Обоснование геомеханических параметров вскрытия и выемки железорудных месторождений в геодинамически опасном регионе

Синкевич, Николай Иванович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Обоснование геомеханических параметров вскрытия и выемки железорудных месторождений в геодинамически опасном регионе
ВАК РФ 25.00.20, Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации по теме "Обоснование геомеханических параметров вскрытия и выемки железорудных месторождений в геодинамически опасном регионе"

На правах рукописи

Синкевич Николай Иванович

ОБОСНОВАНИЕ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВСКРЫТИЯ И ВЫЕМКИ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ В ГЕОДИНАМИЧЕСКИ ОПАСНОМ РЕГИОНЕ

Специальность 25.00.20 - Геомеханика, разрушение горных пород,

рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1 О НОЙ 2011

Екатеринбург 2011

4859500

Работа выполнена в ООО «Восточный научно-исследовательский горнорудный институт» (ООО «ВостНИГРИ»), Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский государственный индустриальный университет».

Научный консультант - доктор технических наук, профессор

Фрянов Виктор Николаевич.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор доктор технических наук доктор технических наук, профессор

Соловьев Вячеслав Алексеевич; Зубков Альберт Васильевич; Сенкус Витаутас Валентинович.

Ведущая организация - ОАО «Научно-исследовательский и проектный институт обогащения и механической обработки полезных ископаемых «Уралмеханобр».

Защита диссертации состоится 15 декабря 2011 г. в 13е2 часов на заседании диссертационного совета Д 212.280.02 при ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет по адресу: 620144 г. Екатеринбург, ГСП, ул. Куйбышева, 30, ауд. 2142.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет».

Автореферат разослан «15» ноября 2011г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ^ """" БагазеевВ.К.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Для удовлетворения постоянно растущих потребностей рынка ресурсов по количеству и качеству природного горнорудного сырья необходимо дальнейшее совершенствование технологии вскрытия и выемки железорудных месторождений, в том числе с весьма сложными горно-геологическими и горнотехническими условиями эксплуатации рудников (глубина более 600 м, геологические нарушения, повышенное неравномерное тектоническое напряженно-деформированное состояние горного массива). Техногенное воздействие на рудные тела в этих условиях является причиной следующих негативных явлений: разрушения подготовительных горных выработок, геодинамической активности в форме горных ударов, землетрясений при массовых взрывах (рудники Колар в Индии, Витватер-сранда в Южной Африке, Восточных Альпах, Австрии и месторождения Северного Урала, Хибин, Горной Шории и Хакасии).

Основным направлением работы рудников в указанных сложных условиях при существующих и новых технологиях является обоснование геомеханических параметров вскрытия и выемки, адаптированных к сложным горно-геологическим и горнотехническим условиям и обеспечивающих промышленную безопасность, снижение затрат на добычу полезного ископаемого подземным способом, особенно на железорудных месторождениях в гео-динамически опасном регионе горно-складчатой области. Создание безопасного вскрытия и выемки железорудных месторождений возможно с учетом закономерностей формирования геомеханических параметров, зависящих от технологических и организационных процессов. Решение проблемы вскрытия и выемки железорудных месторождений на глубоких удароопасных горизонтах наиболее полно представлено в работах известных ученых: С.Г. Авершина, С.А. Батугина, И.М. Батугиной, В.Е. Боликова, Н.П. Влоха, М.В. Гзовского, П.В. Егорова, Ж.С. Ержанова, A.B. Зубкова, A.A. Козырева, Г.И. Кулакова, С.А. Константиновой, М.В. Корнилкова, М.В. Курлени, О.Г. Латышева, A.B. Леонтьева, Я.И. Липина, Г.А. Маркова, В.Н. Опарина, И.М. Пе-тухова, И.Д. Ривкина, А.Д. Сашурина, В.А. Соловьева, С.Н. Тагильцева, И.А. Турчанинова, А.Т. Шаманской, Е.И. Шемякина, Б.В. Шреппа и др., а также Э. Айзаксона, Е. Лимана, Т. Нильсона, Л. Оберти, Н. Хаста. Однако результаты научно-исследовательских работ и нормативные документы сегодня не в полной мере обеспечивают геомеханическое обоснование безопасной подземной разработки месторождений полезных ископаемых в сложных условиях.

Таким образом, обоснование геомеханических параметров технологического и организационного процессов вскрытия и выемки в области влияния подземной разработки мощных железорудных месторождений в геодинами-чески опасном регионе имеет большое теоретическое и практическое значение, следовательно, данная тема диссертации является актуальной.

Объектом исследования — горные массивы железорудных месторождений.

Предметом исследования являются исследования закономерностей напряженного состояния при вскрытии и выемке железорудных месторождений в геодинамически опасном регионе.

Целью работы является обоснование геомеханических параметров вскрытия и выемки железорудных месторождений в геодинамически опасном регионе.

Основная идея работы заключается в установлении закономерностей напряженно-деформированного состояния в геодинамически опасном регионе при вскрытии и выемке железорудных месторождений.

Задачи исследований:

- исследовать изменение напряжённо-деформированного состояния и удароопасности массива скальных пород с учётом геологического блочного строения;

- установить зависимость предела прочности пород от глубины разработки в зонах влияния горных выработок при вскрытии и выемке железорудных месторождений на участках техногенных напряжений неактивных и динамически активных магматических массивов;

- выявить закономерности распределения коэффициентов удароопасности горных пород от глубины месторождения при сплошной выемке рудного тела по простиранию;

- исследовать изменение тектонических полей напряжений в рудных и породных массивах при отступающей выемке залежей в геодинамически опасном регионе;

- разработать классификацию по удароопасности для геодинамически опасного региона с учетом вторичного (техногенного) состояния силовых полей.

Методы исследования:

- теоретическое обобщение и научный анализ отечественного и зарубежного опыта разработки месторождений полезных ископаемых в геодинамически опасных регионах, обработка результатов методами математической статистики и корреляционного анализа с использованием ЭВМ;

- лабораторные исследования прочностных, деформационных характеристик, хрупкости по степени удароопасности, пластичности горных пород;

- натурные эксперименты для установления параметров техногенного напряженно-деформированного состояния горных пород при вскрытии вертикальными стволами методом частичной разгрузки на большой базе отрабатываемого рудного и породного массивов при подготовке очистных блоков и выемке с помощью методов щелевой и полной разгрузки по схеме Лимана в варианте УК-«Тензор»;

- измерение параметров техногенного поля напряжений и изучение характера сдвижения толщи горных пород вокруг выработок и деформаций их контуров при добыче полезных ископаемых, строительстве и эксплуатации сооружений с помощью наблюдательных станций контурных и глубинных реперов;

- измерение давления на крепь со стороны вмещающих пород и реакции крепи с использованием тензометрических платформ закладочного типа.

Основные научные положения, защищаемые автором:

- в геодинамически опасном регионе выявлены совпадения ориентировки максимальных горизонтальных напряжений, действующих в массиве блочного строения железорудных месторождений в пределах рудного тела и на контакте залежи и боковых пород, с природными тектоническими, гравитационными и пульсирующими силами, а при наличии в рудном теле разрывных нарушений - по контакту дизъюнктива скальные породы массива удароопасны;

- коэффициенты удароопасности в краевой части залежи при разработке железорудного месторождения определяются по соотношению минимальных и максимальных прогнозных значений коэффициента удароопасности: на геодинамически опасных участках увеличивается до 0,85; а на неопасных уменьшается до 0,70 с периодом цикличности около 140 м по глубине при сплошной выемке;

- в геодинамически опасном регионе техногенные напряжения сжатия в пределах (-32,4) - (-113,4) МПа и относительные деформации растяжения 0,0002 - 0,0008 в рудных и породных массивах описываются закономерностями распределения: коэффициентов хрупкости, пластичности, удароопасности при разной площади отработанных блоков и абсолютной величины переменных (пульсирующих) тектонических напряжений стп=-12,6 - -15,4 МПа в этажах при отступающей выемке руды;

- в основу классификации по удароопасности для геодинамически опасного региона положены признаки: по удароопасности породы подразделяют на классы упруго-пластического и упруго-хрупкого разрушения; по напряженному состоянию силовых полей - на три группы (тектонические, гравитационные (первичные) и техногенные (вторичные) поля); по степени разрушения - на шесть категорий (слабоудароопасные, умеренно удароопас-ные, среднеудароопасные, удароопасные, очень удароопасные, весьма ударо-опасные); по внешним признакам форм проявления горного давления классификация обеспечивает количественное прогнозирование динамических проявлений от свойств горных пород.

Достоверность научных положений подтверждается:

- результатами лабораторных испытаний (более 5 000), проведенных при изучении физико-механических свойств основных типов горных пород и оценке их удароопасности с помощью прибора УМГП-3 (на 5 рудниках и 32 горизонтах);

- удовлетворительной сходимостью (до 85 %) расчета и результатов инструментальных и шахтных измерений в сложных условиях;

- положительными результатами реализации железобетонной крепи с податливыми элементами из шлакоблоков и керамзита и жесткими - рабочей и распределительной арматуры диаметрами 16 и 32 мм в ее конструкции для технологических решений и геомеханического обоснования безопасной эксплуатации стволов на месторождениях Горной Шории и Хакасии.

Научная новизна работы и ее отличие от работ предшественников: - выявленный диапазон величин и азимутов осей техногенных главных нормальных напряжений по простиранию отах и вкрест простирания рудных тел с,,;, в зоне влияния вертикального ствола на периферии геологических блоков, в зонах геологических нарушений и пересечения рудной залежи интрузией. отах= - 5,8у#± 1,9 уЯ МПа (СВ; А=24 ±15 атт= - 3,9 уН± 1,6 уН МПа (ЮВ при А=114±15 Здесь у- плотность вышележащих пород, Па/м3; Н - глубина залегания пород, м; отличаются от ранее обоснованного проф. Б.В. Шреппом тем, что в геомеханическом поле преобладает тектоническая пульсирующая составляющая напряжений, имеющая амплитуду 215,1 МПа за период изменения в среднем 11 лет;

- установление полиномиальной зависимости отношения разности предельных и усредненных значений нормальных напряжений к максимальному касательному с глубиной ведения горных работ на участках техногенных напряжений неактивных и динамически активных магматических массивов в геодинамически опасном регионе;

- обоснование волнообразного характера изменения коэффициентов уда-роопасности пород в зависимости от их хрупкости, пластичности и петрографического состава минералов при выемке по простиранию рудного тела в геодинамически опасном регионе;

- установленный рост коэффициента концентрации техногенных горизонтальных нормальных напряжений в целиках железорудных залежей при отступающей выемке, которые изменяются с учетом глубины разработки и совпадают с циклом солнечной активности;

- разработка классификации по удароопасности в геодинамически опасном регионе с учетом вторичного (техногенного) состояния силовых полей в широком диапазоне (К}=0,71-4,0; Кг=0,03-Ю,32; К^ 1,0-^ 1,29) для обоснования вскрытия и выемки железорудных месторождений.

Личный вклад автора:

- обобщение исходной геомеханической и горно-геологической информации об удароопасных железорудных месторождениях Сибири;

- исследование процессов разрушения горных пород, основанных на хрупкости и пластичности, для управления геомеханическими процессами при вскрытии и выемке;

- анализ и обобщение лабораторных испытаний физико-механических свойств изверженных пород и оценке их удароопасности;

- установление параметров напряженно-деформированного состояния при вскрытии на периферии геологических блоков, в зонах разрывных нарушений и пересечении рудной залежи интрузией при разной глубине разработки;

- выявление основных закономерностей изменения техногенных напряжений в массиве горных пород при отработке крутопадающих железорудных месторождений с глубиной разработки;

- установление закономерностей волнообразного характера изменения коэффициента удароопасности пород в зависимости от спектра критериев их хрупкости, пластичности и петрографического состава массива месторождения при сплошной выемке по простиранию;

- обоснование геомеханических параметров коэффициентов концентрации тектонических пульсирующих напряжений в породах и железорудных залежах целиков при отступающей выемке с учетом глубины разработки;

- разработка классификации коэффициентов хрупкости и пластичности по удароопасности на разных железорудных месторождениях Сибири для обоснования вскрытия и выемки в геодинамически опасном регионе.

Практическая ценность работы состоит в том, что результаты позволяют:

- усовершенствовать методы и средства определения и контроля напряжений и деформаций в горных породах;

- разработать методические рекомендации по предупреждению динамических явлений горно-тектонического типа на железорудных месторождениях Сибири;

- разработать временное руководство по сооружению вертикальных стволов при повышенном горном давлении и удароопасности на рудниках Сибири;

- внедрить в массовое производство мероприятия по вскрытию и выемке железорудных месторождений в геодинамически опасном регионе.

Реализация работы в промышленности. Результаты исследований и проектных разработок: «Исследование и обоснование конструктивных параметров крепи, армировки и условий безопасной проходки вертикальных стволов при повышенном горном давлении и удароопасности на рудниках Сибири», «Геомеханическое обоснование безопасной эксплуатации стволов и сооружений комплекса подземного дробления (КПД) на Абаканском руднике» - доведены до практического использования и внедрены в практику проектирования, строительства и выемку железорудных месторождений.

По заданию горнодобывающих предприятий при участии автора были подготовлены заключения и рекомендации по оценке удароопасности и прочности горных пород Абаканского, Краснокаменского, Таштагольского, Казского и Шерегешевского месторождений. Разработаны и внедрены технологические решения: на выбор оптимальной площади отработанных блоков в этажах при отступающей выемке руды по зависимостям параметров блока от коэффициента концентрации напряжений в блоках и использование монолитных бетонных крепей с податливыми и жесткими элементами. Экономический эффект от внедрения превысил 365000 рублей.

ментам на выемку глубоких горизонтов Таштагольского, Казского, Абаканского, Краснокаменского и Горно-Шорского филиалов ОАО «Евразруда» и использованы проектным институтом ОАО «Сибгипроруда» при составлении проектов вскрытия глубоких удароопасных горизонтов.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и были одобрены на горной секции научно-технического совета ОАО «Вос-тНИГРИ»; техсоветах филиалов Таштагольского, Казского, Абаканского, Горно-Шорского ОАО «Евразруда» (2007 - 2008). На всесоюзном научно-техническом совещании «Технология и механизация крепления подготовительных и нарезных выработок» (Кривой Рог, 1991); всероссийской конференции «Управление напряженно-деформированным состоянием массива горных пород при открытой и подземной разработке месторождений полезных ископаемых» (Екатеринбург, 1994); 3-й международной конференции «Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых» (Новокузнецк, 1998) и международной конференции «Геодинамика и напряженное состояние земных недр» (Новосибирск, 1999); 7-й международной научно-практической конференции «Перспективы развития горнодобывающей промышленности в 3-м тысячелетии» (Новокузнецк, 2000); международной научно-практической конференции «Современные перспективные технологии разработки и использования минеральных ресурсов» (Новокузнецк, 2001); 9-й международной конференции «Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов» (Новокузнецк, 2002); 8-10-й международных конференциях «Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых» (Новокузнецк, 2003,2004,2005).

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 41 работе (из них 37 публикаций, 4 патента на изобретение), отражают основное содержание диссертации, в том числе в изданиях по рекомендациям ВАК - 34.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, изложенных на 327 страницах машинописного текста, 79 рисунков, 49 таблиц, заключения, списка литературы из 205 наименований и 11 приложений.

Автор выражает искреннюю признательность научному консультанту, научным сотрудникам ВостНИГРИ, СибГИУ, ИГД УрО РАН, ИГД СО РАН, УГГУ за ценные замечания при выполнении и обсуждении результатов исследований, работникам производства Таштагольского, Казского, Абаканского, Горно-Шорского филиалов ОАО «Евразруда» и службам прогноза и предотвращения горных ударов за советы и помощь, оказанную при выполнении работы.

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОДЕРЖАНИЯ РАБОТЫ

В первой главе «Горно-геологические особенности вскрытия и выемки рудных месторождений в геодинамически опасных регионах» дается краткий анализ горно-геологических особенностей вскрытия и выемки

рудных месторождений в геодинамически опасных регионах, обосновывается идея безопасной разработки удароопасных месторождений, формулируется цель работы и решаемые задачи.

Во второй главе «Методология обоснования геомеханических параметров безопасного вскрытия и выемки месторождений полезных ископаемых в условиях повышенной геодинамической активности» - разработана методология обоснования геомеханических параметров вскрытия и выемки месторождений полезных ископаемых в условиях повышенной геодинамической активности.

В третьей главе «Исследования напряженно-деформированного состояния крепи и вмещающих пород магматических массивов при вскрытии вертикальными стволами» - обобщены исследования напряженно-деформированного состояния крепи и вмещающих пород магматических массивов Абаканского и Таштагольского при вскрытии вертикальными стволами.

В четвертой главе «Натурные наблюдения напряженно-деформированного состояния железорудных массивов месторождений при выемке в сложных условиях» - обобщены натурные наблюдения напряженно-деформированного состояния железорудных массивов месторождений Таштагольского и Шерегешевского при выемке в сложных условиях.

В пятой главе «Закономерности изменения параметров напряженно-деформированного состояния на рудниках Сибири» - установлены автором закономерности изменения параметров напряженно-деформированного состояния на рудниках Сибири.

В шестой главе «Развитие методов прогноза напряженно-деформированного состояния породных массивов при вскрытии и выемке месторождений» - усовершенствованы способы прогноза напряженно-деформированного состояния породных массивов при вскрытии и выемке железорудных месторождений Горной Шории и Хакасии.

В седьмой главе «Управление геомеханическими процессами при вскрытии и выемке железорудных месторождений Сибири в сложных условиях» - рассмотрены автором вопросы управления геомеханическими процессами при вскрытии и выемке железорудных месторождений Сибири в сложных условиях.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ПЕРВОЕ НАУЧНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ:

в геодинамически опасном регионе выявлены совпадения ориентировки максимальных горизонтальных напряжений, действующих в массиве блочного строения железорудных месторождений в пределах рудного тела и на контакте залежи и боковых пород, с природными тектоническими, гравитационными и пульсирующими силами, а при наличии в рудном теле разрывных нарушений - по контакту дизъюнктива скальные породы массива удароопасны.

При исследовании напряженно-деформированного состояния массива, сложенного различными прочными и упругими горными породами, ослабленного в результате проведения вертикальной выработки как на периферии геологических блоков, так и в зонах разрывных нарушений, необходимо знать закономерности, связывающие напряжения и деформации с учетом времени.

О природном напряженном состоянии толщи пород наиболее достоверную информацию дают методы инструментальных измерений деформаций на больших базах при проведении капитальных выработок вертикальных стволов, разработчиком которых является ИГД УрО РАН.

Методика измерений состоит в выбуривании шпуров непосредственно у забоя выработки на её контуре, глубиной 150-200 мм и диаметром до 45 мм, под съёмные реперы с крючьями для зацепления рулетки, реперы выполнены в виде двух разъёмных металлических клиньев. С помощью натяжения маркшейдерской рулетки через блок натяжения рулетки силой 60 Н и передвижного нониуса производим замеры деформаций, первый - до взрыва по измерительным линиям в трёх направлениях - два взаимно перпендикулярных (I-I и III-III) и одно под 45 градусов к ним (II-II). Оставляем все съёмные реперы с крючьями для зацепления рулетки в шпуре, и после проведения выработки на расстояние, примерно равное наибольшему размеру выработки, после взрыва - в такой же последовательности производим второй замер. По разнице между начальным и конечным показателями по каждому направлению определяют соответствующие смещения контура горной выработки в измеренном направлении.

В период проходки ствола «Клетевой» (Абаканский филиал ОАО «Евразру-да») скорость смещения массива пород была больше у забоя вертикальной выработки, чем со стороны очистного пространства. При этом горные работы на глубинах 172,265, и 450 м нарушают установившееся положение равновесия блоковых структур; ослабляют внутренние связи блоков; изменяют соотношение их масс и активизируют межблоковые подвижки породы; деформируются по-разному одни (туфоконгломераты) в пределах упругости (глубина #=98 м, смещение пород от 0,9 до 1,4 мм/м); другие (гранодиориты) -за пределами упругости с появлением остаточных необратимых деформаций (#=265 м, смещение от 10,8 до 16,9 мм/м; #=590 м, смещение от 15 до 32 мм/м) в неоднородном гранитном массиве месторождения, который испытывает неравнокомпонентное силовое воздействие горизонтальных главных напряжений сжатия вкрест простирания (оу= 10,7+28,1 МПа) и по простиранию (сх =13,6+32,9 МПа), а направление пространственного вектора максимальных горизонтальных напряжений сжатия совпадает с ази мутом контакта залежи и боковых пород в неоднородном массиве месторождения А=37° (рисунок 1).

По характеру изменения напряженно-деформированного состояния на глубине 590 и 710 м, разрывных нарушений в массиве, вклинивающихся поверхностей интрузий в рудную залежь можно выделить два участка влияния технологических процессов. Первый участок характеризуется влиянием про-

ходки и ограничен от контура к центру ствола (в период проходки основная нагрузка приходится на основание стенок ствола и приконтурный массив), второму присуще влияние разгрузки и передвижки секций опалубки крепи, расположен он от середины призабойного пространства до ограждения опалубкой крепи. При этом нагрузку от массива в первую очередь воспринимают ребра передвижной опалубки со стороны ограждения крепи.

Глубина #пр э, м изменение направления горизонтальных максимальных напряжений

^. ** - тектонические нарушения ~ интрузивные породы

^^ - контуры разрабатываемых рудных тел / - контуры отработан-

ных рудных тел

- главные напряжения, действующие по простиранию рудных тел <ух

- главные напряжения, действующие вкрест простирания <зР

Рисунок 1 - Аксонометрическое изображение изменчивости вторичных напряжений тектонического поля напряжений

Таким образом, к началу выемки следующего нижележащего этажа в краевой части массива образуется зона повышенных напряжений, изменяются главные компоненты напряжений сжатия вкрест простирания (сгу=Ю,3+ 25,0 МПа) и по простиранию (сг,=93,9-г124,0 МПа), угол между меридианом и контактом падения будет переменным (/4=24-^89°).В процессе горных работ забой ствола после взрыва перемещается на новый этаж. В результате выемки руды начинается трещинообразование в породах, а деформации е продолжают увеличиваться в направлении (СВ- ЮЗ) пространственного вектора техногенных максимальных горизонтальных напряжений сжатия, которые изменяются за счет сдвижения и обрушения вмещающих пород и выклинивания интрузии и разрывных нарушений на глубину разработки, что подтверждено инструментальными измерениями на различных этажах: отм. (+505}-{+425) м, расстояние от границ выемочных блоков 825 м, е=0,00018 (СВ-ЮЗ); отм. (+425Н+345) м, расстояние 915 м, е=0,00052(В-3); отм. (+345Н+285) м, расстояние 950 м, е=0,00037 (СВ-ЮЗ); отм. (+285)-(+225) м, расстояние 1100 м, е=0,00169 (С-Ю); отм. (+225)-(+145) м, расстояние 1130 м, е=0,000658 (СВ-ЮЗ).

Величины напряжений на контуре породных стенок указывают на состояние устойчивого обнажения, с одной стороны, и сопротивляемость породы разрушению в зонах тектонических нарушений и пересечения интрузией - с другой. При проходке ствола «Клетевой» с поверхности и до глубины 590 м залегают туфоконгломераты, гранодиориты и граниты, у которых упругие свойства снижались (модуль упругости Е=(4,06-1,72)-104 МПа), а прочностные увеличивались (предел прочности при сжатии ссж=61,8-132 МПа). Упругие и прочностные свойства изменялись в обратно пропорциональной зависимости, такое состояние сказывалось на устойчивости обнажения массива пород вблизи проходящих Девонского и Кенийского разломов. Таким образом, вышеперечисленные породы сменялись на глубине 710 плагиогранита-ми, у которых модуль упругости возрос до 4,30-Ю4 МПа, а предел прочности снизился до 66,1 МПа, что характерно для интрузивных комплексов (собственно геосинклинальных) стадий развития подвижных поясов, где они вместе с гранодиоритами входят в состав третьей фазы габбро-плагиогранитной формации. Формация габбро-плагиогранитов - одна из наиболее поздних интрузивных формаций ранней стадии развития складчатых областей. Породы этой фазы, состоящие из кварца (20-30 %) и плагиоклаза с некоторым количеством цветных минералов, позволяют увеличить упругие свойства за счет концентрации напряжений, которые больше предела прочности пород, что вполне естественно. Значительные напряжения горная порода выдерживать не может, она разрушается со стороны тектонически деформируемого массива и способствует проявлению горного давления в динамической форме.

На Абаканском железорудном месторождении, как и на других, одним из основных факторов, наряду с горно-технологическими и геологическими, оказывающих существенное влияние на параметры геодинамических процессов горных пород, является первоначальное напряженное состояние

горного массива в условиях повышенной тектонической активности. Существующая взаимосвязь параметров геодинамических процессов с естественным тектоническим полем напряжений, действующим на разрабатываемом железорудном месторождении при проходке ствола «Клетевой» в динамически активном районе (Кенийский и Девонский глубинные разломы), прослеживается значительно ниже глубины разработки (Н=600м). Возникновение подвижек связано с действием высоких горизонтальных тектонических напряжений в нетронутом массиве горных пород, состоящих из отдельных тектонических нарушенных блоков, уровень напряжений в этих блоках изменяется с периодичностью 11 лет, совпадающей с циклом солнечной активности (СА) таблица 1 и рисунок 2.

Таблица 1 - Геодинамические проявления горного давления в стволе

«Клетевой» Абаканского рудника за период 1997-1999 гг.

Годы Вид динамических проявлений Глубина Я, м Количество проявлений

1997 Стреляние горных пород 606,4 17

1998 Стреляние горных пород 635 - 709 4

1999 Стреляние горных пород 749 + 751 3

Из таблицы 1 следует, что непосредственной причиной возникновения этих геодинамических проявлений (стреляний горных пород) часто является развитие горных работ на большой глубине (при #=600-750 м), то есть пересечение поперечным сечением площади ствола другой горизонтальной плоскостью (переход вертикального ствола на рассечку гор. - 90м).

ф - микроудары; ! - количество стреляний горных порол

22, 23 - периоды СА; эа период времени

Рисунок 2 - Временная привязка геодинамических проявлений в стволах шахт Хакасии к изменению солнечной активности

Из рисунка 2 видно, что 1997-1999 гг. нарастания СА напряженное состояние земной коры уменьшается и наблюдается максимальное число геодинамических явлений, но меньшей энергетике.

А на участках пересечения тектонических аномальных зон со знакопеременными силами тяжести и дайковых образований происходят наиболее мощные геодинамические явления, вследствие хрупкости горных пород и

способности аккумулировать упругую энергию деформаций за счет плика-тивных зон вблизи Кенийского и Девонского глубинных разломов.

Необходимо отметить, что ранее с 25.07.1997 г. в стволе «Клетевой» имели место стреляния горных пород с интенсивным заколообразованием, с отметки глубин - 90 м, где производились работы по рассечке этого горизонта. За период 179 суток произошло 17 случаев стреляния горных пород и впервые - микроудар, при котором образовались трещины в бетонной крепи и отслоения по всей высоте заходки в секторе В-Ю (рисунок 3).

Место проявления микроудара приурочено к контакту тектонического нарушения в гранитах с повышенной геодинамической активностью, в зоне влияния тектонического нарушения наличие трещины карбонат-сульфидных пород мощностью 1-3 см в направлении север-юг. Направление разрушения породы при микроударах ориентировано перпендикулярно к действию максимальных напряжений.

£ В

X + /

-дизъюнктивные нарушения;

+ +

! - контур нарушений крепи;

\ + \

- граниты;

тектоническая трещина

Рисунок 3 - Геологическая схема участка ствола «Клетевой» где произошел микроудар

В условиях горизонтального сжатия на Абаканском месторождении горные породы деформируются, что говорит об их склонности к геодинамическим проявлениям, а для подтверждения этого необходимы натурные исследования о напряженно-деформированном состоянии массива в зонах повышенной техногенной активности. Исследования напряженно-деформированного состояния в призабойном массиве при проходке вертикальных стволов «Клетевой», «Главный» и «Воздуховыдающий» проводились методом частичной разгрузки на большой базе за период 1992-1998 гг. С 1992 по 1996 гг. - в годы спада СА - напряжения растут, число геодинамических явлений со средней энергетикой увеличивается, а с 1996 по 1997 гг. - годы минимума СА - Земля максимально сжата, и наблюдаемые геодинамические

явления имеют максимальную энергетику. Результаты экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния массива пород приведены в таблице 2 и рисунке 1.

Таблица 2 - Оценка напряжений в призабойном массиве пород

Абаканского железорудного месторождения

Месторождение, место замера Глуби на Н,и Тип горных пород Модуль упругости Е, МПа Предел прочности Осж, МПа Величина и азимут максимальных напряжений, МПа

02 Атах град.

Абаканское,

ствол «Клетевой»

25.03.1992 г. 98 Туфокон-

гломерат 4.1-104 61.8 -10.4 -5.7 38

04.06.1992 г. 118 Туфокон-

гломерат 3.6-104 65.9 -43.8 +1.5 39

18.11.1993 г. 172 Грано-

диориты 3.7-104 72.6 -13.6 -10.7 37

17.02.1995 г. 265 Граниты 2.5-104

10.05.1996 г. 450 Граниты 2.5-104 88.4 -32.9 -28.1 37

08.05.1997 г. 590 Грано- 84.6 -30.8 -27.6 37

диориты 1.7-104 132.2 -124.0 -10.3 24

11.05.1998 г. 710 Плагио-

граниты 4.3-104 66.1 -93.9 +88.9 89

Ствол «Главный»

28.10.1993 г. 645 Туфопес- 3.0-104 - -58.3 -9.1 36

чаник

16.11.1993 г. 650 - 3.0-104 - -103.1 -89.4 38

13.05.1996 г. 792 - 1.4-104 96.4 -93.9 -83.3 28

Ствол «Возду-

ховыдающий»

09.05.1997 г. 533 Туфокон- 4.6-104 77.9 -43.4 -25.0 43

10.10.1997 г. 635 гломерат 1.7-104 95.8 -73.5 -62.8 19

Из таблицы 2 и рисунка 1 видно, что направление максимальных напряжений на новой промплощадке в районе стволов «Клетевой», «Главный» и «Воздуховыдающий» не изменило своей ориентировки и по прежнему действует в северо-восточном направлении по азимуту А= 19-43 градусов. Аномалии силы тяжести в районе меняются с севера на северо-восточное и совпадает с полем развития мощной толщи гранитоидов Абазинской интрузии в интервале глубин 539,0-846,1 м и близлежащего к окрестностям месторождения хребта Кирса, простирающегося в северо-восточном направлении (азимут 37 градусов).

Проходка стволов в железорудных полях напряжений тектонической природы сопровождается их перераспределением, в частности, изменением

ориентировки главных напряжений и их абсолютных значений как в пространстве, так и во времени. Например в геомеханическом поле напряжений 28.10.1993 гг. - годы спада СА - напряжения растут при углубке ствола «Главный» на глубине 645 м; горизонтальные составляющие главных нормальных напряжений: а(=-58,3 МПа - по простиранию, и а2=-9,1 МПа -вкрест простирания, а через 20 дней, 16.11.1993 г., на отметке 650 м установили следующие параметры тектонического поля напряжений: с^—103,1 МПа и сг2=-89,4 МПа, а азимут изменился от 36 до 38 градусов.

Таким образом, при проходке ствола «Клетевой» на отметке 590 м 08.05.1997 г. горизонтальные составляющие тектонического поля напряжений составили по простиранию СТ1=-124,0 МПа, а вкрест простирания - а2=-10,3 МПа с азимутом А=24 градуса северо-восточного направления, а на другом стволе «Воздуховыдающий» 10.10.1997 г. на глубине 635 м главные нормальные напряжения составили по простиранию ст^-73,5 МПа, вкрест простирания - ст2=-62,8 МПа, но азимут изменился (А=19 градусов), что подтверждает характер изменения напряженно-деформированного состояния массива пород с глубиной. Новое напряженное состояние массива в окрестностях стволов «Клетевой» и «Главный» определяется изменением главной горизонтальной составляющей по простиранию как по величине, так и по направлению.

А на другом стволе «Главный» наблюдалась такая же картина, но только при углубке 16.11.1993 г. на отметке 650 м составляющая главных нормальных напряжений по простиранию а, =-103,1 МПа, азимут Л=38°, а 13.05.1996 г. на глубине 792 м горизонтальная главная составляющая по простиранию сп =-93,9 МПа, с азимутом А= 28 Такое изменение величины главной нормальной горизонтальной составляющей по глубине тектонического поля напряжений объясняется наличием в массиве зоны систем трещин глинки трения (мощностью 0,6 - 1,0 м) в интервале глубин -194-Г-242 м ствола «Клетевой». На отметке -77 м (Я=590 м) этого ствола в гранодиоритах происходит концентрация напряжений, а в стволе «Главный» на отметке -137 м (//=650 м) в туфопесчаниках концентрация напряжений понизилась за счет неоднородности пород в массиве и меньшего поперечного сечения ствола.

В массиве горных пород в окрестностях стволов определялись новые результирующие напряжения, являющиеся суммой гравитационных, тектонических фоновых и тектонических пульсирующих сттп, изменяющихся во времени, по величине и направлению. Анализ результатов уровня измеренных напряжений показывает: в стволе «Клетевом» пульсирующие напряжения отп=-15,1 МПа, «Главном» отп=-2,0 МПа и «Воздуховыдающем» о„=-3,8 МПа. Следовательно, крепление стволов проводилось в промежутках мевду минимумом и максимумом тектонических пульсирующих напряжений в период минимума СА (максимальное сжатие массива), уменьшение пульсирующих напряжений в последующем приведет к появлению в крепи растягивающих напряжений, которые частично будут компенсированы сжатием в период ее возведения. А проходка и крепление ствола «Клетевой» продолжа-

лись в период нарастания СА, увеличение пульсирующих напряжений в последующем приведет к увеличению сжатия крепи в дополнение к сжатию в период ее возведения, что является наиболее опасным для крепи.

ОАО «ВостНИГРИ», ОАО «Сибгипроруда» и Абаканский филиал ОАО «Евразруда» на основании проведенных исследований в стволе «Главный» разрешили проходку ствола «Клетевой», под авторским контролем поэтапно, через 100 м крепления изменять конструктивные элементы крепи в сложных горно-геологических условиях.

Рекомендованное крепление ствола «Клетевой» в интервале глубин -366+-410 м производить железобетоном марки В-30 с толщиной стенки крепи 600 мм и однослойной арматурной сеткой диаметром 16 мм, которое равноценно железобетонной крепи с маркой бетона В-30, толщиной 400 мм и арматурной сеткой с диаметром арматуры 32 мм.

Крепление сопряжения ствола «Клетевой» гор. -410 м необходимо выполнить железобетоном в следующих вариантах: марка бетона В-25, толщина крепи (500) 600 мм, двойная арматурная сетка диаметром не менее (20) 16 мм с ячейкой (200x200) 250*250 мм с оставлением временной крепи из спецпрофиля СВП-17.

ВТОРОЕ НАУЧНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ:

коэффициент запаса прочности горных пород в зонах влияния горных выработок при вскрытии и выемке в интервале 200 - 1200 и глубин залегания зависит от минерального и химического состава пород железорудных месторождений, на неактивных по динамическим событиям участках убывает, а динамически активных — возрастает.

Снижение техногенной опасности на Таштагольском месторождении требует наличия достоверных оперативных данных об изменении предела прочности пород от глубины в зонах влияния горных выработок при вскрытии и выемке железорудных месторождений в геодинамически опасном регионе общим объемом 91,3 тыс. м3. Создание и целевое использование базы данных исследований осуществлялись в направлении, адекватном описанию динамических проявлений, имеющих место в горных породах на участках неактивных и динамически активных магматических массивов. Чтобы оценить прочность твердых пород и определить показатели сопротивления пород сдвигу, а также характеристики влияния естественной структуры и вещественного состава, т. е. для определения коэффициента запаса прочности в практике лабораторных исследований применяется одноосное сжатие и растяжение.

Образцы подготавливались на камнерезном и шлифовальном станках с параметрами А = 1,0^ (А - высота образца, мм; с/ — диаметр керна, мм) и допуском на параллельность между гранями ±0,1 мм. Нагружение образцов производилось на гидравлическом прессе П-125. В качестве измерителей использовались тензорезисторы типа 2ПКБ-20-200А (коэффициент тензочувст-вительности К= 2,05), а фиксирующей аппаратурой служила тензометриче-ская станция ИДЦ-1.

Значения экспериментальных параметров в натурных условиях получены методом полной разгрузки в варианте УК-«Тензор». Согласно методике, разработчиком которой является ИГД СО РАН, бурение измерительной (с?=36 мм) и разгрузочной (с/= 112 мм) скважин осуществлялось станком БСК-2м-100. В качестве регистрирующей аппаратуры использовалась тензомен-трическая станция ИДЦ-1 в шахтном исполнении, а в качестве измерителя -тензометр с розеткой 0, 120, 240 градусов и расположением тензорезисторов 0, 45, 90 градусов. В ходе испытания кернов в нагрузочном устройстве были определены упругие характеристики пород, подсеченных скважиной.

При этом в зависимости от свойств пород условия их разрушения могут быть охарактеризованы различными комбинациями параметров напряженно-деформированного состояния. Для построения паспортов прочности используются комбинации параметров полученных в натурных условиях, техногенные горизонтальные напряжения вкрест и по простиранию рудных тел, и касательные в качестве приведенного напряжения здесь выступает полуразность наибольшей и наименьшей горизонтальных нормальных компонент и лабораторные пределы прочности при одноосном сжатии и растяжении (рисунок 4).

с - нормальные напряжения; Т - касательные; 01 - главная компонента горизонтальных напряжений вкрест простирания; Ог - по простиранию; <тсж - предел прочности на сжатие; ор -растяжение; стпр - компонента нормальных предельных напряжений; Су - компонента нормальных усредненных напряжений

Рисунок 4 - Паспорт прочности по значениям экспериментально установленных пределов прочности и горизонтальных напряжений

Построенный паспорт прочности представляет собой график функциональной зависимости между нормальными и касательными напряжениями, при которых происходит разрушение горных пород. По результатам построения получаем значения параметров, которые позволяют оценить условия разрушения пород не только в одноосном, но и в объемном напряженных состояниях, - это коэффициент запаса прочности горной породы, определяемый отношением разности техногенных предельных и усредненных значений нормальных напряжений к максимальному касательному напряжению.

Значения экспериментальных параметров и графических построений для определения коэффициента запаса прочности горных пород по скважи-

нам № 603, 704, 705, 607, 614, 618 Таштагольского железорудного месторождения приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Результаты экспериментальных исследований

Глу- Тип горной породы Горизонтальные напряжения, МПа Пределы прочности, МПа Нормальные напряжения, а Касательные Коэффициент запаса прочности

бина Я, м по простора ра-нию вкр. простирания на сжатие ния т, МПа предельные усред-ред-нен-ные пряжения X, МПа

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Скважина № 603

430 510 603 750 800 900 1001 Туф трахитового порфира Андезитовый порфирит Диоритовый порфирит Туф трахитового порфира Порфирит -17.8 -33.3 -62.5 -37.5 -63.6 -82.4 -290. -13.0 -15.0 -40.6 -19.1 -24.2 -37.0 -165. 164 162 152 109 188 188 173 3.8 3.9 5.2 3.4 2.6 2.6 4.2 20.0 28.0 54.0 31.0 46.0 62.0 215.0 3.0 9.0 11.0 10.0 21.0 23.0 63.0 2.4 9.2 10.9 9.2 19.7 22.7 62.5 7.0 2.0 3.9 2.3 1.3 1.7 2.4

Скважина № 704

400 550 639 757 850 900 1058 Порфирит Габбро-порфирит -17.8 -33.3 -62.5 -37.5 -63.6 -82.4 -290. -13.0 -15.0 -40.6 -19.1 -24.2 -37.0 -165. 51.0 60.8 142 111 184 62.8 90.2 7.5 4.9 9.9 16.3 9.6 11.0 15.4 21.0 26.0 55.0 32.0 43.0 44.0 177.0 2.0 9.0 11.0 10.0 20.0 20.0 63.0 2.4 9.2 10.9 9.2 19.7 22.7 62.5 7.9 1.8 4.0 2.4 1.1 1.2 1.8

Скважина № 705

438 515 639 754 858 890 1177 Сланцы полеошпат серицит хлоритовые Агломератовый туффит Сланцы полевошпат-хлоритовые Сланцы по алевролитам Сланцы по туфам Туффиты -17.8 -33.3 -62.5 -37.5 -63.6 -82.4 -290 -13.0 -15.0 -40.6 -19.1 -24.2 -37.0 -165 41.2 57.8 32.4 58.8 93.1 59.8 54.9 10.2 4.0 3.6 2.2 5.3 11.8 8.1 18.0 25.0 45.0 29.0 44.0 52.0 177.0 2.5 10.0 11.0 9.0 20.0 23.0 64.0 2.4 9.2 10.9 9.2 19.7 22.7 62.5 6.4 1.6 3.1 2.1 1.2 1.3 1.8

Скважина № 607

248 558 590 759 792 1381 Туффит Туф андезитового порфира Альбит андезитовый порфир Туффит -17.8 -33.3 -62.5 -37.5 -63.6 -82.4 -13.0 -15.0 -40.6 -19.1 -24.2 -37.0 63 128 237 31 73 137 2.6 6.0 8.2 5.2 5.2 5.8 18.0 28.0 54.0 21.0 44.0 62.0 2.0 9.0 13.0 13.0 20.0 24.0 2.4 9.2 10.9 9.2 19.7 22.7 6.7 2.0 3.7 0.9 1.2 1.6

Окончание таблицы 3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1586 Туфоалевролит -290 -165 136 6.4 216.0 65.0 62.5 2.4

Скважина № 614

399 Сиенит -17.8 -13.0 147 10.1 17.0 2.0 2.4 6.3

462 Туф трахитового порфира -33.3 -15.0 109 6.3 24.0 9.0 9.2 1.6

725 Сиенит -62.5 -40.6 147 9.5 54.0 12.0 10.9 3.8

739 - -37.5 -19.1 156 10.3 31.0 9.0 9.2 2.4

790 - -63.6 -24.2 82 6.9 43.0 20.0 19.7 1.2

Скважина № 618

618 Туф среднеосновного со- -62.5 -40.6 63 6.3 45.0 11.0 10.9 3.1

става

702 - -37.5 -19.1 37 6.0 23.0 9.0 9.2 1.5

805 - -63.6 -24.2 64 6.2 41.0 20.0 19.7 1.0

930 Сиенит андезит-ба-

зальтового состава -82.4 -37.0 80 9.6 54.0 23.0 22.7 1.3

1282 Порфирит пла-

гиоклазовый -290 -165 166 12.0 164.0 65.0 62.5 1.5

1960 Сиенит - - 235 17.2 201.0 64.0 62.5 2.1

5 я К

■е ■е

о И

31 1

ли У 1 2 И '„А

200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 ГлубинаЯ3„,м

Рисунок 5 - Зависимость коэффициента запаса прочности пород от глубины их залегания

По данным таблицы 3 и рисунку 5 автором установлены изменения коэффициентов запаса прочности горных пород в зонах влияния горных выработок при вскрытии и выемке в интервале 200 - 1200 м глубин залегания зависит от минерального и химического состава пород железорудных месторождений, на неактивных по динамическим событиям участках убывает, а динамически активных - возрастает. При этом получена корреляционная связь при коэффициенте корреляции г = 0,716:

п = 6 • Ш6 • #3 .„ - 0,0145 Я3 „ + 9,958, г = 0,716,

где п - коэффициент запаса прочности горной породы; Нг.п- глубина залегания пород, м.

При пересечении пород низкой модульности (разновидность сланцев, скв. № 705) с породами ниже средней модульности (порфириты, скв. № 704) возникает стреляние; пород средней модульности (туфы среднеосновного состава, скв. № 618) с породами низкой модульности (разновидность сланцев, скв. № 705) происходят толчки. При взаимодействии пород средней модульности (разновидность сиенитов, порфиритов, туфов, скв. № 603, 607, 614, 618, 704) наблюдаются микроудары, а пород высокой модульности (сиениты, туфы андезитового порфирита, туфы трахитового порфира, скв. № 603, 607, 614) с породами средней и высокой модульности - горные удары.

Динамические проявления, происходящие в массиве горных пород Таштагольского железорудного месторождения, обусловливают неоднородное распределение напряжений в массиве, определяющих его геологическое строение, обусловленные господством тектонического режима.

В рассмотренных горно-геологических условиях в геодинамически опасном регионе, как показывает практика, деформации, вызванные ползучестью пород, нельзя предотвратить возведением жесткой крепи, требуется введение в конструкцию крепи вертикальных стволов податливых элементов.

С учетом выполненных ОАО «ВостНИГРИ» и автором исследовательских работ и положительного промышленного опыта использования в конструкции крепи ствола «Сибиряк» податливого элемента в виде пустотелых шлакоблоков (осж=5,0 МПа), рекомендуется при сооружении других вертикальных стволов в аналогичных условиях использовать защитный буферный сминаемый слой из пустотелых шлакоблоков с осж=12,5 МПа.

ТРЕТЬЕ НАУЧНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ:

коэффициенты удароопасности в краевой части залежи при разработке железорудного месторождения определяются по соотношению минимальных и максимальных прогнозных значений коэффициента удароопасности: на геодинамически опасных участках увеличивается до 0,85; а на неопасных уменьшается до 0,70 с периодом цикличности около 140 м по глубине при сплошной выемке.

Успешное решение технологических задач, связанных с подземной разработкой месторождений сплошным фронтом по простиранию рудных тел, в большей степени зависит от данных предварительной оценки свойств пород массива, их трещиноватости, прочности, крепости и удароопасности на разных глубинах. Во многих случаях наблюдаются значительные вариации физико-механических свойств горных пород массива в пределах выемки месторождений. Наиболее актуальна задача прогнозирования динамических процессов и явлений при добыче полезных ископаемых, освоении подземного пространства и строительстве в сложных горно-геологических условиях.

Для изучения свойств пород в условиях различных физических состояний и воздействий необходимы лабораторные исследования большого объема кернового материала с различных участков месторождения. Образцы высотой 20 мм и допуском на параллельность между гранями ±0,5 мм. Испытания образцов на механические свойства горных пород осуществлялись с

помощью прибора УМГП-3 по методике Л.А. Шрейнера путем вдавливания пуансона в образец породы с одновременной записью диаграммы разрушения самописцем в осях «нагрузка-деформация». Графики деформации хрупких пород имеют вид плавных кривых, резко обрывающихся в момент разрушения образца под пуансоном.

При развитии в земной коре несплошностей техногенного и тектонического характера роль нагружающего устройства играют как окружающие породы, так и действующие напряжения. Последние показаны неравномерным распределением в пространстве величины и соотношения главных нормальных горизонтальных составляющих.

Склонность полезных ископаемых и пород к деформированию и разрушению как в допредельных, так и запредельных зонах показывает, что деформационные процессы в массиве характеризуются большим разнообразием видов напряженных состояний за счет зернистости и степени раскри-сталлизованности ячеистой структуры, при которых возможно хрупкое разрушение этих пород, руд и определяются коэффициенты удароопасности. Коэффициенты удароопасности в допредельной К] и в запредельной зонах К2, определенные в лабораторных условиях различных типов пород и руд по категориям удароопасности, приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Результаты испытания образцов основных пород

Тип горной породы Коэф. Коэффициенты

пласт. удароопасности

кт К, Кг

Сиенит 1.36 0.70 0.22

Сиенит-порфир 1.07 0.93 0.17

Сиенит андезит-базальтового состава 1.09 0.92 0.21

Туфы 1.07 0.94 0.10

Туфолава 1.05 0.96 0.08

Туф андезитового порфирита 1.11 0.90 0.14

Туф смешанного состава 1.14 0.87 0.21

Туф трахитового порфирита 1.21 0.82 0.34

Туфоалевролит 1.17 0.86 0.28

Туффит 1.28 0.79 0.22

Туффит агломератовый 1.05 0.96 0.08

Туффиты трахитовые 1.18 0.87 0.11

Порфирит 1.23 0.85 0.21

Диоритовый порфирит 1.22 0.82 0.18

Габбро-порфирит 1.05 0.95 0.18

Порфирит-плагиоклаз 1.07 0.93 0.22

Альбит-андезитовый порфирит 1.21 0.83 0.18

Сланцы серицит-полевошпатовые 1.01 0.99 0.24

Сланцы полевошпат-серицит-хлоритовые 1.09 0.92 0.05

Сланцы по алевролитам 1.01 0.99 0.05

Сланцы по туфам 1.08 0.93 0.08

Известняк 1.12 0.90 0.08

Скарны 1.22 0.83 0.21

Магнетитовая руда 1.15 0.87 0.12

Как видно из данных таблицы 4, все породы и полезное ископаемое, которые находятся в створах будущих стволов «Шория-1», «Ново-Клетевой» и геологоразведочных скважин № 607, 614, 618, 704 и 705, можно отнести к категории «удароопасные», поскольку у руды и всех типов пород коэффициенты удароопасности с глубиной выемки месторождения сплошным фронтом увеличиваются по мере развития по простиранию очистных работ в этаже 0.7, К2<\.0 и Кт —>1,0). Коэффициентом удароопасности называется величина, показывающая, какая часть затрачиваемой энергии расходуется на разрушение горной породы.

Индивидуальное влияние указанных коэффициентов удароопасности К\ в допредельной зоне разрушения в зависимости от пластичности Кш горных пород и приведенных факторов с началом развития очистных работ в этаже изменяется и перемещается на массив вновь вводимого в эксплуатацию нижележащего этажа и описывается линейной функцией (рисунок 6).

ь? 1.оо

о 0.90

£0

1 0.80

га

£ 0.70

я"

5 ..........., ■■ ■ . 4 ■ . .............-, ■!■■ .1 .......- -...... I 1.1..Н -I——-Ь.——1-. . .1 .1 ■ ушш.

•е- 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4

¿3 Коэффициент пластичности

Рисунок 6 - Зависимость коэффициента удароопасности К\ от пластичности Кт пород

В точках, где эти коэффициенты равны 1,0 и близки к предельному значению, равному 1,0, тоже могут возникнуть горные удары, но различной интенсивности, что позволило установить корреляционную связь между предельными коэффициентами удароопасности в допредельной зоне разрушения и пластичности Кпл, при коэффициенте корреляции г = 0,976:

К\= - 0,7654 Кп„ +1,7575. (2)

Проявления горных ударов на Таштагольском железорудном месторождении при сплошной выемке происходят за счет изменения структуры руд и пород. Коэффициенты удароопасности определяются по соотношению минимальных и максимальных прогнозных значений коэффициента удароопасности: увеличивается до 0,85 на динамически опасных участках и уменьшается до 0,70 на неопасных (рисунок 7).

Так, на глубинах 290 м залегают порфириты, 430 м - туфы трахитового порфира, в этих точках коэффициенты удароопасности и пластичности имеют предельное значение, равное 1,0, с периодичностью в 140 м.

6ГУ -210 м

- в чис-приве-

6ГУ +70м лителе депо количество горных ударов, знаменатель - местоположение отметки горизонта проявления.

Глубина Н, м

Рисунок 7 - Зависимость коэффициентов удароопасности К\ и пластичности Кпп о глубины Я залегания горных пород

6ГУ +70 м 6ГУ -70 м

Коэффициент удароояаеиости

0,6 0,8

Коэффициент пластичности К» 1,0 1,2 1,4

Неопасные

1 - скв. № 603 2-скв. №607 3 - скв. № 614 4-скв. № 618 5 - скв. № 704 2-скв. № 705

На основе практических результатов многолетнего опыта отработки участков «Восточный» и «Северо-Западный» и анализа экспериментальных наблюдений за изменением напряженно-деформированного состояния массива в сложных природных условиях, с участием автора работы был разработан способ отработки рудных месторождений полезных ископаемых с адаптацией параметров площади обнажения пород и увеличения горизонтальных напряжений вкрест простирания залежи.

Способ отработки рудных месторождений, включающий проведение подготовительных, нарезных работ, обуривание блоков, отбойку и выпуск руды через выпускные выработки, в котором нарезные работы на нижележащем горизонте проводятся вне зоны опорного давления с отставанием по отношению к очистным работам на вышележащем горизонте. А очистные работы в очередном блоке отрабатываемого горизонта с отставанием от его подготовительно-нарезных работ, отличающихся тем, что нарезные и подготовительные работы на нижележащем горизонте проводятся с отставанием от

очистных работ на вышележащем горизонте на величину, определяемую из выражения

а = (3)

где а - очистные работы на горизонте отстают от подготовительно-нарезных на этом горизонте, м;

Я - глубина разработки, м;

Р - угол залегания рудных тел, град;

Ь — расстояние от контакта рудного тела до фронта очистных работ, м.

При этом очистные работы в очередном блоке отрабатываемого горизонта проводятся с отставанием от его подготовительных и нарезных работ на 3-4 блока (патент на изобретение № 2193659).

ЧЕТВЕРТОЕ НАУЧНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ:

в геодинамически опасном регионе техногенные напряжения сжатия в пределах (-32,4) - (-113,4) МПа и относительные деформации растяжения 0,0002 - 0,0008 в рудных и породных массивах описываются закономерностями распределения: коэффициентов хрупкости, пластичности, уда-роопасности при разной площади отработанных блоков и абсолютной величины переменных (пульсирующих) тектонических напряжений стп=-12,6 - -15,4 МПа в этажах при отступающей выемке руды.

В течение 13 лет автором проводились специальные исследования опорного блока-целика участка «Главный»: по оценке изменения напряженно-деформированного состояния горных пород по мере развития подготовительно-нарезных и очистных работ в этажах +395++325 м, +325++ 255 м, +255++185 м, методом щелевой разгрузки и наблюдения за сдвижением горных пород по станциям глубинных реперов. Отличительной особенностью проводимых исследований является изучение состояния больших участков рудного массива, достигающих 150-350 м по направлениям вкрест и по простиранию Шерегешевского железорудного месторождения. Наблюдения приурочивались к опробованию и внедрению в конкретных условиях рудника надежных методов прогноза и способов предотвращения горных ударов в целиках при подготовке очистных блоков с увеличением глубины разработки рудной залежи.

Для оценки напряженно-деформированного состояния массива пород использовался метод щелевой разгрузки, разработанный в ИГД УрО РАН. Бурение разгрузочных щелей осуществлялось с помощью специального шаблона перфоратором ПР-24, при этом радиус щели составлял 0,3 м, база измерения 200 мм, деформация щели измерялась индикатором часового типа с ценой деления 0,01 мм. Эксперименты проводились по оценке вертикальной составляющей (щель располагается горизонтально на борту выработки) и горизонтальных составляющих (щель вертикальная).

Результаты инструментальных опытов подтверждают, что относительные перемещения блоков различных масштабных уровней зависят от их напряженного состояния и исчисляются обычно в абсолютных величинах. Длительность геомеханических процессов (в течение 4770 суток), происхо-

дящих на нижележащих горизонтах опорного блока-целика, значительность периодических силовых воздействий (ст2=-90,5-г-113,4 МПа) и вызываемых ими деформаций (е=0,088+0,103) приводят к тому, что массив находится в состоянии непрерывного колебательного движения. Колебания обусловлены влиянием целого ряда естественных периодических процессов, которые изменяются с периодичностью 11 лет и совпадают с циклом солнечной активности (рисунок 8).

Изменение солнечной активности, \Ч'

200

100

Энерге-Напряжешш тичсскип

о, МПа

1990

2000

класс, К 200 Ц7

-150 -

-100 -

-50

Время, Т

Рисунок 8 - Геодинамические проявления в опорном блоке-целике на участке «Главный» с годами изменения солнечной активности

• - полученные экспериментально напряжения; о — корреляционная зависимость; ----прогнозируемые напряжения

Рисунок 9 - Зависимости приращения горизонтальных техногенных напряжений от глубины

Из рисунка 8 видно, что в годы спада СА фоновые тектонические напряжения растут (рисунок 9), число геодинамических явлений со средней энергетикой увеличивается на отрабатываемом участке. А в годы минимума СА Земля максимально сжата: горизонтальные напряжения имеют максимальные значения по простиранию рудных тел (С)=-25,2+-90,1 МПа), вкрест простирания (ст2=-45,3-^-94,8 МПа).

Наблюдаемые геодинамические явления - стреляния горных пород имеют максимальную энергетику в магнетитовых рудах и породах: сиенитах, скарнах, рудных скарнах, пироксенового и гранатпироксенового составов. В этой системе могут возникнуть и те явления упругого удара - толчки, происходящие во время или после массового и технологического взрывов. Например, 20.11.1991 г. был произведен взрыв скважинных зарядов на подсечке блока № 35 на гор. +325 м. Взрыв заряда спровоцировал толчок, ощутимый в обоих поселках Шерегеша.

Толчок произошел одновременно со взрывом заряда 11 тонн ВВ. 02.12. 1991 г. в блоке № 33 на гор. +395 м произошло внезапное обрушение кровли и бортов нарезных и откаточных выработок на участке «Главный», где велись взрывные работы по вторичному дроблению руды в блоке 8а, участок «Болотный». 23.05.1993 г. в юго-западной части бурового горизонта +389 м, блоке № 33, произошло динамическое проявление горного давления в форме толчка. До этого времени проводились технологические взрывы на блоке № 34 - подсечка 17.05.1993 г. (5 тонн ВВ); по образованию компенсационной камеры 19.05.1993 г. (8 тонн ВВ); 14.11.1993 г. при производстве массового взрыва (322 тонны ВВ) в блоке № 34 (этаж +396-+325 м) Таштагольской сейсмостанцией было отмечено шесть толчков, включая первый как взрыв заряда в 12 ч.15 мин. 13 с. - взрыв - 9,2 класс; 20 с. - толчок -8,0 класс; 26 с. - толчок - 7,4 класс; 30 с. толчок - 7,5 класс; 36 с. - толчок -6,8 класс; 58 с. - толчок - 6,6 класс. 16.01.1994 г. при производстве массового взрыва (143,5 тонны ВВ) в блоках 25/26 (этаж +325-+255 м) Таштагольской сейсмостанцией был отмечен толчок класса 7,9, сам взрыв класса 8,5.

Толчок произошел через 5 секунд после взрыва. 13.09.1996 г. в буровом орте № 2 блока № 29 (гор. +395 м) и 18.04.1997 г. в компенсационной камере № 2 блока № 32 (гор. +395 м) наблюдались стреляния горных пород и магнетитовых руд, скарнов пироксенового состава, сиенитов в забое после отпалки.

Такой мгновенно возникший перепад напряжений, как напряжения в магнетитовой руде, скарнах (асж =52.3 МПа), гранитах (асж =44.4 МПа) и отсутствие нагрузки на свободной поверхности нарушения, может явиться причиной интенсивного разрушения с помощью приходящих тектонических пульсирующих напряжений в земной коре в течение всего цикла СА.

Если при этом в горной породе нет никаких внутренних условий для пластических деформаций, могущих поглотить часть потенциальной энергии, то мгновенное нарушение равновесия неизбежно приведет к интенсивному разрушению по предельным коэффициентам хрупкости степени удароопасности для руды магнетитовой (Л'1=0,92, Л"2=0,07) и пластичности

(К„„=1,Щ; скарнов эпидот-пироксенового состава, (#1=0,92, К2=0,12 и А"пл=1,09); гранитов №=1,0, К2=0,07 и /Г„л=1,0).

Полученные в результате натурных замеров главные нормальные компоненты тектонического поля напряжений использовались в качестве критериев при отработке этого рудного блока-целика на участке «Главный», опасного по геодинамическим явлениям при действующих тектонических пульсирующих напряжениях (стп=-12,6 - -15,4 МПа).

По результатам исследования автором установлены зависимости и получены корреляционные связи между изменением напряженно-деформированного состояния массива на различных глубинах и стадиях выемки опорного блока-целика (от подготовки, нарезки буровых и подсечных выработок до очистного пространства, равного мощности рудного тела) одновременно на четырёх горизонтах по простиранию:

Су = 0,0022Н прэ2 - 1,7147Нпр э + 366,78 , (4)

где су- горизонтальные напряжения по простиранию рудных тел, МПа;

Нпр э ~ глубина проведения экспериментальных работ, м при коэффициенте корреляции г = 0,600; и вкрест простирания рудной залежи

стх = 0,0005 Нпр э2 - 0,5094 Нпр э + 147,02 , (5)

где стх- горизонтальные напряжения вкрест простирания рудных тел, МПа; при коэффициенте корреляции г = 0,7628 (см. рисунок 9).

Рассмотрим более подробно некоторые стороны процесса деформирования, возникающего в пределах опорного блока-целика за счет сложности его пространственной конфигурации, по полученным наблюдениям за сдвижением рудного массива с помощью станций глубинных реперов, заложенных в скважины в породах висячего и лежачего боков.

Измерения смещений между рабочими реперами Я\. /?2, и опор-

ными /?0| и /?02 проводили раз в месяц с помощью специальной маркшейдерской рулетки с постоянным натяжением ленты и передвижным нониусом . Опорный блок-целик участка «Главный» Шерегешевского железорудного месторождения длиной по простиранию рудной залежи на 12 января 1992 г. составил 160 м, после массового взрыва блока № 35 - 132 м; а за 187 суток (18.07.1992 г.) приращение смещений сжатия составило 2.0 мм; в период времени 683 суток (14.11.1993 г.) был взорван очистной блок № 34 на этом же гор. +395 м, длина составила 106 м, а 16.01.1994 г. был уже взорван блок 25/26 на гор. +325 м смещения на 214 сутки (18.08.1994 г.) составили 252,7 мм - прошло сжатие целика.

При изменении геометрической конфигурации с глубиной в 70 м 18.12.1994 г. после выемки блоков 27, 28, 29 на гор. +325 м в массиве блока-целика произошло растяжение +3,6 мм на 72 сутки (2.03.1995 г.) после взрыва.

После очередного массового взрыва в опорном целике на гор. +395 м в блоке № 33 - 14.05.1995 г., предельная длина блока-целика составила 64 м по простиранию, и имели место смещения вкрест рудных тел до взрыва на

3.05.1995 г., Roi Л,=+92,4 мм; и после 15.05.1995 г., R0, tfj=+92,0 мм, Л01 R2=-1,0 мм, R0i /?3=-0,4 мм, R0] У?4=+0,3 мм.

15.02.1998 г. массовый взрыв 530000 кг - параметры блока №310: а=90 м; в=14 м; с=64 м; 3328 м2; при Кк=9,7

14.05.1995 г. массовый взрыв 512284 кг - параметры блока № 33: а = 204 м; в = 202 м; с = 42 м; 5= 8526 м2; приКк=9,1

14.11.1993 г. массовый взрыв 322000 кг - параметры блока № 34: а = 150 м; в = 130 м; с = 26 м; S = 3640 м 2; при Кк=1,6

1.01.1992 г. массовый взрыв 577638 кг

параметры блока № 35: а = 42 м; в = 36 м; с = 46 м; S= 1794 м 2 параметры блока № 35: а=134 м; в=150 м;с=28 м; 5= 3976 м2

Рисунок 10 - Схема трассировки и развития горных работ

В процессе наблюдений установлено, что смещения по указанным рабочим реперам в лежачем боку небольшие, за исключением первого; и подвергаются знакопеременным деформациям, т.е. в глубине рудного целика существует область всестороннего сжатия в интервале 45-30 м, возникшем в краевых частях массива блока-целика, и на границе тектонических нарушений (зон); висячий бок - от 15 до 60 м в глубь рудной залежи (при Roi R\=-2,0 мм, R0Ï R2=-1,3 мм, Roi Ry=-\,1 мм, Л01 /?4=+0,6 мм и R02 /^=-1,6 мм, R02 R2=-0,7 мм, R01 R3=-1,0 мм, R02 R*=+1,3 мм на 10.04.1995 г.).

После взрыва блока № 33 этажом ниже на гор. +325м спустя 360 суток (19.05.1996 г.) зафиксированы результаты данных за 6 суток до взрыва (13.05.1996 г.) - R0i Ri=+91,7 мм, R0, Л2=-1,0 мм, Rm Л3=0 мм, Roi i?4=+0,3 мм; и после 32 суток (20.06.1996 г.) составили R0] Л] =+94,4 мм, Roi R2=+43,4 мм, Roi Ri=+42,7 мм, Ло, Л4=+22,7 мм, деформации растяжения соответствуют

разгрузке этого участка массива пород при массовом взрыве.Изменеиия в распределении аномалий отрицательного и положительного знаков в опорном блоке-целике на месте очистной выемки свидетельствуют о том, что в течение 4770 суток (с 12.01.1992 по 15.08.2004 гг.) сопротивление целика не остаётся постоянным, а изменяется в зависимости от геомеханических процессов, происходящих в кровле и самом рудном теле как опоре.

Особенности ведения очистных работ при отступающем порядке отработки рудных залежей на Шерегешевском месторождении с образованием временных блоков целиков на участках «Главный» и «Болотный» создают ещё более сложные условия прогнозирования параметров геомеханических процессов в массивах горных пород, вследствие высокой концентрации напряжений в уменьшающемся рудном массиве (рисунок 10).

ПЯТОЕ НАУЧНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ:

в основу классификации по удароопасности для геодинамически опасного региона положены признаки: по удароопасности породы подразделяют на классы упруго-пластического и упруго-хрупкого разрушения; по напряженному состоянию силовых полей - на три группы (тектонические, гравитационные (первичные) и техногенные (вторичные) поля); по степени разрушения - на шесть категорий (слабоудароопасные, умеренно удароопасные, среднеудароопасные, удароопасные, очень удароопасные, весьма удароопасные); по внешним признакам форм проявления горного давления классификация обеспечивает количественное прогнозирование динамических проявлений от свойств горных пород.

В целях разработки классификации массива неоднородных пород по удароопасности в геодинамически опасном регионе автором проводились экспериментальные исследования в лабораторных условиях по геомеханическому обоснованию типов горных пород путем отбора кернового материала из геологоразведочных скважин. Для железорудных месторождений Горной Шории и Хакасии характерны горные удары, микроудары, толчки и стреляния пород. Проявления горного давления в форме горных ударов имеют место на Таштагольском железорудном месторождении. Микроудары, толчки и стреляния пород - на Казском и Шерегешевском месторождениях, а на Абаканском и Одиночном отмечены пока единичные случаи толчков и стреляния пород.

В связи с проблемой вскрытия глубоких горизонтов на месторождениях и проявления горного давления в динамической форме весьма актуальны вопросы о критических глубинах, прогнозе динамических явлений и удароопасности горных пород, а также комплексе мер по предотвращению этих проявлений. Ранее сотрудниками лаборатории динамической прочности и высоких давлений ВНИМИ под руководством А. Н. Ставрогина проводились исследования физико-механических свойств основных разновидностей пород и руд по их удароопасности.

Автор продолжал исследования о проявлениях горного давления в геодинамически опасном регионе Горной Шории и Хакасии, основываясь на достоверности сейсмологической службы рудника о динамических явлениях,

происходящих в массивах; и лабораторных результатах испытания образцов пород и руд по хрупкости, степени удароопасности и пластичности, при сопоставлении их с натурными условиями и уточнении типов пород, разработал классификацию по их удароопасности в геодинамически опасном регионе.

Все горные породы были разделены на два класса и шесть категорий по возрастающей удароопасности пород. По мере накопления экспериментальных данных по свойствам пород и расширения области их применения были внесены изменения в классификацию, согласно математической статистике.

Признаки упруго-пластического и упруго-хрупкого разрушения имеют: 1-я, 2-я, 3-я группы и 1-я, 2-я, 3-я, 4-я, 5-я, 6-я категории. Класс события определяется по механизму динамики пород и признаку их удароопасности, группы - по напряженному состоянию силовых полей: тектоническое; гравитационное; техногенное, а категория - по результатам последствий разрушений в горных выработках (рисунок 11).

В основу классификации удароопасности пород в геодинамически опасном регионе положено главное их механическое свойство - твердость, т.е. местная хрупкость при вдавливании. Согласно классификации пород по удароопасности, в геодинамически опасном регионе весьма удароопасными являются: сиенит-порфиры (Таштагольское, глубина 830 м), скарн магнети-товый (Шерегешевское, //=419 м), туфопесчаники (Абаканское, //=685 м), граниты (Одиночное, //=605 м), которые относятся к 6-й категории и имеют коэффициенты удароопасности Кх, К2 и пластичности Кт достигающие предельного значения, равного 1, что может привести к мгновенному разрушению.

Например, магнетитовая руда на месторождениях Горной Шории и Хакасии склонна к горным ударам на разных глубинах: 480 м (Таштагольское), 419 м (Шерегешевское), 470 м (Казское) и 420 м (Абаканское).

Таким образом, значительная часть вмещающих пород (71 %) и руд -(29 %) рассматриваемых железорудных месторождений Горной Шории и Хакасии относится к высокомодульным, хрупким, способным накапливать упругую энергию и в определенных условиях склонным к горным ударам различной интенсивности.

Полученные значения коэффициентов удароопасности и пластичности КиК2 и Кпл сгруппируем и запишем в ряд распределения твердости в порядке возрастания их абсолютных значений, вычисленных графическим путем.

Данные показывают, что ряд получился громоздким, для удобства анализа его рекомендуется сгруппировать, представив в виде интервального ряда. Число интервалов выбирается в зависимости от объема совокупности и крайних значений признаков, входящих в нее. Для определения ширины интервала а рекомендуется пользоваться формулой Стреджеса, учитывающей объем совокупности (N < 6) и размах ее (Хт,п>0.70; Хтах = 1):

«= *max -Xmm /1+3,3221 • log N,

где Xmax и Xmm - размах выборки; N - число наблюдений.

Рисунок 11 - Блок-схема классификации горных пород по механизму динамики пород и признаку их удароопасности

Ширина интервала а для ряда значений равна 0,05, а интервальный ряд, построенный с учетом полученной ширины интервала, разбит на шесть

категорий (малоудароопасные, умеренно удароопасные, среднеудароопас-ные, удароопасные, сильно удароопасные, весьма удароопасные) по внешним признакам форм проявления горного давления.

Разделение горных пород по упругим свойствам и классу горных ударов приведено в таблице 5.

Таблица 5 - Классификация горных пород по геодинамическим явлениям

Горные удары Модуль упругости пород Е • 104, МПа Тип горных пород

Микроудары (стреляние, толчки) <3 Туффиты агломератовые, известняки

Слабые 3-5 Сланцы полевошпат-серицит-хлоритовые, альбит-андезитовые порфириты

Средние 5-7 Туффиты трахитовые, туфы андезитового порфирита, сланцы по алевролитам, сланцы по туфам,туфы трахитового порфирита, сиенит-порфиры, сланцы серицит-полевошпатовые, туфы

Сильные 7-9 Сиениты андезит-базальтового состава, туфолавы, габбро-порфириты, туффиты, туфоалевролиты, порфириты, диоритовые порфириты, порфириты плагиоклазовые

Катастрофические >9 Сиениты, туфы смешанного состава

Выполненные научные исследования по разработке классификации пород массива в геодинамически опасном регионе включены в нормативно-методические документы («Временное руководство по сооружению вертикальных стволов при повышенном горном давлении и удароопасности на рудниках Сибири», «Методические рекомендации по предупреждению ударов горно-тектонического типа на железорудных месторождениях Сибири») прошедшие рецензирование и согласование с органами Ростехнадзора, внедрены при вскрытии и выемке железорудных месторождений Горной Шории и Хакасии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой на основании выполненных автором исследований решена крупная научная проблема обоснования геомеханических параметров вскрытия и выемки железорудных месторождений в геодинамически опасном регионе, основанная на выявленных закономерностях изменения природных и техногенных напряжений, включающих тектонические, гравитационные и тектонические пульсирующие силы, распределения коэффициентов удароопасности и запаса прочности горных пород на разных глубинах, внедрение которых обеспечивает увеличение сроков безаварийной эксплуатации горнотехнических сооружений и прогнозирования геомеханических процессов в массивах, имею-

щая важное хозяйственное значение для горнодобывающей и горностроительной отраслей.

В сложных условиях вскрытия и выемки железорудных месторождений используется комплекс разработанных рекомендаций по обоснованию своевременного предотвращения reo динамических явлений и техногенных процессов, обеспечивающих промышленную безопасность при ведении подземных работ, основные выводы, конкретные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1 Установлена закономерность изменения техногенного напряженно-деформированного состояния горного массива на периферии геологических блоков, в зонах разрывных нарушений и пересечения рудной залежи интрузией при разной глубине разработки за счет пород, обладающих разными упругими и прочностными свойствами. Упругие и прочностные свойства пород изменялись в обратно пропорциональной зависимости. До глубины 590 м в туфоконгломератах, гранодиоритах и гранитах модуль упругости снижался с 4,06 до 1,72-Ю4 МПа, а предел прочности на сжатие увеличивался с 61,8 до 132,0 МПа; далее на глубине 710 м в плагиогранитах модуль упругости возрос до 4,30-Ю4 МПа, а предел прочности снизился до 66,1 МПа, что характерно для интрузивных комплексов вблизи проходящих Девонского и Кенийского разломов.

2 Установлены следующие закономерности: изменение предела прочности пород от глубины в зонах влияния горных выработок при выемке железорудных месторождений полезных ископаемых на участках техногенных напряжений неактивных и динамически активных магматических массивов в прямо пропорциональной зависимости от пересечения одних пород другими и возникновение в области пересечений динамических проявлений под влиянием технологических процессов и природных напряжений в массиве, нормальных и касательных. В строении месторождения принимают участие гра-нитоидные интрузии с породами эффузивно-осадочной толщи и габбро-сиенитовый комплекс, который с понижением ведения горных работ начинает терять свое равновесное состояние:

- в интервалах глубины 440, 550 - 570, 860 - 960 м при пересечении сланцев полевошпат-серицит-хлоритовых (стсж=41,2 МПа), агломератовых туффитов (стсж=57,8 МПа) и туффитов (сгсж=54,9 МПа) низкой прочности с порфиритами (0^=56,9 ± 5,9 МПа) ниже средней прочности возникают стреляния;

- в диапазонах глубины 630 и 800 - 900 м в туфах среднеосновного состава (осж=37,0 МПа), сиенитах андезит-базальтового состава (<тсж=64,0 МПа) средней прочности со сланцами полевошпат-хлоритовыми (асж=32,4 МПа), туффитами (осж=59,8 МПа) низкой прочности происходят толчки;

- в пределах интервалов глубины 500 - 640 и 700 - 900 м при взаимодействии сиенитов (сгсж=109,0 МПа), туфов андезитового порфира (стсж= 128,0 МПа), порфиритов (стсж= 142,0 МПа) и диоритовых порфиритов (сгсж= 152,0 МПа) средней прочности наблюдаются микроудары;

- в диапазоне глубины 600 - 850 м в сиенитах (осж=156,0 МПа), порфи-ритах (исж=184,0 МПа), туфах трахитового порфира (стсж=188,0 МПа) и туфах андезитового порфира (осж=237,0 МПа) высокой прочности со сланцами по туфам (асж=93,1 МПа) средней и высокой прочности происходят горные удары.

3 Установлена закономерность распределения коэффициентов ударо-опасности горных пород: в интервалах глубин 290, 430 и 460 м месторождения при сплошной выемке по простиранию рудного тела происходят изменения пластичности под воздействием геодинамических процессов, протекающих в крепких массивах с включением интрузий. При достижении коэффициентами удароопасности и пластичности предельного удароопасного значения, равного 1, происходит процесс мгновенного разрушения пород всех разновидностей и руд по петрографическому составу и происхождению, залегающих в массиве. Породы ранжируются по зернистости и степени рас-кристаллизованности ячеистой структуры следующим образом: порфириты и туфы трахитового порфира при #1=1,0, #„=1,0; сланцы серицит-полевошпатовые и по алевролитам (/Г, =0,99, А'П1=1,01); туффит агломерато-вый, туфолава (#,=0,96, А/'пл=1,05); габбро-порфириты (#1=0,95, Л*пл=1,05); туфы (Ä\=0,94, Л"пл=1,07); сиенит-порфир, порфирит плагиоклазовый и сланцы по туфам (К\= 0,93, А"пл=1,07); сиениты андезит-базальтового состава, сланцы полевошпат-серицит-хлоритовые (#1=0,92, А"„л=1,09).

4 Параметры геомеханических процессов в горных породах, установлены на основании исследования тектонических полей напряжений в рудных и породных массивах при отступающем порядке выемки рудных залежей в геодинамически опасном регионе. Техногенное напряженно-деформированное состояние участка массива в пределах целика находится под воздействием знакопеременных деформаций в силу сложности его пространственной конфигурации, А в условиях естественного залегания целика магнетитовой руды проявляется область объемного сжатия в интервале 45 - 30 м, а деформации знакопеременного характера возникают в краевых частях и на границе тектонических нарушений (зон) от 15 до 60 м в глубь рудной залежи (при R0iR\=-2,0 мм; ß0iÄ2=-l,3 мм; RoiR^—lJ им; Äoi&,=0,6mm и R02R]~l,6 мм; R02R2 = - 0,7 мм; RqiRi = -1,0 мм; R02R4= 1,3 мм).

Такой ход описываемой кривой по своей геомеханической сущности может быть объяснен характером деформационных процессов, происходящих в техногенном массиве целика, в котором нарушено равновесное состояние.

На участке роста (15-30 м) смещений скорость деформаций разгрузки опережает скорость деформаций пригрузки, обусловленной действием первичных тектонических сил сжатия, то есть на данном участке идет процесс разуплотнения пород.

На участке спада (30 - 45 м) скорость деформаций пригрузки опережает разгрузку массива, а на участке 45 - 60 м происходит процесс накопле-

ния энергии упругих деформаций, что может привести к появлению динамических проявлений горного давления.

5 Разработана и предложена классификация пород по удароопасно-сти в геодинамически опасном регионе, в основу которой положены расчетные величины механических свойств пород и показатели их удароопасности. Установленный методом математической статистики расчет ширины интервала для ряда значений дает 0,05, а интервальный ряд, построенный с учетом полученной ширины интервала, разбит на шесть категорий по возрастающей: слабоудароопасные при #^0,71 + 0,75, #2=0,28 + 0,32, #Ш1=1,25 + 1,29; умеренно удароопасные - Л") =0,76 + 0,80, #2=0,23 - 0,27, #пл=1,20 + 1,24; среднеудароопасные - #,=0,81+0,85, #2=0,18 - 0,22, #пл=1,15 + 1,19; удароопасные -#,=0,86 + 0,90, #2=0,13+0,17, #ш=1,10 + 1,14; очень удароопасные - #1=0,91 + 0,95, #2=0,08 + 0,12, #„,=1,05 + 1,09; весьма удароопасные - #1=0,96+1,0, #2=0,03 +0,07, #пл= 1,0 + 1,04; с требуемой надежностью не менее 90 % и доступной относительной погрешностью не более 8-8,1% - для пород месторождений Горной Шории, а Хакасии - при доверительной надежности не менее 95 % и погрешности не более 2,0 - 2,9 %.

Выводы и закономерности, полученные в диссертационной работе, применимы к железорудным месторождениям Сибири находящихся в геодинамически опасном регионе, и в равной степени могут распространяться на другие железорудные месторождения руд России - Северного Урала, Хибин - и зарубежные - рудники Колар в Индии, Витватерсранда в Южной Африке, в Восточных Альпах и Австрии.

Работы, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах,

определенных ВАК

1. Геомеханические условия отработки участка «Новый Шерегеш» / Б.В. Шрепп, Н.И. Синкевич, В.В. Дорогунцов, Ю.Н. Никуленко // Безопасность труда в промышленности. - 1994. - № 6. - С. 16-20.

2. Исследование вопросов геомеханики и удароопасности при подготовке месторождения «Одиночное» /Б.В. Шрепп, Н.И. Синкевич, И.Н. Солма-нов, Д.В. Зырянов // Горный журнал. -1994. -№10. - С. 49-52.

3. Исследование вопросов геомеханики удароопасного массива при сооружении вертикальных стволов / Б.В. Шрепп, A.B. Мозолев, Н.И. Синкевич, И.Н. Солманов, Д.В. Зырянов // Горный журнал. - 1995. -№5, - С.10-14.

4. Геомеханическая оценка условий отработки глубоких горизонтов Ше-регешевского месторождения. / Б.В. Шрепп, A.B. Мозолев, Н.И. Синкевич, В.Н. Никитин // Безопасность труда в промышленности. -1995. - № 7. - С. 29-33.

5. Исследование вопросов геомеханики удароопасного массива при сооружении вертикальных стволов / Б.В. Шрепп, A.B. Мозолев, Н.И. Синкевич, Н.И. Скляр и др.// Горный журнал. - 1996. - № 1-2. - С.88-92.

6. Исследование напряженно-деформированного состояния массива вмещающих пород и крепи ствола на Таштагольском руднике / Н.И. Синке-

вич, Б.В. Шрепп, В.К. Климко, Н.И. Скляр // Безопасность труда в промышленности. - 1998, -№ 8. - С.40-44.

7. Синкевич Н.И. Закономерности изменения напряжений в аномальном поле при очистной выемке // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2003. - №3. - С.49-52.

8. Синкевич Н.И. Изменение напряжённо-деформированного состояния и удароопасности массива скальных пород с учётом особенностей геологического строения и тектоники Таштагольского месторождения // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2003. - №4. - С.28-29.

9. Синкевич Н.И. Напряженно-деформированное состояние вне зоны влияния очистных работ // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2003. - №5. - С.8-10.

10.Синкевич Н.И. Особенности формирования напряженного состояния скальных массивов горных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2003. - №5. - С.10-11.

11.Синкевич Н.И. Закономерность изменения запаса прочности горных пород с глубиной разработки Таштагольского железорудного месторождения // Безопасность труда в промышленности. - 2003. - №6. - С.45-47.

12.Синкевич Н.И. Роль натурных наблюдений за природным массивом как объектом изучения // Безопасность труда в промышленности. - 2003. -№7. -С.43-44.

13.Синкевич Н.И. Оценка природного напряженного состояния массива Абаканского месторождения // Горный журнал. - 2003. -№11.- С.30-31.

14.Синкевич Н.И. Оценка удароопасности массива горных пород с помощью прибора УМГП-3 // Безопасность труда в промышленности. - 2004. -№1. - С.27-28.

15.Синкевич Н.И. Натурные исследования параметров напряженно-деформированного состояния на Таштагольском железорудном месторождении // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2004. — №2. - С. 82-84.

16. Синкевич Н.И. Оптимизация по геомеханическим условиям схем и способов очистной выемки // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2004. - №3. - С. 259-264.

17. Синкевич Н.И. Динамика геомеханического состояния при вскрытии новых горизонтов и шахтных полей на месторождении // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2004. — №4. - С. 341 -344.

18. Синкевич Н.И. Исследования параметров напряженно-деформированного состояния на Таштагольском железорудном месторождении // Известия вузов. Горный журнал. - 2004, - №5. - С. 51-56.

19. Синкевич Н.И. Напряженно-деформированное состояние пород и его изменение во времени // Известия вузов. Горный журнал. - 2004. — №6. - С. 42-44.

20. Синкевич Н.И. Исследования напряженно-деформированного состояния массивов на рудниках Горной Шории // Горный журнал. - 2004. - №10. -С. 41-43.

21.Синкевич Н.И. Прогноз удароопасности железорудных месторождений Сибири // Безопасность труда в промышленности. - 2005. - №3 - С. 5052.

22. Синкевич Н.И. Исследование деформаций контура горизонтальных выработок при проходке на больших базах // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2005. - №5. - С. 326-328.

23. Синкевич Н.И. Исследования параметров напряженно-деформированного состояния с помощью наблюдательной станции в крепи ствола «Клетевой» //Уголь. - 2005. - №11. - С. 19-22.

24. Синкевич Н.И. Исследование напряженно-деформированного состояния в призабойном массиве вертикальных стволов Абаканского месторождения // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2006. — №5. - С. 32-35.

25.Синкевич Н.И. Теоретические и экспериментальные работы по горному давлению в вертикальных стволах // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2006. - №6. - С. 38-41.

26.Синкевич Н.И. Натурные исследования методом щелевой разгрузки параметров напряженно-деформированного состояния на Шерегешевском железорудном месторождении // Уголь. - 2006. - №10. - С. 62-64.

27.Синкевич Н.И. Классификация массива неоднородных пород по динамической удароопасности и типу месторождения // Безопасность труда в промышленности. - 2008. - №4 - С. 30-31.

28.Синкевич Н.И. Закономерности изменения параметров напряженно-деформированного состояния пород в зонах разрывных нарушений при разной глубине разработки // Безопасность труда в промышленности. - 2008. -№11 - С. 37-39.

29. Синкевич Н.И. Методика количественного прогнозирования параметров геомеханических процессов в массивах горных пород при обратном порядке отработке рудных залежей // Горный информационно-аналитический бюллетень.-2009.-№11.-С. 17-21.

30. Синкевич Н.И. Закономерности изменения предела прочисти пород от глубины в зонах влияния горных выработок при отработке рудных месторождений полезных ископаемых на участках неактивных и динамически активных магматических массивов // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2009. - №12. - С. 39-42.

31. Синкевич Н.И. Свойства осадочных пород массива в условиях естественного залегания // Безопасность труда в промышленности. - 2010. - №3 - С. 34-35.

32. Синкевич Н.И. Влияние различных факторов на деформационные свойства пород магматических массивов // Безопасность труда в промышленности. - 2010. - №7 - С. 48-52.

33. Синкевич Н.И. Влияние факторов на исходное поле напряжений в районе Абаканского железорудного месторождения // Безопасность труда в промышленности. - 2011.- №2 - С. 34-38.

34. Синкевич Н.И. Закономерности распределения коэффициентов ударо-опасности горных пород на разных глубинах месторождения при отработке сплошным фронтом по простиранию рудного тела //Уголь. - 2011. - №3. - С. 72-73.

Работы, опубликованные в других изданиях

1. Временное руководство по сооружению вертикальных стволов при повышенном горном давлении и удароопасности на рудниках Сибири / Б.В. Шрепп, A.B. Мозолев, Н.И. Синкевич, В.А. Квочин и др. - Новокузнецк: Изд. центр СибГИУ, 1995. - 47с.

2. Методические рекомендации по предупреждению ударов горнотектонического типа на железорудных месторождениях Сибири / Б.В. Шрепп, A.B. Мозолев, В.А. Квочин, М.В. Курленя, A.A. Еременко, Н.И. Синкевич и др. - Новокузнецк: Изд. центр СибГИУ, 1997. - 27с.

3. Синкевич Н.И. Условия отработки железорудных месторождений Сибири - Новокузнецк: Типография СибГИУ, 2008. - 130с.

Патенты

1. Пат. 2193659 Россия, МПК7Е21С41/22. Способ отработки месторождений полезных ископаемых / Н.И. Синкевич, Б.В. Шрепп, О-В. Залесская, В.К. Климко, Н.И. Скляр. ОАО «ВостНИГРИ» - Заявка №2000113978; Заявл. 02.06.2000; Опубл. 27.11.2002. - Юс.; 2л.ил.

2. Пат. 2301332 Россия, МПК7Е21С39/00. Устройство для измерения деформаций на стенках скважин / Н.И. Синкевич. ГОУ ВПО «СибГИУ»- Заявка №2006102767/03; Заявл. 31.01.2006; Опубл. 20.06.2007. - 5с.; 2л.ил.

3. Пат. 3211534 Россия, МПК7Е21С39/00. Устройство для измерения деформаций на стенках горной выработки методом щелевой разгрузки / Н.И. Синкевич. ГОУ ВПО «СибГИУ» - Заявка № 20055141711/03; Заявл. 30.12.2005; Опубл. 27.11.2007. - 6с.; Зл.ил.

4. Пат. 23114417 Россия, МПК7Е21С39/00. Устройство для измерения деформаций на стенках горной выработки методом частичной разгрузки на большой базе / Н.И. Синкевич. ГОУ ВПО «СибГИУ» - Заявка № 2006110177/03 (011064); Заявл. 29.03.2006; Опубл. 10.01.2008. -5с.; Зл.ил.

Подписано в печать 15.07.2011 г. Формат 60 х 84/16 Усл. печ. л. 2,25 Усл. изд. л. 2,52 Тираж 100 экз. Заказ № 438

Сибирский государственный индустриальный университет 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42. Издательский центр СибГИУ

Содержание диссертации, доктора технических наук, Синкевич, Николай Иванович

ВВЕДЕНИЕ.

1 ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВСКРЫ

ТИЯ И ВЫЕМКИ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ В ГЕОДИНАМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ РЕГИОНАХ.

1.1 Анализ геодинамических процессов в земной коре под влиянием горных работ с учетом интеграции природных и техногенных полей напряжений.

1.2 Напряженно-деформированное состояние рудных местрождений отрабатываемых в тектонически нарушенных массивах.

1.3 Скорость деформаций, напряженное состояние массива горных пород и энергия динамических явлений при техногенных и природных сейсмических явлениях.

1.4 Влияние глубины залегания пород и рудных залежей на интенсивность форм проявления динамического горного давления

1.5 Выводы, обоснование актуальности, цель и задачи исследований

2 МЕТОДОЛОГИЯ ОБОСНОВАНИЯ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВСКРЫТИЯ И ВЫЕМКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ В УСЛОВИЯХ ПОВЫШЕННОЙ ГЕОДИНАМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ.

2.1 Структура обоснования геомеханических параметров при отработке удароопасных месторождений.

2.2 Методы определения деформаций в массиве горных пород в процессе горных и строительных работ при повышенной геодинамической активности.

2.3 Совершенствование методов и средств измерения напряженно-деформированного состояния массива горных пород на месторождениях при интеграции тектонических и техногенных полей напряжений.

2.4 Методика натурных исследований деформаций горных пород на рудниках Горной Шории и Хакасии.

2.5 Методика определения коэффициентов хрупкости и пластичности в лабораторных условиях.

2.6 Выводы.

3 ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КРЕПИ И МАССИВОВ МАГМАТИЧЕСКИХ ПОРОД ПРИ ВСКРЫТИИ ВЕРТИКАЛЬНЫМИ СТВОЛАМИ.

3.1 Влияние различных факторов на деформационные свойства пород магматических массивов.

3.2 Природные влияющие факторы на исходное поле напряжений в районе Абаканского железорудного месторождения.

3.3 Оценка напряженно-деформированного состояния крепи стволов «Сибиряк» и «Клетевой» по станциям контурных реперов.

3.4 Результаты измерений с помощью тензоплощадок нормальных и тангенциальных нагрузок на крепь стволов «Сибиряк» и «Клетевой».

3.5 Геомеханическая оценка технологических схем проходки вертикальных стволов в геодинамически опасном регионе.

3.6 Выводы.

4 НАТУРНЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МАССИВОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПРИ ВЫЕМКЕ В СЛОЖНЫХ УСЛОВИЯХ.

4.1 Породный массив как объект исследования при выемке железорудных месторождений.

4.1.1 Таштагольское железорудное месторождение. ^^

4.1.2 Шерегешевское железорудное месторождение.°

4.1.3 Абаканское железорудное месторождение. < ' ; ' | ' i : I

4.2 Исследование параметров тектонического поля напряжений Таштагольского железорудного месторождения вне зоны влияния очистной выемки.

4.3 Параметры техногенного поля напряжений Таштагольского железорудного месторождения в зоне влияния очистной выемке.

4.4 Натурные исследования напряженно-деформированного состояния горного массива на Шерегешевском железорудном месторожднии.

4.5 Исследования изменчивости механических характеристик горных пород в различных силовых полях напряжений.

4.6 Выводы.

5 УСТАНОВЛЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ИЗМЕНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ НА РУДНИКАХ СИБИРИ.

5.1 Проявления горного давления в геодинамической форме, и его связь с изменением деформаций массива горных пород.

5.2 Закономерности изменения напряжённо-деформированного состояния и удароопасности массива скальных пород с учётом геологического блочного строения.

5.3 Закономерности изменения предела прочности пород от глубины разработки в зонах влияния горных выработок при вскрытии и выемки железорудных месторождений на участках техногенных напряжений неактивных и динамически активных магматических массивов.

5.4 Закономерности распределения коэффициентов удароопасности горных пород на разной глубине месторождения при сплошной выемке рудного тела по простиранию.

5.5 Закономерности изменения тектонических полей напряжений в рудных и породных массивах при отступающей выемке залежей в геодинамически опасном регионе.

5.6 Выводы.

6 РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ ПРОГНОЗА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПОРОДНЫХ-МАССИВОВ ПРИ ВСКРЫТИИ И ВЫЕМКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ В ГЕОДИНАМИЧЕСКИ ОПАСНОМ РЕГИОНЕ

6.1 Развитие системы прогноза напряженно-деформированного состояния при вскрытии и выемке железорудных месторождений.

6.2 Оценка коэффициентов удароопасности и пластичности упруго-хрупких и упруго-пластичных пород в зависимости от параметров напряженно-деформированного массива.

6.3 Классификация по удароопасности для геодинамически опасного региона с учетом вторичного (техногенного) состояния силовых полей.

6.4 Прогноз вероятности возникновения геодинамических проявлений в неоднородных структурах в окрестности горных выработок и тектонических аномальных зонах.

6.5 Выводы.

7 УПРАВЛЕНИЕ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ПРИ ВСКРЫТИИ И ВЫЕМКИ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СИБИРИ В СЛОЖНЫХ УСЛОВИЯХ

7.1 Возможные решения по выбору конструктивной податливости крепи ствола «Сибиряк» в геодинамически опасном регионе

7.2 Решения по выбору конструктивной жесткости крепи ствола «Клетевой» в сложных горно-геологических условиях.

7.3 Конструкции постоянной крепи и армировки вертикальных стволов в сложных горно-геологических условиях Сибири.

7.4 Пути снижения действующих напряжений в массиве горных пород при вскрытии железорудного месторождения вертикальными стволами.

7.5 Геомеханические схемы и способы подземной выемки железорудных месторождений в геодинамически опасном регионе.

7.6 Управление геомеханическим состоянием при очистной выемке железорудных месторождении.

7.7 Основные направления развития исследований геодинамических процессов на железорудных месторождениях.

7.8 Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование геомеханических параметров вскрытия и выемки железорудных месторождений в геодинамически опасном регионе"

Актуальность темы. Для удовлетворения постоянно растущих потребностей рынка ресурсов по количеству и качеству природного горнорудного сырья необходимо дальнейшее совершенствование технологии вскрытия и выемки железорудных месторождений, в том числе с весьма сложными горно-геологическими и горнотехническими условиями эксплуатации рудников (глубина более 600 м, геологические нарушения, повышенное неравномерное тектоническое напряженно-деформированное состояние горного массива). Техногенное воздействие на рудные тела в этих условиях является причиной следующих негативных явлений: разрушения подготовительных горных выработок, геодинамической активности в форме горных ударов, землетрясений при массовых взрывах (рудники Колар в Индии, Витватерсранда в Южной Африке, Восточных Альпах, Австрии и месторождения Северного Урала, Хибин, Горной Шории и Хакасии).

С.А. Константиновой, M.B. Корнилкова, M.B. Курлени, О.Г. Латышева, A.B. Леонтьева, ЯМ. Липина, Г.А. Маркова, В.Н. Опарина, И.М. Петухова, И.Д. Ривкина, А.Д. Сашурина, В.А. Соловьева, С.Н. Тагильцева, И.А. Турчанинова, А.Т. Шаманской, Е.И. Шемякина, Б.В. Шреппа и др., а также Э. Айзаксона, Е. Лимана, Т. Нильсона, Л. Оберти, Н. Хаста. Однако результаты научно-исследовательских работ и нормативные документы сегодня не в полной мере обеспечивают геомеханическое обоснование безопасной подземной разработки месторождений полезных ископаемых в сложных условиях.

Таким образом, обоснование геомеханических параметров технологического и организационного процессов вскрытия и выемки в области влияния подземной разработки мощных железорудных месторождений в геодинамически опасном регионе имеет большое теоретическое и практическое значение, следовательно, данная тема диссертации является актуальной.

Объектом исследования - горные массивы железорудных месторождений.

Задачи исследований: - исследовать изменение напряжённо-деформированного состояния и удароопасности массива скальных пород с учётом геологического блочного строения;

-9- установить зависимость предела прочности пород от глубины разработки в зонах влияния горных выработок при вскрытии и выемке железорудных месторождений на участках техногенных напряжений неактивных и динамически активных магматических массивов;

Методы исследования:

- измерение давления на крепь со стороны вмещающих пород и реакции крепи с использованием тензометрических платформ закладочного типа. Основные научные положения, защищаемые автором: в геодинамически опасном регионе выявлены совпадения ориентировки максимальных горизонтальных напряжений, действующих в массиве блочного строения железорудных месторождений в пределах рудного тела и на контакте залежи и боковых пород, с природными тектоническими, гравитационными и пульсирующими силами, а при наличии в рудном теле разрывных нарушений - по контакту дизъюнктива скальные породы массива удароопасны;

- коэффициент запаса прочности горных пород в зонах влияния горных выработок при вскрытии и выемке в интервале 200 - 1200 м глубин залегания зависит от минерального и химического состава пород железорудных месторождений, на неактивных по динамическим событиям участках убывает, а динамически активных - возрастает; коэффициенты удароопасности в краевой части залежи при разработке железорудного месторождения определяются по соотношению минимальных и максимальных прогнозных значений коэффициента удароопасности: на геодинамически опасных участках увеличивается до 0,85; а на неопасных уменьшается до 0,70 с периодом цикличности около 140 м по глубине при сплошной выемке;

- в геодинамически опасном регионе техногенные напряжения сжатия в пределах (-32,4) - (-113,4) МПа и относительные деформации растяжения 0,0002 - 0,0008 в рудных и породных массивах описываются закономерностями распределения: коэффициентов хрупкости, пластичности, удароопасности при разной площади отработанных блоков и абсолютной величины переменных (пульсирующих) тектонических напряжений атп=-12,6 - -15,4 МПа в этажах при отступающей выемке руды;

- в основу классификации по удароопасности для геодинамически опасного региона положены признаки: по удароопасности породы подразделяют на классы упруго-пластического и упруго-хрупкого разрушения; по напряженному состоянию силовых полей - на три группы (тектонические, гравитационные (первичные) и техногенные (вторичные) поля); по степени разрушения - на шесть категорий (слабоудароопасные, умеренно удароопасные, среднеудароопасные, удароопасные, очень удароопасные, весьма удароопасные); по внешним признакам форм проявления горного давления классификация обеспечивает количественное прогнозирование динамических проявлений от свойств горных пород.

Достоверность научных положений подтверждается:

- результатами лабораторных испытаний (более 5 ООО), проведенных при изучении физико-механических свойств основных типов горных пород и оценке их удароопасности с помощью прибора УМГП-3 (на 5 рудниках и 32 горизонтах);

Научная новизна работы и ее отличие от работ предшественников:

- выявленный диапазон величин и азимутов осей техногенных главных нормальных напряжений по простиранию отах и вкрест простирания рудных тел ат]п в зоне влияния вертикального ствола на периферии геологических блоков, в зонах геологических нарушений и пересечения рудной залежи интрузией. атах= - 5,8уЯ ± 1,9 уН МПа (СВ; А=24 ±15 °); <гт1п= - 3,9 уН ±

- 121,6 уН МПа (ЮВ при А=114±15 Здесь у - плотность вышележащих л пород, Па/м ; Н - глубина залегания пород, м; отличаются от ранее обоснованного проф. Б.В. Шреппом тем, что в геомеханическом поле преобладает тектоническая пульсирующая составляющая напряжений, имеющая амплитуду 2-15,1 МПа за период изменения в среднем 11 лет;

- обоснование волнообразного характера изменения коэффициентов удароопасности пород в зависимости от их хрупкости, пластичности и петрографического состава минералов при выемке по простиранию рудного тела в геодинамически опасном регионе;

- разработка классификации по удароопасности в геодинамически опасном регионе с учетом вторичного (техногенного) состояния силовых полей в широком диапазоне (К\ =0,71-Н,0; К2=0,03+0,32; Кпл= 1,0-^ 1,29) для обоснования вскрытия и выемки железорудных месторождений.

Личный вклад автора:

Практическая ценность работы состоит в том, что результаты позволяют:

- усовершенствовать методы и средства определения и контроля напряжений и деформаций в горных породах;

Отдельные рекомендации по оценке напряженно-деформированного состояния массива и его удароопасности с увеличением глубины нашли отражение в исследованиях автора и геомеханических обоснованиях к регламентам на выемку глубоких горизонтов Таштагольского, Казского, Абаканского, Краснокаменского и Горно-Шорского филиалов ОАО «Евразруда» и использованы проектным институтом ОАО «Сибгипроруда» при составлении проектов вскрытия глубоких удароопасных горизонтов.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и были одобрены на горной секции научно-технического совета ОАО «ВостНИГРИ»; техсоветах филиалов Таштагольского, Казского, Абаканского, Горно-Шорского ОАО «Евразруда» (2007 - 2008). На всесоюзном научно-техническом совещании «Технология и механизация крепления подготовительных и нарезных выработок» (Кривой Рог, 1991); всероссийской конференции «Управление напряженно-деформированным состоянием массива горных пород при открытой и подземной разработке месторождений полезных ископаемых» (Екатеринбург, 1994); 3-й международной конференции «Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых» (Новокузнецк, 1998) и международной конференции «Геодинамика и напряженное состояние земных недр» (Новосибирск, 1999); 7-й международной научно-практической конференции «Перспективы развития горнодобывающей промышленности в 3-м тысячелетии» (Новокузнецк, 2000); международной научно-практической конференции «Современные перспективные технологии разработки и использования минеральных ресурсов» (Новокузнецк, 2001); 9-й международной конференции «Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов» (Новокузнецк, 2002); 8-10-й международных конференциях «Нетрадиционные и интенсивные технологии разработки месторождений полезных ископаемых» (Новокузнецк, 2003, 2004, 2005).

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Синкевич, Николай Иванович

Выводы и закономерности, полученные в диссертационной работе применимы к железорудным месторождениям Сибири находящихся в геодинамически опасном регионе, и в равной степени могут распространяться на другие железорудные месторождения руд России - Северного Урала, Хибин - и зарубежные - рудники Колар в Индии, Витватерсранда в Южной Африке, в Восточных Альпах и Австрии. I •• ' < I ( Ч '!

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В сложных условиях вскрытия и выемки железорудных месторождений используется комплекс:'разработанных рекомендаций по обоснованию своевременного предотвращения геодйнамйческих явлений и техногенных процессов, обеспечивающйх промышленную безопасность при ведении подземных работ, основные выводы, конкретные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1 Установлена закономерность изменения техногенного напряженно-деформированного состояния горного массива на периферии геологических блоков, в зонах разрывных нарушений и пересечения рудной залежи интрузией при разной глубине разработки за счет пород, обладающих разными упругими и прочностными' свойствами. Упругие и прочностные свойства пород изменялись в обратно пропорциональной зависимости. До глубины 590 м в туфоконгломератах, гранодиоритах и гранитах модуль упругости снижался с 4,06 до 1,72-104МПа, а предел прочности на сжатие увеличивался с 61,8 до 132,0 МПа; далее на глубине 710 м в плагиогранитах модуль упругости возрос до 4,30-104 МПа, а предел прочности снизился до 66,1 МПа, что характерно для интрузивных комплексов вблизи проходящих Девонского и Кенийского разломов.

2 Установлены следующие закономерности: изменения предела прочности пород от глубины в зонах влияния горных выработок при выемке железорудных месторождений полезных ископаемых на участках техногенных напряжений неактивных и динамически активных магматических массивов в прямо пропорциональной зависимости от пересечения одних пород другими. И возникновения в области пересечений динамических проявлений под влиянием технологических процессов и природных напряжений в массиве, нормальных и касательных. В строений' месторождения принимают участие гранитоидные интрузии с породами эффузивно-осадочной толщи и габбро-сиенитовый комплекс, который с понижением ведения горных работ начинает терять свое равновесное состояние:

- в интервалах глубины 440, 550 - 570, 860 - 960 м при пересечении сланцев полеошпат-серицит-хлоритовых (стсж=41,2 МПа), агломератовых туффитов (ссж=57,8 МПа) и туффитов (асж=54,9 МПа) низкой прочности с порфиритами (асж=56,9 ±5,9 МПа) ниже средней прочности возникают 1 К ll \ 11! VSU ' . .' I!; .1 ■ стреляния;

- в диапазонах глубины 630 и 800 - 900 м в туфах среднеосновного со

I г I I ■ става (стсж=37,0 МПа), сиенитах андезит-базальтового состава (стсж=64,0 МПа) средней прочности со сланцами полеошпат-хлоритовыми (стсж=32,4 МПа), туффитами (стсж=59,8 МПа) низкой прочности происходят толчки;

- в пределах интервалов глубины 500 - 640 и 700 - 900 м при взаимодействии сиенитов (стсж = 109,0 МПа), туфов андезитового порфира (стсж = 128,0 МПа), порфиритов (стсж= 142,0 МПа) и диоритовых порфиритов (стсж= 152,0 МПа) средней прочности наблюдаются микроудары;

- в диапазоне глубины 600 - 850 м в сиенитах (асж=156,0 МПа), порфи-ритах (стсж= 184,0 МПа), туфах трахитового порфира (ссж= 188,0 МПа) и туфах андезитового порфира (стсж=237,0 МПа) высокой прочности со сланцами по туфам (асж=93,1 МПа) средней и высокой прочности происходят горные удары.

3 Установлена закономерность распределения коэффициентов ударо-опасности горных пород: в интервале глубины 290, 430 и 460 м месторождения при сплошной выемке по простиранию рудного тела происходят изменения пластичности под воздействием геодинамических процессов, протекающих в крепких массивах с включением интрузий. При достижении коэффициентами удароопасности и пластичности предельного удароопасного значения, равного 1, происходит процесс мгновенного разрушения пород всех разновидностей и руд по' петрографическому составу и происхождению, залегающих в массиве. Породы ранжируются по зернистости и степени рас-кристаллизованности ячеистой структуры следующим образом: порфириты и туфы трахитового порфира при Ку=1,0, Кт=\,0-, сланцы серицит-полеошпатовые и по алевролитам (К\=0,99, А"Пл=1,01); туффит агломерато-вый, туфолава (К\= 0,96, #пл=1,05); габбро-порфириты (#1=0,95, #пл=1,05); туфы (#1=0,94, #пл=1;07); сиенит-порфир, порфирит плагиоклазовый и сланцы по туфам (#1=0,93, #пл= 1,07); сиениты андезит-базальтового состава, сланцы полеошпат-с'ерицит-хлоритовые (#1=0,92, #пл=1,09).

4 Параметры геомеханических процессов в горных породах, установлены на основании исследования тектонических полей напряжений в рудных и породных массивах при отступающем порядке выемки рудных залежей в геодинамически опасном регионе. Техногенное напряженно-деформированное состояние участка массива в пределах целика находится под воздействием знакопеременных деформаций в силу сложности его пространственной конфигурации. А в условиях естественного залегания целика магнетитовой руды проявляется область объемного сжатия в интервале 45 - 30 м, а деформации знакопеременного характера возникают в краевых частях и на границе тектонических нарушений (зон) от 15 до 60 м в глубь рудной залежи (при

2,0 мм; Яо]Я2 = -1,3 мм; /?01#з ~-1,7 мм; = 0,6 мм и Я0=

1,6 мм; = -0,7 мм; /?о'2^з =-1,0 мм; 1>3 мм).

На участке роста (15 - 30 м) смещений скорость деформаций разгрузки опережает скорость деформаций пригрузки, обусловленной действием первичных тектонических сил сжатия, то есть на данном участке идет процесс разуплотнения пород.

На участке спада (30 - 45 м) скорость деформаций пригрузки опережает разгрузку массива,'а на' учаетке 45 - 60 м происходит процесс накопления энергии упругих деформаций, что может привести к появлению динамических проявлений горного давления. "

5 Разработана и предложена классификация пород по удароопасности в геодинамически опасном регионе, в основу которой положены расчетные величины механических свойств пород и показатели их удароопасности. Установленный методом математической статистики расчет ширины интервала для ряда значений дает 0,05, а интервальный ряд, построенный с учетом полученной ширины интервала, разбит на шесть категорий по возрастающей: слабо удароопасные при #1=0;71 - 0,75, К2=0,28 - 0,32, #пл= 1,25 - 1,29; умеренно удароопасные - А*1=0,76 - 0,80, #2=0,23 - 0,27, #пл=1,20 - 1,24; средне удароопасные - #1=0,81-0,85, К2=0,18-0,22, #пл=1,15 - 1,19; удароопасные -#1=0,86 - 0,90, #2=0,13 - 0,17, #пл=1,10 - 1,14; очень удароопасные - #,=0,91 - 0,95, '#2=0,08 - 0,12, #пл=1,05 - 1,09; весьма удароопасные - #1=0,96-1,0, #2=0,03 -0,07, #пл= 1,0 - 1,04; с требуемой надежностью не менее 90% и доступной относительной погрешностью не более 8-8,1% - для пород месторождений Горной Шории, а Хакасии - при доверительной надежности не менее 95% и погрешности не более 2,0 - 2,9%.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Синкевич, Николай Иванович, Екатеринбург

1. Robson W.T. Rock-Burst 1.cidence, Research and Control Measures, Canadien Mining and Metallurgical Bulletin, 1946, N411, pp. 347-374.

2. Robson W.T. Rock-Burst Incidence, Research and Control Measures. Mining Magazine, 1946, vol. 75, N3, pp. 189-196.

3. Thernig E. Gebirgshage in ostalpinen Blei-Zinc-Bergbau. Internationale Gebirgsdrucktugung, 1958. Vortrage, Academie-Verlag. 1958.

4. Spalding I. Witwatersrand mining practice Mining Magazine. 1949, vol. 80, No 3, pp. 53-148. 1

5. Technical developments on the Rand. Parts I, II, u III. -South African Mining and Engineering Iournal. 1947, vol. 58, No 2826, pp. 183-185; No 2827, pp. 211-213;'No 2828, pp. 243-267.

6. Стариков H.A. Основы разработки рудных месторождений на больших глубинах. / Н.А. Стариков // Киев1.: Изд-во "Академии Наук Украинской ССР" ,1961. с.19.

7. Малахов Г.М. Вскрытие и разработка рудных месторождений на больших глубинах. / Г.М. Малахов, А.П. Черноус // М.: Изд-во "Госторгтехиздат", 1960. - с.131.

8. Стариков Н.А. Разработка рудных месторождений на больших глубинах. / Н.А. Стариков // Харьков.: Металлургиздат, 1956. - с.70.

9. Петухов И.М. Горные удары на угольных шахтах. / И.М. Петухов // М.: Недра. 1972.-с.130.4"

10. Ю.Петухов И.М. Механика1 горных ударов и выбросов. / И.М. Петухов, A.M. Линьков // М.: Недра. 1983. - с.230.

11. П.Бессонов И.И. Совершенствование технологии подземной разработки маломощных рудных месторождений Кольского полуострова / И.И. Бессонов В.В. Боборыкин, А.И. Калашник и др. // Апатиты: изд-во КФ АН СССР, 1989.-с. 156:1.■ I I 'I, 1> '

12. I 1 I ' ' I I Ь . I I II .1 I I1.I

13. Иванов В.И. Указания по безопасному ведению горных работ на Ловозерском месторождении, склонным к горным ударам / В.И.Иванов, А.А.Козырев и др.// Апатиты, 1988. с.67.

14. Каталог горных ударов на рудных и нерудных месторождениях. Северо Уральский бокситовый рудник. - Л.: ВНИМИ, 1985. - с.258.

15. Исследование некоторых факторов, влияющих на формирование удароопасности в массивах горных пород /Ф.И. Ахметшин, Б.С. Каряшкин, Б.А. Вольхин, В.И. Дорошенко, Ю.С. Павлов// Горный журнал. -1987. N9, -с. 52-54.

16. Батугина И.М. Методические указания по профилактике горных ударов с учетом геодинамики месторождений / И.М. Батугина, И.М. Петухов, Б.Ш. Винокур. Л.: ВНИМИ 1938. - с. 10-15.

17. Орлова A.B. Блоковые структуры и рельеф. / A.B. Орлова. М.: Недра, 1975. - с.30-47.

18. Разрывные нарушения' угольных 'пластов (по материалам шахтной геологии) /И.С. Гарбер, В.Б. Григорьев, Ю.Н. Дупан и др.-Л.: Недра, 1979.-с. 21-49. 1

19. Шаманская А.Т. Соотношение тектонических элементов с полями современных напряжений в Горной Шории /А.Т.Шаманская, П.Т.Егоров// М.: Наука, 1973. - с. 77-78.

20. Шаманская А.Т. Исследование стреляния горных пород и разработка мер борьбы с ними на рудниках Горной Шории. Автореф. / КПИ. -Кемерово; 1971.-с. 17.

21. Бояркин В.И. Изменение состояния пород массива с изменением глубин работ. Автореф. / СМИ Новокузнецк; 1973. - с.29.

22. Егоров П.В. Исследование природы, прогноз и предотвращение горных ударов при разработке мощных крутых пластов в Кузбассе: Автореф. ИГД АН СССР. Новосибирск, 1974. - с.38.

23. Каталог горных ударов на рудных и нерудных месторождениях. Таштагольское, Криворожское, Октябрьское (Норильск),1 "I п ;< •

24. Кукисвумчоррское (Производственное объединение Апатит) и другие месторождения. JL: ВНИМИ, 1986. - с. 186.

25. Шевяков Л.Д. О задачах изучения горного давления в связи с запросами промышленности / Л.Д.Шевяков // Разработка месторождений полезных ископаемых, история горной науки. Изб. тр. Т.2. М.: Наука, 1968. -с.34-56.

26. Хаст Н. Измерение напряжений в скальных породах и их значение для строительства плотин / Н. Хает, Т. Нильсон // Сб. тр. «Проблемы инженерной геологии», № 4, М.: Мир, 1967. - с. 16-17.

27. Hast N. The'State of'stresses1 in'the1 upper part of the Earf's crust. / N.Hast -Tectonophysibs, 1969, !v.8- !№ >3, p: 169-211.

28. Кропоткин П.Н. Результаты измерений напряженного состояния горных пород в Скандинавии, в Западной Европе, в Исландии, Африке и Северной Америке / П.Н.Кропоткин //: Напряженное состояние земной коры. М.: Наука., 1973. - с. 158-167.

29. Булин Н.К. Современные напряжения в горных породах по данным измерений в подземных выработках СССР. / Н.К. Булин // Геология и геофизика, 1972. №8. - с. 40-42.

30. Булин Н.К. Современное поле напряжений в верхних горизонтах земной коры. / Н.К. Булин // Геотектоника. 1971, № 3.

31. Напряженное состояние земной коры по данным измерений в горных выработках и тектонофизического анализа / М.В.Гзовский, И.А.Турчаников, Г.А.Марков, С.А.Батугин и др. //.: Напряженное состояние земной корь!.' —-Ml:'Наука; 1973. с.50-58.

32. Поле тектонических напряжений по данным измерений в Хибинском массиве / И.А.Турчанинов, Г.А.Марков, В.И.Иванов, А.А.Козырев. // Напряженное состояние земной коры. М.: Наука, 1973. - с.50-58.

33. Влох Н.П. Управление горным давлением при разработке рудных месторождений системами с обрушением / Н.П. Влох // Управление горным давлением на подземных рудниках. М.: Недра, 1994. - с. 196201.

34. Влох Н.П. Управление горным давлением при камерных системах разработки / Н.П. Влох // Управление горным давлением на подземных рудниках. М.: Недра, 1994. - с. 170-172:

35. Влох Н.П. Управление горным давлением при разработке слепых рудных тел / Н.П. Влох // Управление горным давлением на подземных рудниках. М:: (Недра,''1994'.' - сЛ'9Г-194., !1

36. Шаманская А.Т. Соотношение тектонических элементов с полями современных напряжений в Горной Шории. / А.Т. Шаманская, П.В. Егоров // Напряженное состояние земной коры: Сб.трудов- М.: Наука, 1973. с.77-85.

37. Егоров П.В. Определение экстремальных направлений раздробленности массива горных пород на примере Таштагольского железорудного месторождения / П.В. Егоров // Вопросы горного давления. Сб., вып.23. Новосибирск, Изд-во СО АН СССР. 1964.

38. Глушко В.Т. Инженерно-геологическое прогнозирование устойчивости выработок глубоких угольных шахт / В.Т. Глушко, Г.Т. Кирничанский -М.: Недра, 1974. -с. 175-180.

39. Изыскание и внедрение новых методов оперативного и долговременного прогноза и средств предотвращения горных ударов на рудниках Горной Шории и Хакасии. Отчет о НИР / ВостНИГРИ, рук. раб. Б.В. Шрепп -Новокузнецк, 1990. с.208.

40. Исследование напряженного состояния массива горных пород и прогнозирование'удароопасности на Таштагольском руднике: Отчет о1 ! I j ' , | 1, ( , I I I t I , i.l.i|

41. НИР/ИГД МЧМ СССР: рук. раб. Н.П.Влох. № ГР 01830020642. -Свердловск, 1986. - с. 12-29.

42. Гзовский М.В. Геологические методы количественной характеристике среднего градиента скорости вертикальных тектонических движений / М.В. Гзовский, В.Н. Крестников, Г.П. Рейснер // Изв. АН СССР -1959. N8, -с. 31-37.

43. Николаев Н.И. Обзорная карта новейшей тектоники СССР / Н.И. Николаев, С.С.Шульц // Сб. «Неотектоника СССР» -Рига, 1961. -с.59-66.

44. Гзовский М.В. Геофизическая интерпритация данных о новейших и современных глубинных тектонических движениях / М.В. Гзовский // Сб. «Современные движения» Изд-во "АН СССР", 1963. с.89-95.

45. Гзовский М.В. Основные вопросы тектонофизики и тектоника Байджансайс'кого антиклинория /' М.В. Гзовский // -М.: Изд-во "АН СССР, ч. III и IV. 1963. с.105-120.

46. Николаев Н!И. Карта1 градиентов скорости новейших тектонических движений территории СССР / Н.И. Николаев, Г.А. Шенкарева // В кн. «Проблемы неотектоники» -М.: 1961. -с.59-66. Изд-во АН СССР, 1964. с. 111-117.

47. Кропоткин П.Н. Основные проблемы энергетики тектонических процессов / П.Н. Кропоткин // Изв. АН СССР -1948. N5, -с. 48-53.

48. Костенко Н.П.О ' принципах составления специальных геоморфологических карт в целях анализа неотектоники горных стран / Н.П. Костенко // Вестн. МГУ -1957. N2, -с. 31-36.

49. Костенко Н.П Геоморфологический анализ речных долин горных стран Н.П. Костенко // Бюлл. комисс. по изучен, четверт. периода -1958. N22,-с. 80-91.

50. Костенко Н.П.О морфологическом выражении в рельефе геологических структур' и структурных элементов / Н.П. Костенко // Вестн. МГУ -1959. N2, -с. 90-106.

51. Голодковская Г.А. Роль тектоники и геоморфологии при инженерно-геологическом районировании /Г.А. Голодковская, A.B. Минервин // Сб. «Вопросы инжененрной геологии и грунтоведения» -М.: Изд-во МГУ, 1963.-с. 70-81.

52. Попов И.В. Инженерная геология / И.В. Попов -М.: Госгеолиздат, ч. 1. 1951.-с. 3-7.

53. Эммонс В О механизме образования некоторых систем металлоносных рудных жил, связанных с гранитными батолитами / В.Эммонс // Сб. «Геология рудных месторождений Западных штатов США» -М.: Изд-во ОНТИ, 1937.-с.131-139.

54. Эммонс В Изменение первичного оруденения с глубиной / В. Эммонс Пер. с англ., -М.: Изд-во ОНТИ, 1933.

55. Смирнов С.С. К'вопросу о зональности рудных месторождений / С.С. Смирнов // Изв. АН СССР -1937: N6, -с. 53-61.

56. Смирнов С.С. Заметки по некоторым вопросам учения о рудных месторождениях / С.С. Смирнов // Изв. АН СССР -1946. N3, -с. 47-55.

57. Смирнов С.С. О современном состоянии теории образования магматогенных рудных месторождений / С.С. Смирнов // Изд-во. АН СССР ч. 76. вып. 1.-1947.

58. Королев A.B. Зависимость зональности оруденения от последовательности развития структур рудных месторождений / A.B. Королев // Изв.1 АН СССР -1949. N1; -с. 46-51.

59. Коржинский Д.С. Образование контактовых месторождений / Д.С. Коржинский // Изв. АН СССР ^1945. N8, -с. 67-74.

60. Стариков H.A. Система подэтажного обрушения. / Н.А.Стариков // Основы разработки рудных месторождений на больших глубинах. Киев.: Изд-во "АН УССР", 1961. с.286-292.

61. Стариков H.A. Породные взрывы и горные удары / Н.А.Стариков // Основы разработки рудных месторождений на больших глубинах. Киев.: Изд-во "АН УССР" , 1961. с.67-73.' ■ I I ■111 • : . ■ '' • ' >

62. Петухов И.М. Предотвращение горных ударов на рудниках / И.М. Петухов, П.В. Егоров, Б.Ш. Винокур. М.: Недра, 1984. - с.52-182.

63. Батов H.A. Геология и минералогения железорудных месторождений Кондомской группы / H.A. Батов // -Мат-лы по геол. Зап.-Сиб. края, 1935. N18, -с. 111-135.

64. Вахрушев В.А. Вопросы минералогии, геохимии и генезиса железных руд Кондомского района Горной Шории (Западная Сибирь) / В.А. Вахрушев // -Новосибирск.: Изд-во СО АН СССР, 1959. -с. 81-90.

65. Поспелов А.Г. Новые данные по стратиграфии нижнего палеозоя Горной Шории / А.Г. Поспелов, Е.С. Федянина // -Мат-лы по геол. Зап.-Сибири, 1958. вып. 61. -с. 40-48.

66. Радугин К.В. О фазах тектогенеза среднего и верхнего кембрия / К.В. Радугин // Сб. «Вопросы геологии Сибири». Посвящ. Памяти акад. М.А. Усова-М.-Л., 1945.-е. 90-101.

67. Сумин Н.Г. О натриевом метасоматозе в скарновых железорудных месторожденйях' /1 Н.Г.' Сумин // 1В кн. «Вопросы петрографии и металлогении» -М.: Изд-во АН СССР, т. 1. 1953. -с. 121-134.

68. Ашурков В.А. Отчет Южной партии по геофизическим работам за 1957-1959 гг.: Отчет о НИР (промежут.) / Южная партия; Рук. В.А. Ашурков. -Новокузнецк, 1959. -Отв. испол. Н.М. Ашуркова, М.И. Юшников. 1

69. Ашурков В.А. Отчет Южной партии по геофизическим работам за 1959-1961 гг.: Отчет о НИР (заключит.) / Южная партия; Рук. В.А. Ашурков. -Новокузнецк, 1962. -Отв. испол. Н.М. Ашуркова, М.И. Юшников. ' 1 1 •

70. Методические указания по применению метода разгрузки для измерения напряжений в массивах горных пород. Л., ВНИМИ 1972. -с. 18-20.

71. Оценка напряженного состояния массива горных пород и руд методом разгрузки // Инструкция по безопасному ведению горных работ нарудных и нерудных месторождениях, склонных к горным ударам. Л.; ВНИМИ, 1980.-c.92.

72. Leeman E.R. The measurement of stress in rock. E.R. Leeman I. South African Inst. Min. Metall., 1964, v.65, № 2, p.45-81.

73. Методические рекомендации по определению абсолютных напряжений в скальном массиве методом разгрузки / В.Д. Барышников, М.В. Курленя, A.B. Леонтьев, С.Н. Попов // ИГД СО РАН Новосибирск, 1988.-c.6-28.

74. Методика определения абсолютных напряжений в скальном массиве методом разгрузки керна с центральной скважиной с использованием унифицированного комплекса приборов УК-"Тензор". Новосибирск.: ИГД СО АН СССР, 1992. - с.48.

75. Влох Н.П. Метод частичной разгрузки на большой базе. / Н.П. Влох, A.B. Зубков, Ю.Г. Феклйстов // Диагностика напряженного состояния породных массивов. -'Новосибирск, Наука, 1980 с.50.

76. Исследование напряженного состояния массива горных пород и прогнозирование удароопасности на Таштагольском руднике: Отчет о НИР/ИГД МЧМ СССР: рук. раб. Н.П.Влох. № ГР 01830020642. -Свердловск, 1986. - с. 12-29.

77. Изыскание и внедрение новых методов оперативного и долговременного прогноза и средств предотвращения горных ударов на рудниках Горной Шории и Хакасии: Отчет о НИР/Воет НИГРИ, рук. раб. Б.В. Шрепп Новокузнецк. 1990. - с.208.

78. Ризниченко Ю.В. Исследование горного давления геофизическими методами /Ю.В. Ризниченко, И. Ванек, В.Сибек //- М., Наука, 1967. -с. 131-190. 1 1 '

79. Курленя М. В. Оценка напряженного состояния массива пород на рудниках Горной Шории методом разгрузки / М. В. Курленя // Сб. научн. тр. Напряженно-деформированное состояние массивов горных пород. -Новосибирск, ИГД СО АН СССР, 1988. с. 130-135.

80. Сравнение двух методов измерений напряжений в горных породах / П.В.Егоров, А. Т. Шаманская, В.И.Бояркин, Б. В. Шрепп. // Сб. тр. Измерение напряжений в массиве горных пород. Новосибирск.: изд-во ИГД СО АН СССР, 1970.

81. Кузнецов Г.Н. Методы'и средства решения задач горной геомеханики. / Г.Н. Кузнецов, К.А. Ардашев , Н.А Филатов //. -М. : Недра, 1987. с.8.

82. Инструкция по безопасному ведению горных работ на рудных и нерудных месторождениях, склонных к горным ударам. Л.; ВНИМИ, 1980.-c.131.

83. Пат. 2301332 Россия, МПК7Е21С39/00. Устройство для измерения деформаций на стенках скважин / Н.И. Синкевич. ГОУ ВПО «СибГИУ» Заявка №2006102767/03; Заявл. 31.01.2006; Опубл. 20.06.2007. - 5с.; 2л.ил.

84. Пат. 3211534 Россия, МПК7Е21С39/00. Устройство для измерения деформаций на стенках горной выработки методом щелевой разгрузки / Н.И. Синкевич. ГОУ ВПО «СибГИУ» Заявка № 20055141711/03; Заявл. 30.12.2005; Опубл. 27.11.2007. - 6с.; Зл.ил.

85. Райе Д. Механика очага землетрясения. / Д.Райе М.: Мир, 1982. -с.30-39.

86. Суворов А.И. Проблемы пространственной и возрастной корреляции глубинных разломов. / А.И. Суворов // М.: Наука, 1979. - с.238-256.

87. Батугина И.М. Закономерность образования тектонически напряженных зон / И.'М.Батугина, И.М.Петухов. //. Геодинамическое районирование месторождений при проектировании и эксплуатации рудников. -М.: Недра, 1988. с.31-40.

88. Влох Н.П. Методы определения напряжений горных пород в натурных условиях / Н.П. Влох // Управление горным давлением на подземных рудниках. М.: Недра, 1994. - с.15-37.

89. Разработка методик аналитического и экспериментального определения параметров очистной выемки железорудных месторождений Сибири по условиям горного давления: Отчет о НИР / НИГРИ; рук. раб. И.Д. Ривкин. № ГР75046857 ^Кривой Рог, 1976. - с.42-60.

90. Петухов И.М. Некоторые новые методы и приборы для измерения сдвижения горных пород и угля. Тр. ВНИМИ. 1953. - с. 189-205.

91. Разработка методики по установке тензоплатформ ПТ-1. -Новосибирск.: ИГД СО АН СССР, 1982. с. 20.

92. Шрейнер J1.A. Вопросы механики горных пород / JI.A. Шрейнер. М. - Л.: Гостоптехиздат, 1945. - с.5-21.

93. Шрейнер Л.А. Физические основы механики горных пород / Л.А. Шрейнер. М. - Л.: Гостоптехиздат, 1950. - с.26-60.

94. Механические и абразивные свойства горных пород / Л.А. Шрейнер, О.П. Петрова, В.П. Якушев, А.Т. Портнова, K.M. Садиленко, H.A. Клочко, H.H. Павлова, П.С. Баладин, А.И. Спивак. М. - Л.: Гостоптехиздат, 1958.- с.25-40. '

95. К вопросу разрушения хрупкого тела / A.C. Гришин, Л.П. Константинов, Е.И/ Королько, Е)И. Эдельштейн, P.M. Эйгелес // Совершенствование техники и технологии бурения. Тр. ВНИБ, вып. 1.

96. Гостоптехиздат, 1958. с. 131-133.

97. Эдельштейн Е.И. О разрушении горных пород давлением / Е.И. Эдельштейн, P.M. Эйгелес // Исследования упругости и пластичности. Сб. 2. Изд. ЛУ, 1963.-с. 132-152.

98. Эйгелес P.M. Напряженное состояние породы под штампов в условиях высокого всестороннего сжатия / P.M. Эйгелес // Механические свойства горных пород при вдавливании и их практическое использование. СБ. ВНИИОЭНГ. 1966. - с. 63-73.

99. Байдюк Б.В. Механизм деформации и разрушения горных пород при вдавливании штамма / Б.В. Байдюк, H.H. Павлова // Механические свойства горных пород при вдавливании и их практическое использование. СБ. ВНИИОЭНГ. 1966. - с. 15-31.

100. Барон Л.И. О показателе относительной хрупкости горных пород / Л.И. Барон, В.М. Курбатов // М.: «Изв. АН СССР, металлургия и топливо», № 4. 1959. - с.204-206. '

101. Барон Л.И. Сопротивляемость горных пород отрыву. / Л.И. Барон, Л.Г. Керекилица // -Киев.: Наукова думка, 1974. с. 195.

102. Барон Л.И. Методика определения контактной прочности горных пород. / Л.И. Барон, Л.Б. Глатман, А.Н.Мельников // -М.: ИГД, 1976. — с. 24.

103. Шрейнер Л.А. Твердость хрупких тел / Л.А. Шрейнер М. - Л.: Изд-ва АН СССР, 1949. - с.39-46.

104. Методические указания по определению прочностных и деформационных характеристик крепких горных пород // ВНИМИ. Л., 1974. - с.20-30.

105. Ставрогин А.Н. Запредельные характеристики хрупких горных пород. / А.Н. Ставрогин, Е.Д.1 Певзнер, Б.Г. Тарасов // ФТПРПИ, 1981. № 4. -с.8-15. '

106. Протосеня А.Г. Расслоение приконтурного массива пород вокруг выработок при разработке' удароопасных месторождений / А.Г. Протосеня, В.Л. Трушко, В.В. Карпенко // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2004. № 2, - с.3-12.

107. Шрейнер Л.А. Метод определения пластических свойств горных пород / Л.А. Шрейнер, О.П. Петрова // Докл. АН СССР, 1954. т. 96, № 3. с. 511-513.

108. Исследование состояния удароопасного массива при сооружении вертикальных стволов / Б.В.Шрепп, А.В.Мозолев, Н.И.Синкевич и др. // Горный журнал. -Ч:996','№ 1-2.'-'с'.88-92.

109. Синкевич ' Н.И. Исследования параметров напряженно-деформированного состояния' на Таштагольском железорудном месторождении / Н.И. Синкевич // Известия вузов Горный журнал. 2004. №5 .-с. 51-56.

110. Лапин С.С. Абаканское железорудное месторождение / С.С. Лапин // Магнетитовые рудные тела, их строение и магнитные свойства. -Новосибирск.: Изд-во "Наука" АН СССР СО труды института геологии и геофизики. Выпуск 212," 1976. с Л 9-21.

111. Синкевич Н.И. Влияние факторов на исходное поле напряжений в районе Абаканского железорудного месторождения / Н.И. Синкевич // Безопасность труда в промышленности. 2011, №2 - с. 34-38.

112. Синкевич Н.И.' Исследование геомеханических условий отработки железорудных месторождений Горной Шории и Хакасии. Дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук: 01.02.07. Защищена 16.10.96, Утв. 14.02.97; 027591. - Новокузнецк, 1996. -с.207.

113. Синкевич Н.И. Исследования параметров напряженно-деформированного состояния с помощью комбинированной наблюдательной станции в крепи ствола «Клетевой» / Н.И. Синкевич // Уголь 2005. N11, -с. 19-22.

114. Исследование напряженно-деформированного состояния массива вмещающих пород и крепи ствола на Таштагольском руднике / Н.И. Синкевич, Б.В. Шрепп, И.И. Скляр, В.К. Климко, В.А. Ваганова // Безопасность труда в промышленности. 1998. № 8. - с.40-44.

115. Синкевич Н.И. Натурные исследования параметров напряжённо-деформированного состояния на Таштагольском железорудном месторождении // Горный информационно-аналитический бюллетень. -2004. № 2 -с.82-84.

116. Исследование напряженно деформированного состояния и удароопасности массива с глубиной в условиях Шерегешевского месторождения: Отчет о НИР/ВостНИГРИ, рук.раб. Б.В. Шрепп. -Новокузнецк, 1993. - с.ЗЗ.

117. Оценка напряженно деформированного состояния массива горных работ и его удароопасности с увеличением глубины ведения горных работ: Отчет о НИР/ВостНИГРИ, рук.раб. Б.В.Шрепп. - Новокузнецк, 1992.-с.ЗО. ' '

118. Разработка научно обоснованного метода прогноза удароопасности пород на рудниках Горной Шории: Отчет о НИР/ Сиб. фил. - ВНИМИ. Руководитель П.В. Егоров - Прокопьевск, 1975. - с. 147.

119. Напряженное состояние земной коры по данным измерений в горных выработках и тектонофизического анализа / М.В. Гзовский, И.А. Турчаников, Г.А. Марков, С.А. Батугин и др. // Напряженное состояние земной коры. М., Наука, 1973. с.50-61.

120. Бояркин В. И' Прогноз и ' предупреждение горных ударов на железорудных месторождениях Сибири / В. И. Бояркин, Б. В. Шрепп , Б. М. Костоглод //' Безопасность труда' в промышленности. -1982, № 2, - с.60-61.

121. Шрепп Б.В. Оценка напряженности массива в северном торце Таштагольского месторождения / Б.В. Шрепп, Н.И. Синкевич и др. //

122. Тез. докл. Междунар. конф. «Геомеханика в горном деле 96». -Екатеринбург, 1996. - с.230-232.

123. Шаманская А.Т. Соотношение тектонических элементов с полями современных напряжений' в Горной Шории. / А.Т. Шаманская, П.В. Егоров // Напряженное состояние земной коры. -М.: Наука, 1973. -с.77-86. " "' !- ■ 1 • •

124. Проблемы разработки месторождений Горной Шории и Хакасии на больших глубинах' / Б.В. Шрепп, В.И. Бояркин, В.А. Квочин и др. // Проблемы подземной эксплуатации рудных месторождений на больших глубинах. -М. : ИПКОН АН СССР, 1979. с.200-213.

125. Шрепп Б.В. Разработка инженерных способов предотвращения горных ударов на Таштагольском месторождении / Б.В. Шрепп, В.А. Квочин, В.И. Бояркин. // Перспективы подземной добычи руд на больших глубинах. -М. : ИПКОН АН СССР, 1985. с. 171-183.

126. Борьба с горными ударами на Таштагольском руднике / Б.В. Шрепп, В.А. Квочин, В.И.'Бояркин и др. // Прогноз и предотвращение горных ударов на рудных месторождениях. -Апатиты, КФ АН СССР, 1987. -с.50-54.

127. Егоров П.В. Исследование напряженного состояния горных пород в районах разрывных нарушений методом разгрузки на Таштагольском железорудном месторождении. / П.В. Егоров, А.Т. Шаманская, //

128. Измерение напряжений в массиве горных пород: Сб.тр. Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1968. с. 107-114.

129. Исследование сдвижений горных пород и проявлений горного давления на Таштагольском железорудном месторождении: Отчет о НИР / ВНИМИ. рук. раб. Г.Л. Нестеренко, С. А. Батугин -Л., 1965. Т.1 с.207.

130. Исследование'и выбор ' технологии отработки глубоких горизонтов Абаканского месторождения. Отчет о НИР / ВостНИГРИ, рук.раб. Б.В. Шрепп -Новокузнецк, 1980: с. 182.

131. Исследование отработки слепых рудных тел Казского месторождения в условиях повышенного напряженного состояния массива горных пород. Отчет о НИР / ВостНИГРИ, рук.раб. Б.В. Шрепп -Новокузнецк, 1990.-с.32.

132. Оценка напряженно-деформированного состояния массива горных пород и его удароопасности с увеличением глубины ведения горных работ. Отчет о НИР / ВостНИГРИ, рук.раб. Б. В. Шрепп -Новокузнецк, 1992. с. 30. '

133. Исследование проявления горного давления на вертикальные стволы и выработки околоствольного дробильного комплекса на Таштагольском руднике. Отчет о НИР /ВостНИГРИ, рук.раб. Б.В. Шрепп -Новокузнецк, 1972. с.88.

134. Шаманская А.Т. Состояние тектонических элементов с полями современных напряжений в Горной Шории / А.Т. Шаманская, П.В. Егоров // Напряженное состояние земной коры. -М. : Наука, 1973. -с.77-86.

135. Геомеханическая оценка условий отработки глубоких горизонтов Шерегешевского месторождения. / Б.В. Шрепп, A.B. Мозолев, Н.И. Синкевич и др. // Безопасность труда в промышленности. 1995 № 7. - с.29-33.

136. Геомеханические условия отработки участка «Новый Шерегеш» / Б.В. Шрепп, Н.И. Синкевич, Ю.Н. Никуленко и др.// Безопасность труда в промышленности. -1994 № 6. с.16-20.

137. Ведение горных работ в условиях тектонической напряженности / Б.В. Шрепп, A.B. Мозолев, Н.И. Синкевич и др. // Сб. тр. Вып.2. -Кемерово, 1996. с.148-155.

138. Лапин С.С. Кондомский железорудный район / С.С. Лапин // Магнетитовые рудные тела, их строение и магнитные свойства. -Новосибирск.: Изд-во "Наука" АН СССР СО труды института геологии и гёофйзики.'Выпуск'212^*1976. с. 13-19.

139. Синкевич Н.И. Выявление пространственно-временных закономерностей распределения геодинамических явлений на рудниках Горной Шории и Хакасии / Н.И. Синкевич // Сб. тр. VII Междунар. конф. -Новокузнецк, 2002. -с. 80-83.

140. Напряженное состояние земной коры по данным измерений в горных выработках и тектонофизического анализа / М.В. Гзовский, И.А. Турчанинов, Г.А. Марков, С.А. Батугин, и др. // Напряженное состояние земной коры. -М. : Наука, 1973. с.90-97.

141. Назарчик А.Ф. Разработка жильных месторождений. / А.Ф. Назарчик, И.А. Олейников, Г.И.' БЬгданс>в7/.-М!.: Недра, 1977. -с.240.

142. Марков Г. А.' Тектонические11 напряжения и горное давление в рудниках Хибинского массива 7 Г. А. Марков -JL: Наука, 1977. -с.212. • ■ ' '

143. Турчанинов И.А. Тектонические напряжения в земной коре и устойчивость горных выработок / И.А.Турчанинов, Г.А.Марков, В.И.Иванов -Л.: Наука, 1978. с.256.

144. Панасенко Г. Д. Техногенная активизация тектонических процессов в Хибинском массиве,'задачи и пути ее изучения / Г. Д. Панасенко // Сб. тр.:Геофизические исследования на Европейском севере СССР.-Апатиты: изд-во КФ АН СССР,'1983: с.25-38.

145. Разработка и внедрение при проектировании и строительстве глубоких рудников Сибири, комплекса профилактических мер предотвращения горных ударов: Отчет о НИР/ВостНИГРИ, рук. раб. Б.В.Шрепп, В.И.Бояркин.-З-1-2-10-78.-Новокузнецк, 1980. с. 128.

146. Динник А.Н. Распределение напряжений вокруг подземных горных выработок. / А.Н. Динник, А.Б. Моргалевский, Г.И. Савин // Труды совещания по управлению горным давлением. М.: изд-во АН СССР. 1938.

147. Фаерман Е.М. Отражение идей М.М. Протодъяконова в современных гипотезах горного давления. / Е.М. Фаерман // Сб.тр. ИГД АН СССР "Вопросы разрушения и давления горных пород". М.: изд-во Углетехиздат, 1955.1 1 11

148. Илыптейн A.M. Закономерность проявления горного давления. / A.M. Ильштейн fl Труды ВУГИ'.11'Ml:'изд-во'Углетехиздат, 1954.

149. Руппенейт К.В. Давление и смещение горных пород в лавах пологопадающих пластов: / К.В. Руппенейт М.: изд-во Углетехиздат, 1957.

150. Протодьяконов М.М. (старший). Давление горных пород и рудничное крепление. / М.М. Протодьяконов М.: Госгориздат. 1933. ч. 1-2.

151. Егоров П.В. Исследование влияния разрывных нарушений на проявление горных ударов / П.В. Егоров, В. А. Редькин, В.В. Калугин // Горный журнал.-1983.-N 5. с.44-'47.

152. Веселов А.И. 'Динамические 1 проявления горного давления в геологическом массиве блочной структуры / А.И. Веселов, П. Г. Гайдин, М.Ф. Петухов // Сб. тр. : Развитие технологии добычи руд на больших глубинах.-Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1988. с.40-47.

153. Бессонов И.И. Совершенствование технологии подземной разработки маломощных рудных месторождений Кольского полуострова / И.И. Бессонов, В.В. Бобарыкин, А.И. Калашник -Апатиты: ИЗД-ВО КФ АН СССР, 1989.1-с. 156.' 1

154. Ловчиков А.В: Напряженное состояние Ловозерского массива на нижних горизонтах обрабатываемых рудных залежей / A.B. Ловчиков,

155. A.А Козырев // Сб. тр.: Геомеханическое обеспечение разработки месторождений Кольского полуострова.-Апатиты: изд-во КФ АН СССР, 1989. с.12-25.

156. Исследование некоторых факторов, влияющих на формирование удароопасности в массивах горных пород / Ф.И. Ахметшин, Б. С. Каряшкин, Б.А .Вольхин, В.И. Дорошенко, Ю. С. Павлов // Горный журнал. -1987. -N 9. с.52-54.

157. Козырев A.A. Горно-тектонические удары в тектонически напряженном массиве /A.A. Козырев, В.И. Иванов, В.Н. Панин // Горный журнал. -1993. -N 12. с.48-52.

158. A.c. 1551806. Россия. Способ разрезки этажа / Б.В.Шрепп,

159. B.А.Квочин, В.И.Бояркин и др. Опубл. в Б.О.И. , 1990. - №11. -с.115.

160. Совершенствование технологии горных работ / В.С.Лялько, А. А. Азарьев, В.М.Бодунов и др. //Горный журнал.-1981. -№ 8.-с.10-13.

161. Марков Г.А:1 Напряженное состояние пород и горное давление в структурах гористого рельефа. / Г.А. Марков, С.Н. Савченко // -Д.: Наука, 1984.-с. 140.

162. Исследование и разработка оптимальных параметров технологии подготовки и отработки сдвоенными этажами железорудных месторождений Сибири. Отчет о НИР / ВостНИГРИ, рук. раб. Б.В. Шрепп -Новокузнецк, 1977. с.95.

163. Малахов Г.М. Медно-никелевые рудники региона Садберл (Канада) / Г.М.Малахов и др. // Вскрытие и разработка рудных месторождений на больших глубинах.'- Mi; ГОСГОРТЕХИЗДАТ. 1960. с.218-252.

164. Синкевич Н.И. Роль натурных наблюдений за породным массивом как объектом изучения / Н.И. Синкевич // Безопасность труда в промышленности. -2003. № 7. -с. 43-44.

165. Синкевич Н.И. Закономерности изменения напряжений в анамальном поле при очистной выемке / Н.И. Синкевич // Горный информационно-аналитический бюллетень. -2003. № 3 -с.49-52.

166. Синкевич Н.И. Натурные исследования методом щелевой разгрузки параметров напряженно!-деформированного состояния на Шерегешевском железорудном месторождении / Н.И. Синкевич // Уголь. 2006. № 10. -' с . 62-64.

167. Синкевич Н.И. Напряженно-деформированное состояние пород и его изменение во времени / Н.И. Синкевич // Известия ВУЗов. Горный журнал. 2004. №6. - с . 42-44.

168. Синкевич Н.И. Исследования напряженно-деформированного состояния массивов на рудниках Горной Шории / Н.И. Синкевич // Горный журнал. 2004. №10. - с . 41-43.

169. Синкевич Н.И. Особенности формирования напряженного состояния скальных массивов ' горных1 пород / Н.И. Синкевич // Горный информационно-аналитический бюллетень. -2003. № 5 -с. 10-11.

170. Синкевич Н.И. Оценка природного напряженного состояния массива Абаканского месторождения / Н.И. Синкевич // Горный журнал. -2003 .№ 11.- с.30-31.

171. ГОСТ 21153.0-75 Породы горные. Отбор проб и общие требования к методам физических испытаний. Введен 01.01.1975. - М.: МГУ, - 5с.

172. ГОСТ 21153.2-84 Породы горные. Методы определения предела прочности при одноосном сжатии. Введен 01.07.1986. - М.: МГУ, -Юс.

173. ГОСТ 21153.3-85 Породы горные. Методы определения предела прочности при одноосном растяжении. Введен 01.01.2007. - М.: МГУ, - 14с.

174. Синкевич Н.И. Закономерность изменения запаса прочности горных пород с глубиной разработки Таштагольского железорудного месторождения / Н.И. 'Синкевич // Безопасность труда в промышленности. 2003 i №'6. - с.45-47.

175. Синкевич Н.И. ТеЬретические и экспериментальные работы по горному давлению в вертикальных стволах / Н.И. Синкевич // Горный информационно^аналйтический бюллетень. 2006, N6. -с. 38-41.

176. Синкевич Н.И. Прогноз удароопасности железорудных месторождений Сибири / Н.И. Синкевич // Безопасность труда в промышленности. 2005, №3. - с. 50-52.

177. Синкевич Н.И. Исследование напряженно-деформированного состояния в призабойном массиве вертикальных стволов Абаканского месторождения ' / Н.И. Синкевич // Горный информационно-аналитический бюллетень.- 2006, N5. -с. 32-35.

178. Синкевич Н.И. Исследование хрупкости горных пород и определение коэффициентов удароопасности с глубиной на Таштагольском железорудном месторождении / Н.И.Синкевич, И.Ф. Матвеев // Сб. труд, научн. техн. Новокузнецк, 1999. с. 152-156.

179. Синкевич Н.И. Классификация удароопасных типов пород месторождений Сибири / Н.И. Синкевич // Сб. тр. Новокузнецк, 1999. - с.156-159.

180. Синкевич Н.И. Оценка удароопасности массива горных пород с помощью прибора УМГП-3 / Н.И. Синкевич // Безопасность труда в промышленности. 2004.№ 1. - с.27-28.

181. Рыжов П.А. Математическая статистика в горном деле / П.А. Рыжов. М.: Изд. МИРГЭМ, 1965. - с. 24-37.

182. Синкевич Н.И. Напряженно-деформированное состояние вне зоны влияния очистных работ / Н.И. Синкевич // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2003. № 5 -с.8-10.

183. Павлова H.H. Разрушение горных пород при динамическом нагружении / H.H. Павлова, J1.A. Шрейнер. М.: Недра, 1964. - с. 1045. ~ ' •

184. Александров А.П. Явления хрупкого разрыва / А.П. Александров, С.Н. Журиков // Проблемы новейшей физики. Вып.IX. Гостехиздат. 1933.

185. Павлова H.H. Экспериментальные исследования механических свойств горных пород при динамическом вдавливании / H.H. Павлова, JI.A. Шрейнер, А.Т. Портнова // Вопросы деформации и разрушения горных пород при бурении. Сб. ГОСИНТИ. 1961. - с.4-34. "• 1

186. Временное руководство по сооружению вертикальных стволов при повышенном горном давлении и удароопасности на рудниках Сибири / Б.В. Шрепп, A.B. Мозолев, Н.И. Синкевич, В.А. Квочин и др. -Новокузнецк.: Изд. центр СибГИУ, 1995. 47с. '

187. Справочник инженера-шахтостроителя. В 2-х томах. Том 1. Под общей ред. В.В. Белого. -М., Недра, 1983. с. 166-169.

188. Указания по безопасному ведению горных работ на месторождениях Горной Шории, склонных к горным ударам. Новокузнецк, 1991. 90 с.

189. Пат. 2193659 Россия, МКИ 7Е21 С 41/22. Способ отработки месторождений полезных ископаемых / Н.И. Синкевич, Б.В. Шрепп, О.В. Залеская, Н.И. Скляр, В.К. Климко. ВостНИГРИ, Новокузнецк, N20000113978, Заявл. 02.06.2000; Опубл. 27.11.2002. -Юс.: 2л.ил.

190. Министерство промышленности, науки и технологий РФ Департамент металлургии

191. Открытое акционерное общество Восточный научно-исследовательский горнорудныйинститут (ОАО «ВостНИГРИ»)654040, Кемеровская обл, г Новокузнецк,ул. Климасенко. 19 телефакс (3843) 54-05-311. СПРАВКА

192. Вклад Синкевича Н.И. в разработку этого проекта от указанной суммы (570 тыс. руб.) составил 190 тыс. руб.

193. Генеральный директор ОАО «ВостНИГРИ», д.т.н., академик АГН РФ

194. Зав. лабораторией горного давления, д.т.н. проф., чл.-корр. РАЕН1. Л.М. ЦинкершРепп-У 1 ч \1. Ученый секретарь1. Н.И. Вороноваl'i P /V В К А

195. U6 испопьювап«! чроектной оргашпаиисн нлучмо-исследопагечьской работы 'Теомсхаиичсскос обоснование безопасной эксплуатации стволов и сооружения комплекса подъемного чроблешш <К'1!Д) на Абаканском руднике'

196. Исполнитель ра6.> ы: ОАО "ВосгНИГРИ" Использование рлиош проведано проектной орпшиканией ОАО "Сногинроруда" Цель работы геомеханическое обоснованно бсюнаспон эксплуатации стволов на Абаканском руднике

197. Годовой экономический эффект о! иептьзованпя резулыаюи работы составляет

198. Один миллион шестьсот двадцать шесть тысяч рублей. Долевое участие г жономичсском эффекте состачнчег ОАО "ВосгИИГ?!!" и im- 57() ,b,c. pvf.

199. ОАО ''Сибгинроруда" <5Г* % или 1 056 тыс. руб. Расчет эконошг uwio эффекта по форме при.чм тс) с ят ш:»> ,4t.¡'o/nimiipiiL.'! ~OJ)(V' '¡ввЛСПЧЭ, ') rrt H.н-Шре»»1. Crp. novo-. c<>p~v\0>uik1. А T ■ 'ohI л

200. Расчет экономического эффекта, полученного при проходке ст'иола "К.нечьевон" Абаканскою ГУ ОАО "ЗСМК"

201. ОАО "ВопШТГРИ". ОАО "Сибтипроруда" и Абаканское РУ ОАО "ЗСМК" на основании проведённых исследований в стволе "Главный"разрешили проходку ствола "Клетьевой" под авторским контролем, поэтапно, через 100м.

202. При оценке экономического эффекта использованы сметная стоимость 1984г. из проекта на сооружение ствола "Клетьевой" с переводом нацены 2000г. по схемецена 1984г. ■ поправочный коэфф. 1,854 = цена 1991г • 10 « цена 2000г.

203. Экономия от исключения использования ьрматуры в крени ствола

Информация о работе

Синкевич, Николай Иванович
доктора технических наук
Екатеринбург, 2011
ВАК 25.00.20

Диссертация

Обоснование геомеханических параметров вскрытия и выемки железорудных месторождений в геодинамически опасном регионе - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы