пластов на больших глубинах, на разработку технологических способов снижения интенсивности динамических процессов в кровле пласта, в частности отработку охранных целиков, и в целом на повышение безопасности труда и безаварийной работы очистных забоев - является актуальной.

Идея работы заключается в использовании данных о механизме деформирования и обрушения пород кровли при слоевой выемке калийного пласта для разработки технологических способов управления подобного рода геомеханическими процессами.

Задачи исследований:

• разработка методики оценки кровли пласта на обрушаемость;

• разработка предложений по снижению динамических проявлений горного давления.

Методы исследований включают в себя, аналитические исследования данных литературных и патентных источников, лабораторные исследования физико-механических свойств слагающих кровлю Третьего пласта пород; натурные эксперименты по определению радиуса зоны трещинообразования в соляных породах от взрывов скважинных зарядов; шахтные визуальные и инструментальные наблюдения за относительными смещениями контура подготовительных выработок в лавах нижнего слоя на разных участках выемочного столба; исследования характера взаимодействия забойной гидромеханизированной крепи с боковыми породами, а также статистическую обработку результатов наблюдений, анализ данных натурных наблюдений, их сопоставление с данными ранее проведенных исследований.

Основные научные положен ия, выносимые на защиту :

3. Метод определения геометрических параметров зон опорного давления и характер изменения их во времени после отработки верхнего слоя калийного пласта.

4. Особенности деформирования и обрушения пород кровли после выемки верхнего слоя Третьего пласта.

Достоверность научных положений выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации, обоснована: большим объемом шахтных исследований и опытно-промышленных экспериментов; использованием современных измерительных средств и аппаратуры для исследования проявлений горного давления; сходимостью результатов натурных исследований с экспериментально-аналитическими методами расчета исследуемых величин отклонение которых не превышает 10%; использованием методов математической статистики для обработки результатов наблюдений, выполненных за последние 10 лет. Правильность сделанных выводов подтверждают положительные результаты опытно-промышленных испытаний разработанных способов управления состоянием подработанной кровли при слоевой выемке пласта в условиях действующих рудников РУП «ПО «Беларуськалий».

Научная новизна:

• установлена связь между изменением состава и строения кровли пласта и ее обрушаемостью;

• разработана классификация кровли по обрушаемости в зависимости от ее состава и строения;

• изучен характер относительных смещений контура подготовительных выработок нижнего слоя на участке их перехода от целика (массива) к над-работанному верхним слоем пространству и установлено влияние времени после надработки на протяженность участков этих выработок с пониженными смещениями.

Практическая ценность. В результате проведенных исследований были разработаны варианты снижения динамических проявлений за счет перераспределения напряженно-деформированного состояния подработанной кровли при помощи БВР и увеличения податливости охранных целиков. Так в настоящее время испытан в шахтных условиях и внедрен в производство способ разгрузки кровли пласта при помощи БВР. Завершены промышленные испытания способа увеличения податливости охранных целиков, получен экономический эффект за счет их частичного извлечения. Практика показывает, что применение этих способов обеспечивает безопасную и безаварийную работу забойного оборудования в условиях динамического нагруже-ния забойной гидромеханизированной крепи лав нижнего слоя.

Реализация работы. Результаты диссертационной работы использованы при разработке «Временной инструкции о порядке проведения опытных работ по разупрочнению основной кровли при разработке Второго и Третьего калийных пластов слоевыми лавами на Старобинском месторождении» (1999 г.), «Рекомендаций по разупрочнению пород основной кровли при слоевой выемке Второго и Третьего калийных пластов» (2001 г.), «Рекомендаций по технологии бурения машиной UBW 40/2000-ЕН» (2002 г.), «Рекомендаций по параметрам создания зон «смягчения» при слоевой выемке Третьего калийного пласта» (2002-2003г.г.), «Инструкции о порядке ведения работ по разупрочнению непосредственной и основной кровли при разработке Второго и Третьего калийных пластов слоевыми лавами на Старобинском месторождении» (2003 г.). Научные и практические результаты работы используются при составлении проектной документации для ведения горных работ на рудниках РУП «ПО «Беларуськалий».

Публикации, По результатам выполненных исследований опубликовано 15 работ, в том числе 13 статей в научно-технических журналах. Подана одна заявка на предполагаемое изобретение. Общий объем опубликованных материалов - 57 страниц.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались, обсуждались и получили одобрение: на Семинаре-совещании по обмену опытом надзора за безопасным ведением горных работ и комплексного использования полезных ископаемых на Старобинском месторождении калийных солей (Солигорск, 1997); на 5-й Международной научно-технической конференции «Энерго- и материалосберегающие экологически чистые технологии» (Гродно, 2002); на научно-учебной конференции «Современные гидромеханизированные крепи с большим сопротивлением» (Устронь, 2003); на Международной научно-технической конференции «Материалы, технологии и оборудование для упрочнения и восстановления деталей машин» (Новопо-лоцк, 2003). Промежуточные этапы исследований по мере их завершения докладывались, обсуждались на научно-технических советах в РУП «ПО «Беларуськалий», ЗАО «Солигорский Институт проблем ресурсосбережения с Опытным производством», научных секциях ОАО «БЕЛГОРХИМПРОМ».

Заключение Диссертация по теме "Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр", Поляков, Андрей Леонидович

Выводы по главе

На основании накопленного опыта в области прогнозирования динамических проявлений кровли при слоевой выемке Третьего пласта и результатов проведенных опытно-промышленных испытаний технологии разупрочнения кровли можно утверждать, что подобные проявления горного давления могут быть устранены при выполнении следующих условий:

1. Всестороннее изучение горно-геологических и горнотехнических условий очистного столба (участка шахтного поля) на стадии составления проекта на его отработку (изучение структуры и состава кровли Третьего пласта, ее оценка на обрушаемость; примыкание подготавливаемого столба к массиву либо к зоне увеличения податливости охранного целика; возможность создания участков извлечения охранных целиков по контуру столба и т.д.).

2. Комплексное применение всех известных на сегодняшний день мероприятий, направленных на устранение негативных проявлений со стороны кровли Третьего пласта на забои лав нижнего слоя, всевозможных комбинаций этих мероприятий:

- применение аппаратуры прогноза и предупреждения об опасных обрушениях кровли (СКОК-2, ТСК-ОК);

- разработка организационно-технических мероприятий по работе лав на потенциально опасных по обрушениям кровли участках столба (применение дополнительного крепления забоев, регулирование скоростью подвига-ния лав и т.д.);

Рис. 5.7. Схема создания зон податливости позади монтажных штреков лав с помощью столбовой и камерной систем разработки: 1; 2; 3; 4а - номера выемочных столбов; 4 - зона податливости; 5 - транспортный штрек верхней лавы; 6 - вентиляционный штрек верхней лавы; 7, 8 - конвейерный и разгружающий штреки верхней лавы; 9 - монтажные штреки верхней лавы; 10 - монтажные штреки нижней лавы; 11 - вентиляционный штрек нижней лавы; 12 - конвейерный штрек нижней лавы; 13 - транспортный штрек нижней лавы; 14 - контур подсчёта коэффициента извлечения

- создание зон увеличения податливости охранных целиков на потенциально опасных участках;

- разупрочнение пород кровли пласта в определенных участках столба лавы, а также принудительное обрушение кровли из забоя при помощи энергии взрыва.

3. Альтернативой предыдущему пункту является замена существующего варианта технологии последовательной выемки продуктивных слоев Третьего пласта с оставлением между отрабатываемыми очистными столбами «жестких» охранных целиков на вариант с предварительной бесцеликовой выемкой верхнего слоя, либо отказ от слоевой выемки в пользу селективной выемки всех продуктивных слоев, с полной закладкой выработанного пространства пустой породой.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

LP = ЯП

5. Установлена зависимость радиуса трещинообразования в соляных породах от диаметра заряда ВВ R^ = f(d3) для аммонита 6ЖВ-200. Выявлено, что длина заряда не оказывает существенного влияния на радиус зоны трещинообразования в соляных породах. Определены эффективные параметры ведения БВР по разупрочнению средне- и труднообрушаемых пород кровли, установлены места заложения зарядов ВВ и шаг бурения вееров скважин в подготовительных выработках нижнего слоя пласта.

- коэффициент извлечения (КИЗЮ1), подсчитанный по объему извлекаемой горной массы, составляет не менее 0,35;

- площадь зоны податливости (S^u) - не менее 12000 м2;

- ширина целика между зоной податливости и охраняемым столбом -не более 60 м;

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Поляков, Андрей Леонидович, Солигорск

1. Леоненко И.Л., Шелест Л.А. Разработка месторождений полезных ископаемых Восточной Сибири. М.: Недра, 1964. - 383 с.

2. Эффективность концентрации и технического перевооружения на угольных шахтах / П.М.Трухин, Ю.А.Худин, М.М.Мукушев, Р.Ш.Хадшев. -М.: Недра, 1977. 193 с.

3. Федунец Б.И., Симонов В.М. Эффективность отработки пологих пластов. М.: Недра, 1982. - 176 с.

4. Чернов И.Е., Соллогуб В.П., Просвирин О.Г. Выемка нижних слоев мощных пологих пластов с искусственным уплотнением обрушенных пород // Уголь. 1976. - №4. - С.31-36.

5. Машковцев И.Л., Саумитра Нараян Деб. Природоохранные технологии разработки мощных пологих пластов // Уголь. 2001. - №2. - С.59-60.

6. Дробот Б.П. Послойная разработка рудных месторождений под искусственной кровлей. -М.: Недра, 1978. 156 с.

7. Зурабишвили И.И. Технология подземной разработки рудных месторождений. М.: Недра, 1976. - 272 с.

8. Технология подземных горных работ / Г.П.Ананьин, Н.К.Арсланов, И.Г.Рощупкин, Л.И.Завьялов. М.: Недра, 1970. - 368 с.

9. Зурабишвили И.И., Каландадзе В.А. Разработка мощного марганцевого пласта // Горный журнал. 1974. - №4. - С.32-35.

10. Зайцев М.М., Рамоданов Б.И., Соловьев В.А. Современное состояние технологии и механизаций выемки калийных руд в СССР и за рубежом // Развитие калийной промышленности. М.: НИИТЭХИМ, 1981. - 44 с.

11. Пермяков Р.С., Сорокин В.А., Зеленкин В.Н. Опыт применения систем с обрушением при разработке месторождений калийных солей // Развитие калийной промышленности. М.: НИИТЭХИМ, 1979. - 46 с.

12. Садыков Н.М., Орлов А.А., Ялышев Э.И. О направлениях совершенствования механизированных крепей для лав с резкими осадками кровли: Сб. науч. тр. // Л.: Горное давление и горные удары. Л.: ВНИМИ, 1976. -№99.-196 с.

13. Взаимодействие механизированных крепей с кровлей / А.А.Орлов, В.Ю.Сетков, С.Г.Баранов и др. М.: Недра, 1976. - 336 с.

14. Садыков Н.М. Исследование резких осадок кровли в огчистных выработках пологих пластов Донбасса: Сб. науч. тр. // Горное давление и горные удары. Л.: ВНИМИ, 1961. №40. - 177 с.

15. Глушихин Ф.П. Трудноуправляемые кровли в очистных забоях. — М.: Недра, 1974. 262 с.

16. Матарадзе Э.Д. Динамические нагрузки на механизированную крепь и пути их снижения: Сб. науч. тр. // Рациональные методы добычи и обогащения полезных ископаемых Грузии. —Мецниереба, 1980. 127 с.

17. Черняк И.Л., Бурчаков Ю.И., Управление горным давлением в подготовительных выработках глубоких шахт. М.: Недра, 1984. - 304 с.

18. Глушихин Ф.П., Шклярский М.Ф., Павлов В.Н. Условия нагружения крепей при первых осадках труднообрушающихся кровель: Сб. науч. тр. // Управление горным давлением и борьба с горными ударами. Л.: ВНИМИ, 1980.- 151 с.

19. Докукин А.В., Коровкин Ю.А., Яковлев Н.И. Механизированные крепи и их развитие. М.: Недра, 1984. - 288 с.

20. Черняк И.Л., Черкасов В.Ф., Бухны Д.И. Периодичность проявлений горного давления в подготовительных выработках // Уголь. 1983. - №5. -С.10-13.

21. Райский В.В. Влияние осадок основной кровли на неравномерность деформирования пород в подготовительных выработках: Сб. науч. тр./ ВНИМИ, 1961.-Сб. XLII. — С.128-139.

22. Черняк И.Л., Фомин Ю.В. Формирование опорного давления в подготовительных выработках // Уголь. 1988. - №1. - С. 14-18.

23. Орлов А.А., Сетков В.Ю. Периодические (вторичные) осадки кровли и методы их выявления // Уголь Украины. 1973. - №11. - С. 12-16.

24. Технология подземной разработки пластовых месторождений / С.Г.Андрущкевич, А.А.Борисов, Д.Ф.Борисов и др.; Под ред. А.А. Борисова. -М.: Недра, 1972.-536 с.

25. Катков Г.А., Остапенко В.Н. Практика разработки пластов с труд-нообрушающимися кровлями с передовым торпедированием // Уголь. 1979. -№1.-С.13-16.

26. Гапанович Л.И., Дридж И.Н. Особенности проявления горного давления при разработке пластов с труднообрушающимися кровлями // Уголь. -1983. №3. — С.19-24.

27. Катков Г.А., Журило А.А. Проявления горного давления при выемке пластов с труднообрушаемыми породами кровли // Уголь. 1983. - №8. — С.26-28.

28. Коровкин Ю.А. О классификации кровель в комплексно-механизированных очистных забоях // Уголь. 1980. - №1. - С.18-22.

29. Инструкция по выбору способа и параметров разупрочнения кровли на выемочных участках. Л., ВНИМИ. 1982.

30. Инструкция по выбору способа и параметров разупрочнения труднообрушаемой кровли на выемочных участках. Л., ВНИМИ. 1991.

31. Управление труднообрушаемыми кровлями методом передового торпедирования. Экспресс-информация // Добыча угля подземным способом. М.: ЦНИЭИ уголь, 1980. - С.ЗЗ.

32. Временное руководство по передовому торпедированию выбросо-опасного породного массива при проходке горных выработок на Индерском горно-калийном месторождении / АН КССР.

33. Черняк И.Л. Применение гармонического анализа для исследований проявлений горного давления в очистных забоях // Уголь. 1989. - №7. -С.7-10.

34. Садыков Н.М., Ялышев Э.И., Поляков С.В. Динамическое нагруже-ние крепи в очистных выработках: Сб. науч. тр. // Управление горным давлением и борьба с горными ударами. JL: ВНИМИ, 1980. - 151 с.

35. Шаламберидзе Ф.Ф. О механизме динамических проявлений горного давления при разработке угольныъх пластов на больших глубинах: Научные сообщения // Вопросы разработки угольных месторождений подземным способом. М.: ИГД им. А.А.Скочинского, 1983. - 143 с.

36. Журило А.А. Механизм формирования горного давления при управлении труднообрушающимися кровлями: Научные сообщения // Научные основы управления состоянием горного массива. М.: ИГД им. А.А.Скочинского, 1985. - Вып. 235. - С.33-38.

37. Катков Г.А., Журило А.А. Определение рациональных параметров управления горным давлением в очистных выработках с труднообрушающимися кровлями // Уголь. 1980. - №1. - С.22-24.

38. Шик В.М., Бич Я.А. Динамическое воздействие пород основной кровли на выработки // Уголь. 1987. - №4. - С. 18-20.

39. Овчаренко Б.П., Гнилорыбов М.Н., Каулин М.И. Способ управления труднообрушаемой кровлей до первичной посаки // Уголь Украины. -1981.-№ 3-С. 12.

40. Борзых А.Ф., Новак А.И., Швабрицкий А.Г. Разупрочнение труднообрушаемой кровли при слоевом расположении скважин передового торпедирования // Уголь Украины. 1981. - № 12 - С. 15-17.

41. Дробнов И.Е., Гершун О.С., Турилин С.А. Влияние передового торпедирования вмещающих пород на работу дегазационных скважин // Уголь Украины. 1982. - № 11 - С. 17-18.

42. Громов В.А., Буханцов А.И., Матюшина З.Ф. Гидродинамическое воздействие на массив в условиях труднообрушаемых кровель // Уголь Украины. 1982. - № 12 - С. 22.

43. Безкаравайный В.Г., Морозов Г.И., Алексеев Ю.И. Управление труднообрушаемыми кровлями // Уголь. 1979. - № 2 - С. 31 -33.

44. Софийский К.К. Разупрочнение выбросоопасного угольного массива при гидродинамическом воздействии через скважины // Уголь Украины. -1988.-№4-С. 13-15.

45. Черняк И.Л., Торгашев И.А., Петренко В.Н. Влияние торпедирования кровли на проявления опорного давления в подготовительных выработках // Уголь Украины. 1991. - № 1 - С. 15-17.

46. Данилов А.А., Дмитриев В.А., Костецкая Н.Б. Опыт принудительного обрушения кровли на большой глубине // Уголь. 1987. - № 3 -С. 25-26.

47. Чельцова Н.М. Опыт охраны выемочных штреков в условиях труд-нообрушаемых кровель // Уголь. 1986. - № 7 - С. 15-18.

48. Шишкин В.П., Гусельников JI.M. Разупрочнение пород кровли гид-ромикроторпедированием // Уголь. 1981. - № 11 - С. 27-29.

49. Толвай А.И. Возможные варианты управления труднообрушаемой кровлей при первичной посадке // Уголь Украины. 1998. - № 6 - С. 21.

50. Овчинников В.Ф. Критерии комбинированного способа разупрочнения труднообрушаемой кровли, исключающего ее торпедирование // Уголь Украины. 1996. - №3. - С.9-12.

51. Физико-химический способ ослабления труднообрушаемой кровли / Шарипов Н.Х., Атылаев Р.К., Ли К.Д и др. // Добыча угля подземным способом. М.: ЦНИЭИ уголь, 1988. - Вып. 16. - 16 с.

52. Овчинников В.Ф. Разработка оптимального варианта комбинированного способа управления труднообрушаемой кровлей без торпедирования // Уголь Украины. 1996. - №5-6. - С. 18-19.

53. Овчинников В.Ф. Критерии ограничения взрывного разупрочнения кровли на выбросоопасных пластах // Уголь Украины. 1998. - №5. -С.11-13.

54. Проскуряков Н.М. Управление состоянием массива горных пород: Учеб. для вузов. М.: Недра, 1991. 368 е.: ил.

55. Анализ случаев динамических проявлений основной кровли на при-забойное пространство нижних лав при слоевой выемке Третьего калийного пласта / В.А.Губанов, Б.А.Волков, Б.И.Петровский и др. // Горная механика. 1999.-№2.-С.12-16.

56. Андрейко С.С., Калугин П.А., Щерба В.Я. Газодинамические явления в калийных рудниках: Генезис, прогноз и управление / Под. ред. ВЛ.Прушака. Мн.: Выш. Шк., 2000. - 335 с.

57. Андреичев А.Н. Классификация калийных месторождений по гид-ро-геологическим и инженерно-геологическим условиям // Горный журнал. -1968.-№6.-С.26.

58. Нормативные и методические документы по ведению горных работ на Старобинском месторождении калийных солей: Утв. БелХИМНЕФТЕ-ПРОМом 23.11.95: Сб. документов / БелХИМНЕФТЕПРОМ.- Солигорск-Минск, 1995.-213 с.

59. Ковтун В.Я., Немтин Г.Н., Зайцев М.М. Рациональные способы подготовки шахтных полей на калийных рудниках // Развитие калийной промышленности. М.: НИИТЭХИМ, 1984. - 30 с.

60. Сорокин В.А., Петровский Б.И. Слоевая выемка Третьего пласта на Старобинском калийном месторождении // Промышленное освоение Старобинского месторождения калийных солей. Л., 1986. - 50 с.

61. Подлесный В.А. Разработка способов охраны выработок при слоевой выемке калийных пластов на больших глубинах: Дис. . канд. техн. наук: 05.15.02. Солигорск, 1992 - 133 с.

62. Петровский Б.И., Щерба В.Я., Губанов В.А., Поляков А.Л., Развитие способов охраны и крепления горных выработок на калийных рудниках //

63. Вопросы геомеханики подземной добычи калийных солей: Сб. статей Горного информационно-аналитического бюллетеня (Препринт). М: ГИАБ.-2003, -№ 10-С. 35-44.

64. О.Якоби. Практика управления горным давлением. М.: Недра, 1987. 566 с.

65. Маркшейдерское дело / В.И.Борщ-Компониец, В.М.Гудков, В.Г.Николенко и др. М.: Недра, 1979. - 501 с.

66. Методы и средства решения задач горной геомеханики / Г.Н.Кузнецов, К.А.Ардашев, Н.А.Филатов и др. М.: Недра, 1987. - 248 с.

67. ГОСТ 21153.2-84. Породы горные. Методы определения предела прочности при одноосном сжатии. Взамен ГОСТ 21153.2-75; Введ. 01.07.86. - М.: ИПК. Изд-во стандартов, 2001. - 7 с.

68. Бурчаков А.С., Воробьев Б.М. Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых. М.: Недра, 1969. - 711 с.

69. Горное дело: Терминологический словарь / Г.Д.Лидин, Л.Д.Воронина, Д.Р.Каплунов и др. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1990. -694с.: ил.

70. Поляков А.Л. Анализ геологического строения кровли Третьего калийного пласта на Старобинском месторождении калийных солей // Горная механика. 2002. - №2. - С.30-36.

71. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие для вузов. Изд. 4-е, доп. - М.: «Высшая школа», 1972. -368 е.: ил.

72. Рыжов П.А. Математическая статистика в горном деле. М.: Высшая школа, 1973.-220 с.

73. Букринский В.А. Геометрия недр: учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1985. - 526 с.

74. Исследование взаимодействия боковых пород с крепью лавы 6 «низ» (18 восточная панель рудника 2РУ) на участке с предварительным разупрочнением кровли: Отчет о НИР / Бел. фил. ВНИИГ; Рук. С.М.Барановский. № ГР 01900157130 - Солигорск, 1989. - 15 с.

75. Временная инструкция о порядке проведения опытных работ по разупрочнению основной кровли при разработке Второго и Третьего калийных пластов слоевыми лавами на Старобинском месторождении. Солигорск: ОАО «БЕЛГОРХИМПРОМ», 1999. - 12 с.

76. Губанов В.А., Ясюкевич А.Г., Поляков А.Л. Результаты испытаний силовых характеристик устройств для поднятия монозарядов и гидрозабойки в скважины при разупрочнении труднообрушающихся пород кровли // Горная механика. 2002. - №2. - С.41-44.

77. Об условиях трещинообразования и дробления породы взрывом: Сборник «Взрывное дело» 78/35 / И.Н.Казаков. М.: Недра, 1977. - С. 114115.

78. Юревич Г.Г., Беляков В.Д., Севастьянов Б.Н. Охрана горных выработок от воздействия взрывов. М., Недра, 1972. - 136 с.

79. Мосинец В.Н. Дробящее и сесмическое действие взрыва в горных породах. М., Недра, 1976. - 271 с.

80. Проскуряков Н.М., Пермяков Р.С., Черников А.К. Физико-механические свойства соляных пород. Л.: Недра, 1973. 272 с.

81. Губанов В.А., Поляков А.Л., Ясюкевич А.Г. Исследования трещи-новатости соляных пород от ведения буровзрывных работ при разупрочнении пород основной кровли // Горная механика. 2002. - № 3-4. - С. 77-80.

82. Степанович. Г.Я., Сылка Н.Л. Опорное давление впереди очистного забоя // Уголь Украины. 1989. - № 10. - С. 5-7.

83. Губанов В.А., Николаев Ю.Н., Трофимов А.Ю. Измерение напряжений в массиве горных пород ультразвуковым методом // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1979. - Вып.1. -С.106-108.

84. Дырдин В.В., Губанов В.А., Иванов В.В. Некоторые результаты оценки напряженного состояния соляных пород // Горный журнал. 1982. -№10.-С.41-44.

85. Губанов В.А. Исследование зон опорного давления при отработке пологих калийных пластов для обоснования параметров систем разработки (на примере Старобинского месторождения): Автореф. дис. Канд. техн. наук.: 11.02.83 / Лен. горн. ин-т. Л., 1983. - 22 с.

86. Комбинированная система разработки Третьего калийного пласта на Старобинском месторождении / Р.С.Пермяков, Ю.Н.Николаев, В.Н.Зеленкин, В.А.Губанов и др. Горный журнал. - 1981. - №10. - С.20-23.

87. Губанов В.А. Об опорном давлении на Старобинском месторождении калийных солей // Безопасность труда в промышленности. 1983. -№4. - С.57-58.

88. Исследования проявления горного давления при слоевой выемке Третьего калийного пласта/ Губанов В.А., Прушак В .Я., Щерба В.Я., Поляков

89. A.Л.// Материалы, технологии, инструменты 2003. Т.8., № 1. - С. 84-92.

90. Журавков М.А., Николаев Ю.Н., Губанов В.А. О методах исследования закономерностей формирования и распределения опорного давления при разработке калийных месторождений пологого залегания. Мн.: Бел-НИИНТИ, 1991.-24 с.

91. Губанов В.А., Поляков А.Л., Щерба В.Я. Исследование характера восстановления нагрузки на почву лавы позади очистного забоя после выемки верхнего слоя в условиях Третьего горизонта ПО «Беларуськалий» // Горная механика. 2002. - № 3-4 - С.39-44.

92. Рекомендации по разупрочнению пород основной кровли при слоевой выемке Второго и Третьего калийных пластов (Вторая редакция) / Концерн по нефти и химии, ОАО «БЕЛГОРХИМПРОМ»; Рук. темы

93. B.А.Губанов. №ГР 19992038. - Солигорск - Минск, 2001. - 46 с.

94. Губанов В.А., Поляков А.Л., Ванчукевич A.M. Повышение эффективности буровзрывных работ при разупрочнении труднообрушающихся пород кровли // Горная механика. 2003. - № 2 - С. 38-42.

95. Единые правила безопасности при взрывных работах / Редкол.: М.П. Васильчук и др.; Утв. Госпроматомнадзором РБ. 1992. М.: НПО ОБТ. 1992.-238 с.

96. Дарков А.В., Шпиро Г.С. Сопротивление материалов. Изд. 3-е. -М.: Высш. шк. 1969. - 734 с.

97. Рекомендации по технологии бурения машиной UBW 40/2000-ЕН / ЗАО «Солигорский Институт проблем ресурсосбережения с Опытным производством»; Рук. темы В.А.Губанов. № ГР 2002992. - Солигорск, 2002. -24 с.

Информация о работе

Поляков, Андрей Леонидович
кандидата технических наук
Солигорск, 2004
ВАК 25.00.16

Диссертация

Исследование устойчивости кровли при слоевой выемке калийного пласта - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы