Обоснование методов управления геомеханическими процессами при подземной разработке золоторудных месторождений на основе выявленных закономерностей формирования тектонических структур

Сосновский, Леонид Иннокентьевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Обоснование методов управления геомеханическими процессами при подземной разработке золоторудных месторождений на основе выявленных закономерностей формирования тектонических структур
ВАК РФ 25.00.22, Геотехнология(подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации по теме "Обоснование методов управления геомеханическими процессами при подземной разработке золоторудных месторождений на основе выявленных закономерностей формирования тектонических структур"

Сосновский Леонид Иннокентьевич УДК 622.83. 622.272 (04)

На правах рукописи

ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ПРИ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКЕ ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НА ОСНОВЕ ВЫЯВЛЕННЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕКТОНИЧЕСКИХ СТРУКТУР

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Специальность- 25 00.22- Геотехнология (подземная, открытая, строи-

тельная)

25 00 20- Геомеханика, разрушение пород, рудничная

аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат

Иркутск-2007

003065824

Работа выполнена в Иркутском государственном техническом университете

Научный консультант:

доктор геолого-минералогических наук, профессор Филонюк Виталий Андреевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Зотеев

Олег Вадимович,

доктор технических наук, профессор Федорко Владимир Павлович, доктор технических наук, профессор Лизункин Владимир Михайлович

Ведущая организация: Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (ИПКОН РАН)

Защита состоится "24"окгября 2007 г. в Ю00 на заседании диссертационного совета Д. 212.073.04 при Иркутском государственном техническом университете по адресу: 664074, Иркутск, ул. Лермонтова 83, корпус «К», Конференцзал.

факс 8(3952)405-100; e-mail: l.gor@istu edu

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИрГТУ.

Автореферат разослан "10"сентября 2007 года.

Отзывы в 2 экз, заверенные печатью, просьба посылать на имя ученого секретаря совета.

Ученый секретарь диссертационного совета,

Н Н.Страбыкин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Золоторудные месторождения имеют ряд особенностей сложное геологическое строение, тектоническую нарушенность, разнообразие условий залегания рудных тел и физико-механических свойств пород, наличие в горных массивах высоких гравитационо-тектонических напряжений Дополнительные проблемы создает многогоризонтная и выборочная выемка руды из-за крайне неравномерного распределения запасов в недрах Все это существенно влияет на устойчивость подрабатываемых массивов и земной поверхности, напряженное состояние целиков и обнажений выемочных камер Глубина горных работ золоторудных месторождений изменяется в широких пределах от 100 до 800 м и более Сохраняется тенденция к дальнейшему увеличению глубины разработки

При разработке месторождений происходит последовательное накопление подземных пустот Возникают опасные проявления сдвижения пород, роста горного давления с возможностью возникновения горных ударов При этом в зону сдвижения на земной поверхности попадают здания и сооружения, разрушается кровля выработок и очистных камер, обрушаются целики, что приводит к снижению безопасности горных работ, дополнительным затратам на проведение и крепление выработок, увеличению потерь полезного ископаемого и ра-зубоживания руды Эти негативные явления являются следствием недостаточно надежных методов прогноза геомеханического состояния горного массива, расчета конструктивных элементов систем разработки и обоснования эффективности управления геомеханическими процессами Существующие методы прогноза и управления ими не в полной мере учитывают тектоническую нарушенность горного массива и, как правило, базируются на традиционной классической основе, построенной на механике сплошной среды Требуется новый подход к реализации идей и методологии эффективной отработки золоторудных месторождений полезных ископаемых Назрела актуальная необходимость создания методов прогнозирования геомеханических условий разработки месторождений на основе изучения закономерностей формирования структур тектоники, как ключевых факторов, определяющих распределение горного давления Такой подход позволяет уточнить и усовершенствовать способы управления геомеханическими процессами

Настоящая работа посвящена решению важных задач проблемы управления геомеханическими процессами на подземных золотодобывающих рудниках на основе исследований формирования структур тектоники горных массивов с позиций синергетики и фрактального анализа

Цель работы - изучение закономерностей распределения давления в горном массиве и обоснование методов управления геомеханическими процес-

сами, обеспечивающими повышение безопасности и эффективности разработки золоторудных месторождений подземным способом, снижение уровня потерь полезного ископаемого при рациональном использовании недр

Основная идея работы состоит в использовании закономерностей распределения напряжений в горном массиве для обоснования эффективных методов и способов управления геомеханическими процессами при разработке золоторудных месторождений

Объект исследований - тектонические структуры коренных золоторудных месторождений, разрабатываемых подземным способом, природные и техногенные поля напряжений горных пород

Предмет исследований - напряжения в массиве горных пород, конструктивных элементах систем разработки с учетом горно-геологических особенностей золоторудных месторождений и технологией ведения горных работ

Задачи исследований

1 Анализ особенностей горно-геологических, горнотехнических и геомеханических условий разработки золоторудных месторождений.

2 Исследование закономерностей распределения давления в элементах тектоники горных пород в целях прогнозирования геомеханического состояния горного массива

3 Разработка эффективных методов управления геомеханическими процессами в горном массиве с учетом закономерностей его тектонической нару-шенности при разработке золоторудных месторождений

4 Научное обоснование и разработка рациональных методов погашения подземных пустот, исключающих рост горного давления и возникновение горных ударов, обеспечивающих безопасность отработки недр

5 Внедрение предлагаемые методы управления геомеханическими процессами на основных золотодобывающих предприятиях России

Методы исследований. В работе использованы комплексные исследования, включающие научный анализ и обобщение накопленного опыта, графоаналитические исследования элементов тектоники, теоретические и экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния горных выработок и целиков с применением методов фотоупругого и математического моделирования, промышленные эксперименты по исследованию напряженно-деформированного состояния массива и конструктивных элементов систем разработки, опытно-промышленная проверка разработанных методов управления процессами сдвижения, горного давления и горных ударов

Научные положения, выносимые на защиту

1 Горный массив подвержен неравномерному распределению природных полей напряжений Установлено, что система распределения интенсивности

напряжений иерархична и обладает свойствами самоподобия (фрактальности), выявлены закономерности формирования тектонических нарушений и дискретный характер распределения горного давления в локальных объемах пород, что создает принципиально разные геомеханические условия для проведения и поддержания горных выработок

2 Закономерности пространственного распределения безрудной и рудной тектоники позволяют прогнозировать геомеханические условия ведения горных работ по величине коэффициента масштабного подобия между элементами смежных уровней структур, который по физической сущности отражает скорость фрактального роста или масштабного расширения тектонических структур Изменение его значений в пределах от 1,6 до 1,9 соответствует среднена-пряженной зоне, значения коэффициента в пределах 2,2-2,5 характеризуют высоконапряженные зоны горных пород

3 В средненапряженных зонах горного массива разработку золоторудных месторождений следует осуществлять с учетом отдельных плоскостей ослабления пород тектоническими трещинами и нарушениями При этом оценку напряженного состояния элементов систем разработки и выбор их конструктивных параметров рекомендуется производить на основе решения геомеханических задач для упругой среды с учетом локальности выемочных пространств, обусловленной крайне неравномерным распределением запасов в недрах

4 При разработке золоторудных месторождений малой и средней мощности в условиях высоконапряженных зон разгрузка пород от опасных напряжений может быть обеспечена за счет перемещения этих зон в менее ответственные и более устойчивые участки массива пород посредством создания элементов искусственной податливости - разгрузочных щелей, возведения податливых целиков и т д

5 Способы погашения целиков и образующихся пустот при ведении горных работ зависят от выявленных закономерностей распределения горного давления, напряженности конструктивных элементов систем разработки, фактора времени и скорости движения воздушного потока при опасности внезапных обрушений пород

Достоверность научных положений обуславливается соответствием физических и математических моделей реальному состоянию массива горных пород, сходимостью результатов исследований (лабораторных, аналитических и натурных) и внедрением их результатов в промышленных масштабах Коэффициент корреляции между результатами теоретических исследований, лабораторных и промышленных экспериментов составляет 0 8-0 9

Научная новизна диссертации:

1 Выявлены закономерности распределения напряжений в массиве горных пород на основе изучения тектонических структур 7 золоторудных месторождений Забайкалья, Сибири, Урала и Узбекистана Установлено, что распределение напряжений носит дискретный характер со средне- и высоконапряженными зонами, определяемыми тектонической структурой массива горных пород

2 Разработаны геоинформационные модели тектоники горного массива, подчиняющиеся изменению скорости фрактального роста структур в синерге-тическом режиме, определяемые через коэффициент масштабного подобия между элементами смежных структурных уровней

3 Предложен метод прогноза геомеханического состояния горных массивов, который позволяет выявлять пространственное положение средне- и высоконапряженных зон и районировать золоторудные месторождения Дан прогноз геомеханического состояния горных массивов и пространственного положения средненапряженных и высоконапряженных зон для основных золоторудных месторождений Забайкалья, Сибири и Урала

4 Дана классификация золоторудных месторождений по условиям залегания и характеристике вмещающих пород и установлены величины углов сдвижения горных массивов

5 Разработаны методики определения параметров возможного сдвижения и обрушения пород в горных выработках и очистных камерах с учетом плоскостей ослабления в породах с тектоническими нарушениями, трещинами, зонами рассланцевания, уточнены способы управления процессами сдвижения

6 Установлены закономерности формирования напряжений в средненапряженных зонах массива при разработке крутопадающих золотоносных жил и даны рекомендации по управлению горным давлением в этих условиях Разработан метод расчета размеров устойчивости целиков, учитывающий результирующие величины напряжений от совместного действия первоначальных вертикальных и горизонтальных напряжений массива горных пород в условиях неравномерного распределения запасов в недрах

7 Предложен метод управления напряженным состоянием отдельных конструктивных элементов разработки с магазинированием руды путем замены рудных целиков искусственными и разгрузки их щелями, защищенный авторским свидетельством Это позволило рекомендовать к применению на больших глубинах (более 700 м) в условиях повышенного горного давления более эффективные варианты системы разработки с магазинированием руды

8 Обоснован методологический подход к научному обоснованию рациональных способов погашения подземных пустот с учетом выявленных законо-

мерностей распределения природных и техногенных напряжений в подрабатываемом горном массиве, позволяющий обеспечить безопасное ведение горных работ и избежать техногенных катастроф

Личный вклад автора состоит в выявлении проблемы и обосновании направлений ее решения, формулировке рабочих гипотез, постановке и проведении научных исследований, разработке методик лабораторных и производственных экспериментов, в руководстве и непосредственном участии в исследованиях, обработке полученных результатов и их обобщении, обосновании методов управления геомеханическими процессами, разработке технологических схем и их конструктивных параметров, испытании и внедрении результатов исследований и разработок в промышленном масштабе

Практическая значимость результатов исследований

1 Определены тектонические структуры, физико-механические свойства и первоначальное напряженное состояние массива горных пород основных золоторудных месторождений Урала, Сибири и Забайкалья

2 Установлены границы зон влияния подземных разработок на земную поверхность и обоснованы меры охраны и условия безопасной подработки зданий, сооружений и природных объектов

3 Разработан способ штангового крепления горизонтальных горных выработок с учетом напряженного состояния пород и пространственного положения сопряженных текюнических трещин, защищенный авторским свидетельством

4 Обоснованы параметры крепления очистного пространства деревянной крепью и гидравлическими стойками типа ELBROC OMNI 80 с учетом зон рас-сланцевания непосредственной кровли при разработке наклонных жильных месторождений Использование этих результатов позволяет производить выемку целиков и повысить извлечение запасов из недр

5 Разработана эффективная технология отработки маломощных жил наклонными уступами в широком забое с креплением очистного пространства при периодической локализации пустот, обеспечивающая безопасность работ и сокращение потерь в недрах

6 Обоснован метод определения параметров целиков при разработке крутопадающих месторождений малой и средней мощности системами с открытым выработанным пространством и с магазинированием руды, использование которою дает возможность оставлять целики минимально допустимых размеров Разработанные рекомендации позволили вовлечь в работу дополнительные запасы руды, законсервированные в целиках

7 Предложен метод определения параметров целиков при разработке мощных месторождений камерными системами с двухстадийной выемкой, ис-

пользование которого дает возможность определять наиболее рациональный порядок выемки запасов и отработки целиков, обосновать элементы комбинированного управления горным давлением

8 Разработаны технологические схемы ведения очистных горных работ с податливыми целиками при выемке крутопадающих рудных тел средней мощности в условиях высокого горного давления, обеспечивающие повышение эффективности и безопасности добычи руды

9 Разработан комплексный подход к обоснованию способов погашения подземных пустот, учитывающий наличие охраняемых объектов в шахте и на земной поверхности, тектоническую и техногенную нарушенность массива, упругие и прочностные свойства пород, напряженное состояние в конструктивных элементах систем разработки, опасность скорости движения воздуха и его давления при возможных обрушениях пород, фактор времени и др Такой подход позволяет выбирать наименее трудоемкие и дешевые способы погашения пустот, своевременно разрабатывать мероприятия по управлению сдвижением и горным давлением массива, предупреждать горные удары

Реализация работы. Разработаны методические и нормативные документы по управлению геомеханическими процессами на золотодобывающих рудниках, рекомендованные органами Ростехнадзора для практического применения предприятиями Союазолото, Главалмаззолото, а также проектными и производственными организациями

1 Временные правила охраны сооружений, природных объектов и горных выработок от вредного влияния подземных горных разработок на золоторудных месторождениях Правила используются на Березовском, Советском, Кочкарском, Миндякском, Наталкинском, Тасеевском, Кызыл-Алмасайском, Кочбулакском, Коммунаровском золоторудных месторождениях, а также на месторождениях с неизученным характером процессов сдвижения Применение этих Правил позволяет повысить эффективность и безопасность ведения горных работ

2 Временное руководство по определению параметров целиков на Березовском месторождении, которое позволило повысить устойчивость элементов систем разработки, уменьшить потери руды в целиках на 3-5% и снизить разу-боживание руды, вовлечь в добычу временно неактивные запасы Экономический эффект от реализации руководства составил 8,1 млн рублей

3 Временные указания по безопасному ведению горных работ на ударо-опасных участках Березовского месторождения

4 Заключения по погашению подземных пустот на Березовском месторождении, внедрение которых позволило погасить способом локализации без закладочных работ 313,6 тыс м3 подземных пустот, за счет чего снижена себе-

стоимость продукции Фактический экономический эффект от реализации составил 16,4 млн рублей

5 Указания по безопасному ведению горных работ на Дарасунском месторождении, склонном к горным ударам, позволившие повысить эффективность и безопасность ведения горных работ на больших глубинах (400-700 м и более)

6 Методические указания по определению конструктивных параметров систем разработки на ООО «Дарасунский рудник»

7 Методика прогноза геомеханического состояния и выявления высоконапряженных зон горного массива на основе оценки его геологической структуры и трещиноватости для условий Зун-Холбинского месторождения

8 Временные указания погашения выработанного пространства методом локализации бутовыми полосами при выемке целиков на жилах Ирокиндинско-го рудного поля Использование этих указаний позволило отказаться от способа поддержания очистного пространства костровой крепью и рудными целиками Дополнительно вовлечено в добычу 127,4 тыс т временно законсервированной руды в целиках, извлечено 1616,6 кг золота

9 Временная методика расчета параметров крепления кровли гидравлическими стойками ELBROC OMNI 80 при выемке целиков на руднике Ирокин-да Использование методики позволило повысить безопасность ведения горных работ при выемке целиков, ремонтах крепления горных выработок и очистных камер

10 Временная техническая инструкция по созданию изолирующих бутовых полос при погашении выработанного пространства способом локализации на жилах Ирокиндинского рудного поля

11 Методические указания по определению конструктивных параметров систем разработки на руднике Ирокинда ОАО «Бурятзолото» Применение указаний позволяет повысить эффективность и безопасность ведения горных работ Суммарный экономический эффект от реализации технических решений на руднике сос1авил 44,3 млн рублей Л од

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на. научно-технических конференциях горного факультета Иркутского государственного технического университета (г Иркутск, 1976-2006 гг), VI Всесоюзном семинаре по измерению напряжений в массиве горных пород (г Новосибирск,

1977 г), VI Всесоюзной конференции по механике горных пород (гФрунзе,

1978 г), Всесоюзной конференции Минцветмета СССР «Методы и технические средства контроля и прогнозирования горного давления на подземных рудниках цветной металлургии» (г Свердловск, 1979 г), Всесоюзной школе Минцветмета СССР «Применение средств контроля и обеспечения устойчивости

кровли горных выработок и целиков» (гКентау, 1980 г), Всесоюзной школе Минцветмета СССР «Обеспечение устойчивости кровли горных выработок и целиков» (гКентау, 1982 г), VIH Всесоюзном семинаре по исследованию горного давления и способов охраны капитальных и подготовительных выработок (гЯкутск, 1982 г), Всесоюзной конференции Минцветмета СССР «Основные направления и меры по ускорению научно-технического ripoipecca в золото- и алмазодобывающей промышленности на период до 2000 г » (г Москва, 1985 г), VII Международном конгрессе по маркшейдерскому делу (г Ленинград, 1988 г ), IX Всесоюзной конференции по механике горных пород (г Фрунзе, 1989 г), Международной конференции "Геомеханика в горном деле" (г Екатеринбург, 1996 г), Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы разработки кимберлитовых месторождений современное состояние и перспективы решения (г Мирный, 2001), Международной научно-технической конференции, посвященной столетию со дня рождения МИ Агошкова (Москва, ИПКОН, 2005 г), научно-технической конференции «Неделя горняка» (Москва, МГТУ, 2006, 2007 гг )

Публикация. По теме диссертационной работы опубликовано 39 работ, в том числе, 11 статей - в научных журналах, рекомендованных ВАК России, монографий -2, авторских свидетельств на изобретения -2, в прочих изданиях -24 работы

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы из 257 наименований и 4 приложений Работа представлена на 331 страницах машинописного текста, содержит 91 рисунок, 40 таблиц и приложения на 12 страницах

Диссертационные исследования выполнялись:

■ по программе Минцветмета СССР и Академии наук СССР (совместный приказ № 152/32 от 23 03 81 о проведении фундаментальных и теоретических исследований по важнейшим проблемам цветной металлургии,

■ по комплексной программе ВПО «Союззолото» по проблеме КП-21 Г «Разработать и внедрить комплекс профилактических мер по предотвращению горных ударов, вредных проявлений горного давления и сдвижения горных пород на предприятиях ВПО "Союззолото"» (1981-1985 гг ),

■ по комплексной программе ВПО «Союззолото» по проблеме КП-10 Г «Изучить напряженное состояние и устойчивость массива горных пород, обосновать и внедрить рациональные параметры систем разработки на подземных рудниках с целью предотвращения вредного влияния проявлений горного давления и повышения качественных показателей выемки руды» (1985-1990 гг),

■ по плану госбюджетных научно-исследовательских работ ИрГТУ на 20032007 гг (поз 47/314 «Развитие научных основ, изыскание эффективных технологий разработки месторождений полезных ископаемых

Автор являлся научным руководителем комплексных программ КП-21 Г и КП-10 Г В основу диссертации положены результаты исследований автора по управлению геомеханическими процессами (сдвижением, горным давлением, горными ударами) при разработке золоторудных месторождений Забайкалья, Сибири, Урала, Узбекистана, выполненных при работе в Иркутском государственном научно-исследовательском институте редких и цветных металлов (Ир-гиредмет) в 1972-1996 гг, а также в Иркутском государственном техническом университете (ИрГТУ) в 1996-2006 гг Автор принимал непосредственное участие в проведении этих исследований в качестве исполнителя, ответственного исполнителя и руководителя НИР, начиная с 1972 года

Автор искренне благодарит доктора геолого-минералогических наук Фи-лонюка В А, доктора технических наук Зубкова А В за консультации в процессе выполнения работы, сотрудников институтов ИГД УрО РАН (докт техн наук Боликова В Е , докт техн наук Шуплецова Ю И |, канд техн наук Липина Я И ), Иргиредмета (академика АГН РФ Неганова В П, ст науч сотр Тарасенко ВИ, Косякова А И), ИрГТУ (докт техн наук, проф Махно Д Е, докт техн наук, проф Тальгамера Б Л), преподавателей кафедры разработки месторождений полезных ископаемых, работников золотодобывающих предприятий (Березовского, Дарасунского, Ирокиндинского, Холбинекого рудников и др), содействующих проведению промышленных экспериментов Особая благодарность и искренняя светлая память - докт техн наук, проф [Влоху| [Н П за ценные советы и передачу богатейшего опыта в области геотехнологии и геомеханики в процессе выполнения работы

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Первая глава посвящена анализу изученности структур золоторудных месторождений как объектов геологических сред, оценке особенностей их разработки и возникающих проблем управления геомеханическими процессами Во второй главе приведены горно-геологические и геомеханические условия золоторудных месторождений, изложены сведения об их разработке, анализируются данные испытаний упругих и прочностных свойств горных пород, обобщены результаты определения первоначальных напряжений горных массивов Третья глава посвящена геоинформационным исследованиям закономерностей формирования тектонических структур с позиций теории неравновесной термодинамики В четвертой главе изложены методы управления геомеханическими процессами в средненапряженных зонах горного массива В пятой главе изчожены методы управления геомеханическими процессами в

высоконапряженных зонах горного массива Шестая глава посвящена изысканию рациональных способов погашения подземных пустот В седьмой главе приведены результаты промышленных испытаний предлагаемых методов управления геомеханическими процессами и их реализации на золотодобывающих рудниках региона

Основные результаты исследований отражены в следующих защищаемых научных положениях

1 Горный массив подвержен неравномерному распределению природных полей напряжений. Установлено, что система распределения интенсивности напряжений иерархична и обладает свойствами самоподобия (фрактальности), выявлены закономерности формирования тектонических нарушений и дискретный характер распределения горного давления в локальных объемах пород, что создает принципиально разные геомеханические условия для проведения и поддержания горных выработок.

Прогноз геомеханических процессов основывается на оценке напряженно-деформированного состояния (НДС) горного массива В процессе исследований установлены закономерности распределения напряжений в пространстве горного массива (табл 1) Наименьшие напряжения действуют вертикально На Березовском, Дарасунском, Советском, Каульдинском, Кочбулакском месторождениях максимальные напряжения действуют вкрест простирания рудных тел Средние напряжения действуют по простиранию рудных структур На Зун-Холбинском месторождении максимальные напряжения отмечаются по простиранию рудной зоны, средние напряжения - вкрест простирания На Иро-киндинском месторождении в зоне многолетней мерзлоты наблюдаются гидростатические напряжения, т е вертикальные и горизонтальные напряжения равны

На формирование полей напряжений большое влияние оказывает тектоническая структура массива горных пород Это влияние обуславливает разброс полученных результатов измерений напряжений Например, в точках на контуре квершлага 84 СВ гор 340 м Советского месторождения из-за тектонических трещин был получен значительный разброс данных измерений (рис 1а) Как правило, вблизи трещин отмечаются резкие понижения напряжений, а на расстоянии 2-3 м от них наблюдаются пики повышенных напряжений

Тектонические нарушения влияют на распределение напряжений в ограниченном ими пространстве горных пород Так, на гор 340м от Первого широтного нарушения до квершлага 84 СВ Советского месторождения отмечается рост напряжений, а затем - их уменьшение до границ квершлага 90 СВ Вероятно это связано с влиянием Основного Северо-восточного разлома (рис 1 б)

Таблица 1

Данные натурных измерений напряжений массивов горпьтх пород золоторудных месторождений__

Месторождение Напряжение Глубина разработки Теоретическое напряжение (по гипотезе А Гейма), Мпа Результаты Число единичных определений напряжений натурных из Напряжение, Мпа мерений напряжен с и вов Отношение продольного напряжения к вертикальному СТпо/Ов ий горных мас- Отношепие поперечного напряжения к вертикальному Сд/СТв

1 2 3 4 5 6 7

Березовское Вертикальное 212-512 -14,3 69 -15,7+2,5 1,2 1,6

Продольное -14,3 69 -18,9+3,4

Поперечное -14,3 69 -25,317,5

Дарасунское Вертикальное 500-700 -17,5 503 -14,3+1 1,3 1,7

Продольное -17,5 299 -19-2,1

Поперечное -17,5 299 -24,1+2,9

Советское Вертикальное 340-440 -10,9 436 -8,2+1,1 и 2,2

Продольное -10,9 436 -9,2И,0

Поперечное -10,9 436 -18,2+6,0

Каульдинское Вертикальное 240-270 -6,9 112 -7,2+0.9 0,7 1,3

Продольное -6,9 30 -4,8+1.4

Поперечное -6,9 30 -9,712,1

Кочбулакское Вертикальное 215-245 -6,2 45 -6,2+1 0,7 1,3

Продольное -6,2 45 -4,6+1,9

Поперечное -6,2 45 -8+2,4

Зун-Холбинское Вертикальное 380-530 -14,6 46 -11,3+2,6 2,3 1,5

Продольное -14,6 27 -26,0+8,6

Поперечное -14,6 27 -17,1+0,6

Ирокиндинское Вертикальное 200 -5,6 48 -7,4+0 9 1,3 1,2

Продольное -5,6 24 -9,3±1 4

Поперечное -5,6 24 -8,6±1 8

Ось кэдртрогя гор

с ^

40^ I

<т МПа Периое шчротное нарушение

восточный ю разлом ^

У 1

Рис 1 Графики распределения напряжений в массиве вблизи тектонических трещин (а) и нарушений (б) по данным натурных измерений на Советском месторождении 1-тектонические трещины, нарушения, 2,3,4 - напряжения, действующие вкрест простирания (х), вертикально (г) и по простиранию (у) рудных тел

Таким образом, фактическое поле напряжений массива горных пород золоторудных месторождений значительно сложнее, чем полученное в результате теоретических изысканий на основе известных гипотез Распределение напряжений в массивах горных пород зависит от их тектонической структуры Массив горных пород является неоднородным, состоящим из элементарных объемов (структурных блоков), каждый из которых несет в себе информацию о структурных особенностях рассматриваемого массива и его напряженного состояния Напряжения распределены крайне неравномерно На различных участках могут быть небольшие напряжения (средненапряженные участки) и значительные гравитационно-тектонические напряжения (высоконапряженные участки)

Количественную характеристику напряжений предлагается определять следующими методами Напряжения в средненапряженных участках - путем натурных определений методами разгрузки (см табл, 1) Напряжения в высоконапряженных зонах - на основе решения обратных геомеханических задач по фактам проявлений горного давления в выработках Величины напряжений предлагается вычислять на основе выражений

(7е=-уН,

о„„ = -

сг, - кеуН

<7>-КвуН

(1)

где св,апр, ап- первоначальные напряжения в горном массиве, действующие соответственно вертикально, по простиранию, вкрест простирания (поперечные) рудных тел, МПа, у- плотность пород, МН/м\ Н- глубина разработки, м, 0[ - напряжения в 1-той точке контура выработки, где наблюдалось

проявление горного давления (интенсивное заколообразование, «шелушение», «стреляние» пород), МПа, kB,knp,kn - коэффициенты концентрации, соответственно ав ,апр, ап напряжений в i-той точке контура выработки

Величина напряжения с^ рассчитыватьпо формуле <У°б

(2)

Куд

где о°'ж - предел прочности пород на сжатие, МПа, к^ - коэффициент уда-роопасности, принимаемый в зависимости от формы проявления горного давления

На Дарасунском месторождении на средненапряженных участках напряжения аппроксимируются формулами

СГ = -уН +1,5, сг = , ап = 16,6 (3)

1-М 1-р.

На высоконапряженных участках напряжения можно определить из выражений

а. = -fi, = -JL- fl-40,5, <т„ = --2-TP-40,5. (4)

1-jU

где ц- коэффициент Пуассона

На основе предлагаемого метода дана количественная оценка напряжений горных массивов Березовского, Зун-Холбинского и др месторождений

Однако из-за высокой трудоемкости натурных измерений напряжений не представляется возможным производить региональные прогнозы горного давления Возможны только локальные прогнозы на небольших участках При сложной тектонике и трещиноватости горного массива не всегда удается применять известные геолого-структурные методы для выявления дискретности напряженного состояния массива Автор применил метод фрактального анализа, базирующийся на позиции неравновесной термодинамики Фрактальными свойствами обладают многие природные, в частности геологические объекты, в нашем случае - горные массивы Система линейных тектонических нарушений является фракталом Определим площадь, занимаемую нарушениями, как сумму условных непустых квадратов, покрывающих их Площадь S является функцией от параметра разбиения SOKHa

S{soma) = аЗокн<Г (5)

где а - эмпирический коэффициент, dF - фрактальная размерность Математически фрактальную размерность можно выразить

dF = lim \n(ri) / 1л (l / SOKHa) (6)

где п - число непустых квадратов, покрывающих объект

Для условий золоторудных месторождений метод фрактального анализа усовершенствован Геологическую карту (план) разбивали на элементарные площадки Размер базовой площадки в'окна определялся детальностью изображения на карте (минимальным объектом карты), а также удобством построения На каждой элементарной площадке вычислялась суммарная длина всех рассматриваемых линейных объектов (тектонические нарушения, трещины и др ) затем определялась их концентрация Р,;

(7)

По вычисленным значениям Р1 составлялись карты концентраций изучаемого признакового поля (рис 2) На основе базовой площадки выделялись граничные изолинии классов концентрации изучаемого признакового поля Обычно использовалось 5-10 классов Для каждого класса вычислялась его удельная площадь на карте из выражения

<7,^*100, (8)

где - удельная площадь 1-го класса концентрации признака, п, - количество квадратов с концентрацией 1-го класса, шт, N - общее количество квадратов на карте, шт

Величины q определялись для ряда элементарных площадок для каждой исследуемой карты По результатам вычислений строились зависимости д = /(<?оюи) в логарифмических шкалах (рис 3)

О_1000 м

Условные обозначения концентраций Р □ 0-10 И10-20 а 20-30 ■ 30-40 ■ более 40 м/мг х Ю4 Рис 2 Карта распределения концентраций трещин и разрывов Дара-сунского рудного поля

I 1 |п(п 100ЭД

1 I |п(п100Ж)

-1

-2

Рис 3 Фрактальные размерности полей концентрации рудных жил (а), трещин и разрывов (б) Дарасунского рудного поля (геометрическая база 100x100 м) 1-7 - граничные классы концентрации рудных жил и трещин, м/м2 104 (1-более 0, 2-более 5, 3-более 10, 4-более 15, 5-более 20, 6-более 25, 7-более 35)

На основе анализа построенных зависимостей выбирались такие граничные изолинии концентрации признака, при которых фрактальная размерность близка к 1 (у гол наклона зависимостей составляет 45°) Это состояние близко к тому, при котором формирование структур соответствует условию «золотой пропорции» Согласно теории фрактального анализа, выявленные концентрации признака (Р) при фрактальной размерности равной 1, характеризуют наиболее упорядоченную область признакового поля На базе этой области возможно установить наиболее общие закономерности изучаемого признакового поля Эти закономерности выявляются на основе пространственно-статистического анализа признаковых полей

Фрактальный анализ структур тектоники проведен на базовых объектах -Дарасунском и Березовском месторождениях Кроме базовых, в исследованиях использована геологическая документация месторождений Советское, Кыллах, Первенец, Емельяновское, Зун-Холба, Юр, Оночалах и др Структурная организация полей рудной и безрудной тектоники проанализирована на представительном объеме эксклюзивной геологической информации структурно-геологических карт различных месторождений, разрезам по горным выработкам, фотографий и зарисовок детализационных площадок, данных бороздового опробования, зарисовок поверхностей образца кварцевой жилы Эта документация представляет данные о строении золоторудных месторождений на различных иерархических уровнях, начиная от уровней, сопоставимых с размерами минеральных зерен, до уровней рудных полей

Установлено, что подсистемы локализации рудных тел и безрудных тектонических элементов (тектонических нарушений, трещин) на золоторудных

месторождениях сформированы в режиме самоорганизации Структуры этих подсистем, как сопряженных в пространстве областей гравитационного сжатия и растяжения, иерархичны и обладают свойствами дискретности, упорядоченности, фракгальности (самоподобия), структурной автономности, нелинейности В подсистеме безрудных тектонических элементов выделяется 17 (1-ХVII) иерархических уровней, метрические параметры которых последовательно возрастают от 0,3 м до 2040 м В подсистеме рудных тел выявляется 21 (1-ХХ1)уровень в диапазоне размеров от 0,3 м до 3600 м

Впервые установлено, что структуры безрудной и рудной тектоники обладает одинаковыми фрактальными свойствами, что возможно лишь при их взаимообусловленном синхронном формировании Аномальные концентрации тектонических нарушений и рудных тел одних масштабов (размеров) локализованы близко друг от друга, но не совпадают, что является следствием кооперативного поведения этих двух подсистем в условиях неустойчивого состояния геологической среды Иерархичная система тектонических структур создает различные геомеханические условия для проведения и поддержания горных выработок

2. Закономерности пространственного распределения безрудной и рудной тектоники позволяют прогнозировать геомеханические условия ведения горных работ по величине коэффициента масштабного подобия между элементами смежных уровней структур, который по физической сущности отражает скорость фрактального роста или масштабного расширения тектонических структур. Изменение его значений в пределах от 1,6 до 1,9 соответствует средненапряженной зоне, значения коэффициента в пределах 2,2-2,5 характеризуют высоконапряженные зоны горных пород.

Для прогнозирования геомеханических условий горных массивов применен пространственно-статистический метод анализа признаковых полей на картах распределения концентраций безрудной и рудной тектоники Определялись размеры ячеек структур тектоники в иерархически ранжированных уровнях их пространственного положения, а также масштабные (скейлин-говые) коэффициенты между ними По всем построенным картам определялись расстояния между максимумами концентраций элементов тектоники Вычислялись средние значения и погрешности их определения По средним расстояниям между ячейками смежных уровней устанавливались масштабные коэффициенты по формуле

т = Ь,+1! Ь,, (9)

где т - масштабный коэффициент, Ьм, 6, - средние размеры ячеек уровней 1+1 и 1, м

По результатам Этих исследований составлены геоинформационные модели поведения масштабного коэффициента в иерархическом ряду уровней структур безрудной и рудной тектоники (рис. 4).

6,5 6 5,5

у,

£ 5

г 4,5

1 4

£3.5

2 3 я

3 2,5 1 2 I 1,5 £ 1

0,5 0

^ Ч^ сч^ ^ „^ ,'У' ^ Д1> ,Л> ,10 Д^

^ ^ Л^' Л4' ^ ^ ^ дУ V5 .О Л^ /Г

** V Ф ^ 01 ^ ^ ^ + # # ^ ^ ^ ^

Порядковын номер уровия {средний размер его ячейки, м)

"Ь т

Порядко»ыи HOKtp уровня ( средний ра»м«р tro ячейки, н)

1 - Среднее значение коэффициента 2 - Максимальное значение коэффициента

3 - Минимальное значение коэффициента

Рис. 4. Гео и и форм а цио н н ы е модели поведения масштабно™ коэффициента (С К) ü иерархическом ряду уровней структур бефудцгж (а) и рудной (б) тектоники.

Выявлены следующие закономерности формирования структур тектоники горных массивов Основные значения масштабных коэффициентов между средними размерами ячеек смежных уровней общей структурной матрицы находятся в границах 1,6-2,5 - в пределах радов Фибоначчи и Фейгенбаума, на основе которых можно производить оценку устойчивости структур при различном их формировании Чем больше величина размеров ячеек уровней, тем ближе значение коэффициентов к числу Фибоначчи -1,66 На уровнях 80-2000 м значение этих коэффициентов изменяется уже в пределах 1,6-1,8 Согласно известным представлениям о природе саморазрушения материалов, в том числе и горного массива, такое изменение коэффициента масштабного подобия возможно связано с тем, что месторождение, в целом, образуется за гораздо более длительный промежуток времени Возникновение микроуровней трещиновато-сти, по-видимому, происходит в другом временном режиме и микротрещины не имеют возможности образовывать достаточно равномерных ячеек одних и тех же уровней

От уровня 0,77 м до уровня 87 м масштабные коэффициенты ближе к числу Фейгенбаума - 2,5, т е рост структуры ускоренный После этого уровня значения масштабных коэффициентов изменяются незначительно и тяготеют к числу 1,6 - числу Фибоначчи (замедленный рост структуры)

Масштабный коэффициент в своей сущности отображает скоростной режим структурообразования Чем больше его величина, тем больше скорость фрактального роста диссипативной структуры Другими словами, величина масштабного коэффициента является индикатором степени неустойчивости среды При значениях коэффициента 1,6-1,9 выделяются устойчивые области горного массива (средненапряженные участки) При коэффициенте, равном 2,22,5 (ряд Фейгенбаума) - неустойчивые зоны (высоконапряженные участки)

Установлены две области с максимальной неустойчивостью горного массива в локальных участках с размерами ячеек 0,14 0,6 м (уровни III-V) и 6,2 88 м (уровни VIII-XI) В рудных телах такие области имеют размеры 0,030,6 м (уровни I-V) и 20 233 м (уровни XI-XV)

На основе выявленных закономерностей тектонических структур представляется возможным прогнозировать средненапряженные и высоконапряженные участки горных пород Вначале на геологические карты необходимо нанести участки максимумов концентрации безрудной и рудной тектоники Затем построить аномальные зоны - прогнозные высоконапряженные зоны, выделяя участки максимумов концентрации безрудной и рудной тектоники, расстояние между которыми не превышает размеры второй неустойчивой области Составлены прогнозные карты для Дарасунского (рис 5 а), Березовского (рис 5 б), Зун-Холбинскош и др месторождений

Анализ карт позволяет утверждать, что все фактически установленные опасные проявлен« горного давления в динамических формах па Дара су не ком месторождении (жилы Искра, Алмазная, Западная и др.) и на Березовском (шх. Северная, Южная) находятся в области прогнозируемых высоконапряженных зон. На отдельных прогнозных участках пока не выявлены горные удары. Однако, это не противоречит установленному прогностическому признаку. Случаи проявлений горнот давления в статических формах (обрушения отдельных блоков пород, разрушения целиков) здесь наблюдались. Все это подтверждает достоверность предлагаемого метода проглота геомеханического состояния горного массива.

а 5

Рис. 5. Прогноз сре дн и ш пряженных и высоконапряженных участков Дара су не кого (а) и Березовского (6) месторождений: I- прогнозная зона высоконапряженных участков; 2-места фактического проявления горного давления. 3 - максимумы удельной концентрации дизьюшгшвов; 4 - максимумы удельной концентрации рудных тел

3. В сред ненапряженных зонах горного массива разработку золоторудных месторождений следует осуществлять с учетом отдельных плоскостей ослабления пород тектоническими трещинами и нарушениями. При этой оценку напряженного состояния элементов систем разработки и выбор их конструктивных параметров рекомендуется производить на осневе решения гс оме хани чески \ задач для упругой среды с учетом локальности выемочных пространств, обусловленной крайне неравномерным распределением запасов в недрах.

В решение проблемы борьбы с вредными геомеханическими проявлениями значительный вклад внесли ученые: С.ГАвергтшн, А.Г.Акимов, И.И. Айнбиндер, ИТ Айтматов, В.А.Асанов, И,М.Ватутина, Я.А.Бич, А.А.Борисов, В, И. Борщ-Ком па ниец, Н.П.Влох, В. Б. Дьяковский, ЛВ Егоров, О.В.Зотеев, В.М. Земисев, A.B.Зубков, В.В.Зубков, А.МИлыпгейп, М.А.Иофис, А.М.Ильин, Ю.А. Кагпников, А.А.Козырев, М.А.Кузнецов, М.В.Курленя, Я.И.Липин, МГ.Мустафин, М.ГШесгеров, И.М.Петухов, М.М.Протодьяконов.

И Ю Рассказов, А Д Сашурин, В Д Слесарев, И А Турчанинов, К Н Трубецкой, А А Филинков, Г JI Фисенко, JIД Шевяков, М И Щадов, И М Щадов, Ю П Щуплецов, Б В Шрепп и др

В средненапряженных зонах необходимо было решать вопросы управления сдвижением и горным давлением с учетом фактических тектонических структур горных массивов На золоторудных месторождениях региона проводились исследования процессов сдвижения пород и земной поверхности Изучения проводились на Советском, Дарасунском, Березовском, Миндякском, На-талкинском, Токурском, Каульдинском, Кочбулакском, Кызыл-Алмасайском и др месторождениях Комплекс исследований включал в себя изучение тектоники и трещиноватости горного массива, закладку поверхностных и подземных наблюдательных станций и проведение маркшейдерских инструментальных измерений по ним, моделирование процесса на эквивалентных материалах, аналитические расчеты, анализ и обобщение результатов проведенных работ

Большой объем исследований под руководством автора проводился на поверхностных и подземных наблюдательных станциях Так, на Березовском и Советском месторождениях общая площадь земной поверхности, охваченная наблюдательными станциями, составила около 180 га Было заложено 28 профильных линий реперов Длина линий составила 11 623 м, общее количество реперов - 678 Подземные станции состояли из 11 профильных линий и 114 парных реперов Длина линий равнялась 2958 м, общее количество реперов -124

На основе результатов комплексных исследований разработана классификация золоторудных залежей по условиям залегания и составу толщи вмещающих пород (табл 2) Для обоснования классификации рудных залежей были рассмотрены и проанализированы горно-геологические условия основных золоторудных месторождений, разрабатываемых подземным способом В совокупности рассмотрены и проанализированы горно-геологические данные 31 золоторудного месторождения Золоторудные месторождения были представлены несколькими рудными залежами, расположенными в разных массивах вмещающих пород, залежи отрабатывались различными системами, что отражалось на характере сдвижения горных пород Поэтому представляется возможным считать объектом классификации не месторождение, а рудную залежь Углы сдвижения, схемы построения опасных зон сдвижения и охранных целиков приведены в специальных нормативных документах

Установлено, что на Березовском месторождении процессы сдвижения происходят по сместителям тектонических нарушений Разработана методика аналитических расчетов параметров таких сдвижений За основу расчетов приняты рекомендации Акимова А Г, который предложил рассматривать горный массив не в одной плоскости (вкрест простирания), а объемно Сдвижения по тектоническим нарушениям возможно при соблюдении условий направление падения в сторону выработанного пространства, угол падения больше угла внутреннего трения по плоскостям ослабления, азимут линии падения отличается от направления плоскости разреза не более, чем на 30°

Таблица 2

Классификация золоторудных залежей по условиям залегания и составу толщи вмещающих пород

Тип Общая характеристика Состав толщи вмещающих пород Месторождение (рудник)

1-слоистый или сланцеватый массив горных пород А Рудные тела, залегающие согласно со слоями осадочных пород или с направлением сланцеватости метаморфических пород Б Рудные тела, несогласно залегающие со слоями осадочных пород или с направлением сланцеватости метаморфических пород Породы осадочного происхождения (песчаники, сланцы и др ), метаморфические породы (хлоритовые сланцы и др ), рассланцованные эффузивные породы (порфириты, диабазы) и др (Боко), Майкаинское, Наталкинское (им Маг-росова), Советское (Се-веро-Енисейский), То-курское (Токур), Бакыр-чинское, Миндякское Березовское (Березовский), Тасеевское (Тасе-евский), Бестюбе (Октябрьский)

II -грубо-слоистый массив горных пород Рудные тела, залегающие ориентировочно согласно с чередующимися слоями интрузивных и метаморфических пород, эффузивных и метаморфических пород Сочетание пород, примерно параллельно залегающих с рудным телом (сланцы и граниты, туфы, сиенит-диоритовые порфириты, сланцы и фельзиты, кварц-серицит -хлорит-карбонатные породы, порфириты и их туфы, пяагиограниты) и ДР Быньговское, Кызыл-Алмасайское, Любавин-ское, Тарор

Ш-неслоистый массив горных пород Рудные тела в массивах прочных, преимущественно сплошных пород Сплошные массивы, представленные одной разновидностью пород интрузивных (граниты, диориты и др), эффузивных (туфы андезитового состава, лавобрекчии и др ), метаморфических (кварцево-серицитовые, кварц-карбонатные породы и др ), сочетание массивов пород сложных тектонических форм интрузивных и метаморфических пород (известняки (мраморы), грано-диориты и роговики) и др Акбакай (Моинкумский) Дарасунское, Кочкарское, Средний Гологотай, (Степняк), (Коммунаров-ский), Комсомольское, (Веселый), (Саралин-ский), (Берикульский), Школьное и др

Условие сдвига призмы сдвижения имеет вид (рис 6)

/ >1 =_1292 __(Ю)

сф °р 1 -/ нЛ' ^ '

(рп2 -0 18 51п2гД1 + 3 51п^1

где 1сф- фактическая длина подсечения горными выработками сместителя по простиранию дайки, м, 1ор - расчетная длина подсечения горными выработками сместителя по простиранию дайки, м, 50- угол падения плоскости сместителя. град , Н- глубина разработки, для которой производится расчет, м а б

ослабления (б)

Сравнительная оценка фактических и расчетных параметров сдвижения показала высокую их сходимость Коэффициенты корреляции фактических и расчетных параметров углов сдвижения составили 0,74-0,89 Коэффициент корреляции фактических и расчетных значений 1С составил 0 84

На Березовском, Дарасунском, Зун-Холбинском и др месторождениях в горных выработках в местах нарушений массива тектоническими трещинами наблюдаются заколообразования и обрушения горных пород Предложено горные выработки крепить с учетом пространственного положения трещиновато-сти и напряженного состояния вокруг их Получено авторское свидетельство на «Способ крепления горных выработок» за № 155185 от 22 декабря 1989 г

При использовании практических рекомендаций этого изобретения снижаются затраты на крепление выработки и повышается эффективность работ за счет уменьшения количества штанг и улучшения качества крепления в наиболее опасных участках кровли, что подтверждает надежность предлагаемого способа управления горным давлением

Выявлено, что при разработке наклоннозалегающих жил малой мощности в условиях многолетней мерзлоты на Ирокиндинском месторождении непосредственное влияние на устойчивость кровли оказывают следующие геологи-

ческие факторы изменчивость поперечного разреза рудовмещающей зоны, угол наклона жилы и форма рельефа кровли очистного пространства, интенсивность проявления блоковой тектоники, влияющей на целостность рудного тела, температурный режим в очистном пространстве Впервые, с учетом этих факторов, разработана классификация состояний кровли очистного пространства по категориям устойчивости Установлены закономерности обрушения рас-сланцованных пород непосредственной кровли с учетом указанных факторов Доказано, что в условиях многолетней мерзлоты вмещающие породы представляют собой однородную среднеустойчивую упругую среду, сцементированную влагой с отдельными участками расслоения Это позволило применить сплошную систему отработки запасов без оставления целиков, а также проводить погашение опорных целиков ранее отработанных блоков обратным ходом с анкерным или стоечным креплением зон рассланцевания при локализации пустот

Применен комплексный способ управления горным давлением При выемке запасов блока предлагается управлять горным давлением способом естественного поддержания очистного пространства Для этого определены параметры устойчивых межэтажных и внутриблоковых целиков Для исключения возможных локальных обрушений пород в зонах рассланцевания производится крепление кровли очистного пространства, т е используется способ управления горным давлением путем искусственного поддержания очистного пространства Определены параметры паспорта крепления После выемки целиков не исключается возможность процессов обрушения пород Для обеспечения безопасности предложено своевременно погашать подземные пустоты С этой целью применяется способ управления горным давлением - самообрушение Все это повысило эффективность и безопасность ведения горных работ, что доказывает правильность учета особенности тектонических структур и их поведения в ослабленных зонах при обосновании способов управления горным давлением

При разработке крутопадающих жил малой и средней мощности Березовского, Дарасунского, Зун-Холбинского и др месторождений рекомендовано использовать способ управления горным давлением - естественное поддержание очистного пространства путем расчета рациональных параметров устойчивых целиков и обнажений камер

Автором на основе решения геомеханической задачи для упругой среды предложен метод расчета междуэтажного и междукамерного целиков и оценки устойчивости обнажений камер с учетом фактических напряжений горных массивов в средненапряженных зонах

Условие устойчивости подрабатываемого массива имеет вид ак =[(овКек гКглЛг)~ oJ К3+ ог <адопКф, (7с=аеКвс+с7гКгс<рдоп, (11) где ак ас - напряжения на подштрековом целике и стенке камеры, являющиеся наиболее опасными участками подрабатываемого массива, МПа, Квю Кгк- коэффициенты концентрации напряжений от действия вертикальных и горизонтальных единичных нагрузок в кровле камеры (подштрековый целик), Кеа Кгс - коэффициенты концентрации напряжений от действия вертикальных и горизонтальных единичных нагрузок на стенке камеры, Ов, аг - первоначальные вертикальные и горизонтальные напряжения, действующие вкрест простирания рудных тел, МПа, К3 - коэффициент перехода от плоской к объемной геомеханической задаче, одоп - предел прочности на сжатие или растяжение горных пород в массиве, МПа, Кф- коэффициент, учитывающий геометрические размеры целика (коэффициент Церна)

Коэффициенты концентрации напряжений /<"„,., Кгк , Квс, Кго предлагается определять по номограммам (рис 7) Зависимости коэффициентов концентрации напряжений от высоты подштрекового целика (Ь3) определены по результатам оптического моделирования, выполненного по методике ИГД УрО РАН на материале СКУ-10

I II

Рис 7 Номограммы для определения коэффициентов концентрации напряжений Квю Кгк и Квс, Кгс при отработке одного этажа (I) и двух этажей (II) Кривые 1, 2, 3, 4, 5 и 6 - при мощности рудного тела соответственно 1, 3, 5, 10, 15 и 20 м

Минимально допустимую ширину междукамерного целика предлагается определять по формуле

; у^К Н3 аг К, К2 (/„, -ЧХ/г, , ,

А а,„„ Л (12)

где /,. - длина камеры, м , Н0 - средняя высота этажа, м; К1 - коэффициент, учитывающий влияние вертикальных напряжений, Кг — коэффициент, учитывающий влияние неравномерности распределения горизонтальных напряжений при различном числе отработанных этажей, А-общая высота междукамерного целика с учетом проходки в нем сбоек, /„ - ширина восстающего, м, ^ — высота надштрекового целика, м

Проведенный анализ показал соответствие расчетных параметров целиков фактическим их размерам, а также позволил объяснить причины опасных проявлений горного давления Во всех случаях, когда фактические параметры были меньше расчетных, наблюдались разрушения и обрушения целиков В целом при устойчивом состоянии целиков фактические их параметры равны расчетным или же больше их на 1 -2 м Случаи превышения их над расчетными более, чем на 1-2 м объясняются наличием безрудных целиков.

С целью подтверждения достоверности предлагаемой методики также определялись напряжения пород в целиках натурными измерениями Анализ результатов исследований позволил установить, что относительная разность расчетных и измеренных напряжений целиков (А) с увеличением длины очистной камеры (/Л) снижается Зависимость А=/(7^, определенная по методу средних, аппроксимируется выражением А = 45,5 - 0,31К

Предложенный метод внедрен на Березовском, Дарасунском, Ирокиндин-ском, Холбинском и др рудниках Для условии разработки рудных даек, мощностью 10 м Березовского рудника, определены минимально допустимые размеры междуэтажных и междукамерных целиков для горизонтов 112-512 м Внедрение рекомендаций в производство позволило уменьшить потери руды в целиках на 1,8-7%, снизить разубоживание руды при выемке целиков на 2,1 % Экономический эффект составил 8,2 млн рублей

Для условий разработки крутопадающих мощных рудных тел Советского месторождения разработан метод определения рациональных междукамерных целиков Он позволяет рассчитывать напряжения в вертикальной и горизонтальной плоскостях (рис 8)

Условие устойчивости междукамерных целиков (см рис 8) аппроксимируется формулами

&<щ=ввКф)+апкв(„)^сж, о„ц=опКф)+аеКф)-?к/лс ) (13)

где егет( - соответственно горизонтальные и вертикальные напряжения в между камерных целиках, М11а: к„, кв- соответственно первичные поперечные и вертикальные напряжения рудного массива. МПа; коэффициенты концентрации ^рвзбйтальних напряжений в опасном участке МКЦ от действия первичных напряжений сгп и Кф^.Кцп)~ коэффициенты концеа-грации вертикальных напряжений в опасном участке МКЦ от действия первичных напряжений ст„ и а,,; &*сж - предел прочности на сжатие массива горных пород, М11а

(1 I

А-А

ннин+

мжж

ММ

-ж м I -

'■■ -1* С ч

аЬ, <т.

Рис. 8. Расчетная схема между камерных целиков при разработке мощных залежей камерными системами разработки с дну ^стадийной выемкой запасов от действия горизоктальных (а) и вертикальных Нагрузок (б): ]-камера; 2-ме жду камерный целик

Коэффициенты концентрации напряжений вычисляются из выражений:

и- _

■ «И

4,(1 -2ЦК

__ц

(14)

1 + '

к+0-

К = -

А.0-2 Ф»?

где 4 - ширина камер, м; 1Ч - ширина между камерного целика, м; «„ и па -расчетные коэффициенты, учитывающие геометрические размеры камеры и целика, длина целика, м; ^ - коэффициент Пуассона.

Коэффициенты п„ и пе определяются по формулам:

2,3(1-/^2К _ 2,3(1

п»=--г-,".=-Г-" (15)

ьч пч

Ширина, междукамерного целика (/„) определяется выражениями / >1к^-п^и-<тя+Аа.) ^ ф^ -».<7. -ав +А<т„)

) ' -<с) • (16)

где А=1,15(1+|и) (1-2р)

Предельная ширина междукамерного целика определяется по максимальному значению 1Ц

Для условий разработки Советского месторождения рекомендовано оставлять междукамерные целики шириной 9-12 м Предложен рациональный способ выемки запасов, обеспечивающий минимальное напряжение в обнажениях камер и целиках Комплексные лабораторные и производственные исследования напряжений в целиках и промышленное внедрение метода показали, что при оставлении целиков размерами, равными расчетным, обрушений кровли не происходит Натурные измерения напряжений в целиках соответствовали расчетным Следовательно, физические и математические модели соответствуют реальному состоянию массивов горных пород

4. При разработке золоторудных месторождений малой и средней мощности в условиях высоконапряженных зон разгрузка пород от опасных напряжений может быть обеспечена за счет перемещения этих зон в менее ответственные и более устойчивые участки массива пород посредством создания элементов искусственной податливости - разгрузочных щелей, возведения податливых целиков и т.д.

В высоконапряженных зонах горных массивов проявляется удароопас-ность На удароопасных участках золоторудных месторождений предлагается рудные целики заменять искусственными, бетонными В процессе комплексных исследований автора совместно с профессором Машуковым В И (математическое моделирование НДС. натурные измерения, опытно-промышленные испытания). обоснована методика расчета искусственных целиков Усилие (Т), действующее на бетонный целик, рекомендуется вычислять по формуле

{Ь 3,9 10~4-Л/ ) Еб 113 р--1- ^^

Ь 1г Еб 8,2 1(Г6 +\\Ъ(т-Ыц)' к 4

где Ь - высота подрабатываемого массива, м, А1Ц - ширина зазора между целиком и массивом при создании целика, м, Ед - модуль Юнга бетона,

МПа, /г - общая высота надштрекового и подштрекового целиков, м, т - выемочная мощность рудного тела, м

Для условий разработки жил Дарасунского месторождения на глубоких горизонтах (500-700 м) на основе проведенных расчетов было рекомендовано оставлять железобетонные надштрековые целики высотой 2-2,5 и бетонные потолочины (подштрековые целики) высотой 3 м Промышленные испытания искусственных целиков произведены при отработке запасов блока № 6 горизонта 496 м жилы «Искра» Напряжения в искусственных целиках по показаниям фотоупругих датчиков составили минус 5,6 МПа, в рудных целиках - минус 87,8 МПа Искусственные целики были устойчивы, рудные - неустойчивы При доработке блока рудный целик был разрушен На участках блока с искусственными целиками удароопасных ситуаций не возникло Бетонные целики не склонны к хрупкому разрушению, податливы и не создают удароопасных условий

Высоконапряженные потолочины следует разгружать щелями Результаты оптического моделирования показали, что среднее давление в центре целика (Сц) при создании горизонтальных разгрузочных щелей в лежачем боку жилы уменьшилось с минус 52,0 МПа до минус 33,0 МПа (на 36,5 %) При создании щелей в висячем боку оно снизилось до минус 30,0 МПа (на 42,3 %) Среднее давление на контуре целика (сгх) понизилось с минус 40,0 МПа, соответственно, до минус (16-30) МПа (на 60-25 %), и минус 28,0 МПа (на 30 %) (рис 9)

Научно обоснована технология создания разгрузочных щелей, на которую получено авторское свидетельство Вначале из специально пройденных ниш выбуривается ряд параллельных скважин диаметром 100 мм (рис 10) Путем взрывания скважин создается прорастающая трещина между ними, и таким образом формируется разгрузочная щель в целом Скважины следует взрывать через одну Ближние к контуру жилы скважины лучше оставлять пустыми, что должно исключить разрушение приконтурного массива камеры

Длину щели (1щ) и угол ее наклона (Ор) к направлению максимального сжатия следует вычислять из выражений

/ =_^__аТ < —

щ ЧКкдо„-1)2 2 • 2

2С/а„ + /(1+<тв /<т„) агсвт--———, - <р

(1-С7е/С7я) 71 + /2

,(18)

где кк- высота камеры, м, ак - ширина камеры, м, КПКДоп- величина допустимого коэффициента концентрации горизонтальных напряжений, С - коэффициент сцепления горных пород, МПа,/- тангенс угла внутреннего трения пород (/Ч^ср), ф - угол внутреннего трения пород, градус

Рис. 9. Среднее давление (а) и интенсивность касательных напряжений (и) в подрабатываемом массиве ([) при создании разгрузочных щелей в лежачем и висячем боках рудного тела (П); I- камера; 2- потолочина: 3- сред лее давление и с 1\) величина в МПа; 4- интенсивность касательных напряжений и их величина в МПа; 5- разгрузочная щель,

Ъ 4

Ъ / с

Ш/ /

й-I

Рис. 10. Схема образования разгрузочных щелей: I-вентиляционный штрек; 2-буровые пиши; 3 - железобетонный надштрековый целик; 4 - потолочина^ - замагазинированная руда; б-разгрузочные щели; 7 - скважины: 8 - блоковый восстающий

Для условий Березовского месторождения при нисходящей отработке даек, имеющих большую протяженность по простиранию и по падению, где традиционно принимаются "широкие камеры", научно обосновано применение следующей технологической схемы ведения очистных работ Дайка по падению делится на панели, по границам которых оставляют целики (ПЦ) на податливом основании Податливость такого целика достигается путем взрывания на заранее пройденную выработку участка лежачего бока под будущими ПЦ одновременно со взрыванием последних секций, прилегающих к целику При этом должно выполняться условие

кв ав=ип-ац_, (19)

где 11в, аь - высота и ширина выработки, оц - ширина ПЦ, ип - величина требуемой податливости ПЦ

Панельные целики должны обеспечивать поддержание налегающих пород, исходя из чего выбирается допустимое расстояние между ними

При восходящей отбойке должна применяться закладка выработанного пространства Такие технологии необходимо применять повсеместно, начиная с критической глубины по условию удароопасности Для Березовского месторождения она установлена равной 400 м, Дарасунского - 400 м, Кочкарского -190 м, Константиновского - 300 м На всех месторождениях горные работы ведутся ниже критических глубин При внедрении результатов прогнозов локальных высоконапряженных зон, на основе выявленных закономерностей формирования структур тектоники, значительно уменьшается объем ударо-опасных участков, а, следовательно, и удельный объем более трудоемких, низкопроизводительных, ударобезопасных технологий

5. Способы погашения целиков и образующихся пустот при ведении горных работ зависят от выявленных закономерностей распределения горного давления, напряженности конструктивных элементов систем разработки, фактора времени и скорости движения воздушного потока при опасности внезапных обрушений пород.

Вопросам погашения подземных пустот посвящены работы Абрамова В Ф , Аймаутова А Е, Айтматова И Т, Именитова В Р , Попова В В , Ялымова Н Г и др

При подземной отработке золоторудных месторождений с магазинирова-нием руды подэтажными штреками или ортами, этажно-камерной, камерно-столбовой и другими системами разработки образуются пустоты, которые представляют определенную опасность ввиду возможного самообрушения кровли и раздавливания целиков Оставшиеся целики создают условия искусственного формирования техногенных высокопапряжеииых зон Для повышения безопасности работ и качества отработки золотоносных жил необходима своевременная выемка целиков и погашение образующихся пустот Для оценки

опасности пустот на основе выявленных закономерностей процессов сдвижения, горного давления, горных ударов автором разработана классификация подземных пустот В качестве классификационных признаков приняты форма и размеры рудных тел, условия залегания камер, связь с земной поверхностью и горизонтами очистной выемки, состояние земной поверхности, крепость и устойчивость вмещающих пород, состояние погашенности пустот, состояние очистной выемки запасов, удароопасность и время стояния пустот

По степени опасности пустоты подразделены на три группы весьма опасные (время службы целиков до 4 лет), средней опасности (4-10 лет), потенциально опасные (более 10 лет) Для пустот первой группы необходимо применять срочные меры по их погашению Для пустот второй группы требуется принятие мер по их погашению с учетом времени службы целиков, но не менее двух лет до окончания этого срока Для пустот третьей группы срочные меры по их погашению не нужны, однако погашение пустот должно быть произведено не менее, чем за четыре года до окончания срока службы целиков На основе разработанных методов управления геомеханическими процессами обоснованы области применения способов погашения пустот поддержание, локализация, обрушение или закладка

Для условий выборочной и многогоризонтной выемки запасов золоторудных месторождений наиболее эффективным является способ локализации пустот Возможность локализации пустот оценивалась индивидуально с учетом пространственного положения средне- и высоконапряженных участков При этом, по разработанным автором методикам определялись напряжения в опасных участках очистных камер, уточнялись запасы прочности кровли камер и целиков, рассчитывалось время службы целиков

На Березовском руднике в 1979-93 гг было погашено подземных пустот общим объемом 313,6 тыс м (отдельные блоки даек «Андреевская», «Елизаветинская», «Севостьяновская», «Перво-Павловская», «Соймановская», красич-ных жил № 354-1-2, 354-3, 421 и др ) Опасных условий ведения горных работ в районе влияния погашенных пустот не наблюдалось Экономический эффект за счет локализации выработанных пространств и экономии затрат по сравнению со способами обрушения и закладки составил 16,4 млн руб

На основе выявленных закономерностей горного давления разработана и внедрена технология выемки оставленных подштрековых, надштрековых и внутриблоковых целиков Разработана и внедрена эффективная технология отработки маломощных жил наклонными уступами в широком забое с креплением очистного пространства при периодической локализации пустот, обеспечивающая безопасность работ и сокращение потерь в недрах Новые технологии отработки запасов внесены в рабочие проекты отработки жил рудника «Иро-

кинда» и согласованы с Управлением по технологическому и экологическому надзору Ростехнадзора по Республике Бурятия

Внедрение рекомендаций исследований позволило " Механизировать труд горнорабочих очистного забоя, улучшить организацию труда, что увеличило производительность труда при отработке запасов блока с 1,5-3,5 м3/чел -см до 5,0 м3/челсм Производительность труда при выемке внутриблоковых целиков возросла с 1,0 м3/чел -см до 2,72 м3/чел -см ■ Снизить проектные потери металла с 12,4 % и плановые с 8,2 % до фактических 4 %, уменьшить разубоживание руды с 28,8 до 24,5 %

Выемка целиков с последующей локализацией выработанного пространства производилась на жилах Центрально-Тулуинская, Хребтовая, № 30, № 35 и др Добыто товарной руды из целиков 127 406 т, в том числе в 2004 г - 15 403 т, в 2005 г - 36 617 т, в 2006 г - 75 386 т Извлечено 1616,6 кг золота, в том числе в 2004 г - 263,3 кг, в 2005 г - 460,9 кг, в 2006 г - 886,4 кг

В результате внедрения мероприятий в 2006 г только от уменьшения потерь руды в недрах получен реальный экономический эффект в размере 44,3 млн рублей

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченной научно-квалификационной работой, в которой на основе теоретических обобщений и прикладных исследований дано решение крупной научной проблемы - обоснования методов управления геомеханическими процессами на подземных рудниках, имеющей важное народнохозяйственное значение при разработке золоторудных жильных месторождений полезных ископаемых

Основные научные и практические результаты работы следующие

1 Установлены основные закономерности формирования тектонических структур горных массивов золоторудных месторождений с позиций синергетики Структуру горного массива предлагается оценивать соотношением пространств, в которых сосредоточено более плотное вещество (рудная составляющая) и менее плотное вещество, связанное с деструкцией среды Поля концентрации рудных тел и естественной деструкции обладают одинаковыми фрактальными свойствами Структуры этих полей самоподобны, иерархичны и обладают тесной пространственной взаимосвязью

2 Разработаны геоинформационные модели горных массивов Установлено, что критерием скорости фрактального роста структур в синергетическом режиме является коэффициент масштабного подобия между элементами смежных структурных уровней

3 Выявлено, что горное давление в массиве распределяется дискретно, образуя средне- и высоконапряженные зоны Обоснованы принципы и разработаны методические рекомендации для регионального и локального прогноза

этих зон, обеспечивающие геомеханичесхие условия для безопасного проведения горных выработок и технологии ведения горных работ

4 Описаны тектонические структуры, физико-механические свойства и первоначальные напряжения горного массива семи золоторудных месторождений Забайкалья, Сибири, Урала и Узбекистана Выявленные закономерности и технические предложения рекомендованы к более широкому применению при обосновании методов управления геомеханическими процессами при разработке золоторудных месторождений

5 Обоснованы методы управления геомеханическими процессами в средненапряженных зонах горного массива Разработана классификация золоторудных залежей по условиям залегания и составу толщи вмещающих пород Предложены методики прогнозирования параметров процесса сдвижения горных пород, обоснованы меры охраны и условия безопасной подработки зданий, сооружений и природных объектов Даны методики крепления горных выработок и очистных камер с учетом тектонической нарушенности пород Для управления горным давлением разработаны методы и методики определения параметров устойчивых целиков при выемке запасов крутопадающих залежей тонких, маломощных, средней мощности и мощных жил

6 Обоснованы методы управления геомеханическими процессами в высоконапряженных зонах горного массива, разработаны методы разгрузки целиков, замены их искусственными, усовершенствованы технологические схемы ведения очистных работ с податливыми целиками при вариантах с восходящей и нисходящей выемкой запасов

7 Предложена классификация подземных пустот по степени опасности обрушения Определены области применения способов погашения пустот Выявлены основные аэродинамические характеристики при развитии процесса обрушения, позволяющие выбирать рациональные и эффективные параметры погашения накопленных подземных пустот

8 Результаты исследований реализованы на Березовском, Дарасунском, Северо-Енисейском, Каульдинском, Ангренском, Холбинском, Ирокиндинском рудниках Экономический эффект от внедрения результатов работы составил 68,8 млн руб

9 На основе выполненных исследований разработано 11 методических и нормативных документов по управлению геомеханическими процессами на золотодобывающих рудниках, рекомендованных органами Ростехнадзора для практического применения на предприятиях Союззолото, Главалмаззолото, а также проектными организациями

10 Результаты исследований и теоретические разработки диссертации рекомендуются к более широкому использованию на золоторудных, полиме-

таллических, железорудных и других месторождениях со сложной тектонической нарушенностью горных массивов

11 Основные результаты исследований используются в учебном процессе при подготовке специалистов горно-геологических специальностей в дисциплинах «Горнопромышленная геология», «Геомеханика», «Управление состоянием массива горных пород», «Физика горных пород», «Геоинформатика» идр

По теме диссертации опубликованы следующие основные работы: В изданиях, рекомендованных ВАК России

1 Сосновский, JIИ Обеспечение безопасного производства горных работ при разработке коренных месторождений золота [Текст] / В П Неганов, Л И Сосновский, Б МЗайцев, В И Коваленко, В И Тарасенко // Горный журнал -1994 -№11 -С 49-51

2 Сосновский, Л И Управление горным давлением при разработке месторождений сложного тектонического строения и напряженного состояния массива [Текст] / И Сосновский, Л Г Рубцов, Е Л Сосновская // Горный журнал Известия вузов - 2000 - № 2 - С 30-33

3 Сосновский, Л И Механизм возникновения и закономерности пространственного распределения участков с относительно высокой и невысокой степенью естественной напряженности в горном массиве [Текст] / В А Фило-нюк, Л И Сосновский, Е Л Сосновская // Вестник ИрГТУ - 2006 - № 2 -С 93-97

4 Сосновский, Л И Управление геомеханическими процессами на золоторудных месторождениях [Текст] /ЛИ Сосновский // Вестник ИрГТУ - 2006 -№3 -С 32-33

5 Сосновский, Л И Технологические схемы ведения очистных работ с податливыми целиками на Березовском месторождении [Текст] / ЛИ Сосновский, А В Зубков // Вестник ИрГТУ - 2007 -№ 1, Том 1 - С 92-95 (статья принята к публикации 10 11 06)

6 Сосновский, ЛИ Определение параметров устойчивых целиков и кровли камер при разработке крутопадающих золоторудных жил на больших глубинах [Текст] / ЛИ Сосновский // Вестник ИрГТУ - 2007 -№ 1, Том 2 -С 63-66 (статья принята к публикации 29 11 06)

7 Сосновский, Л И Управление геомеханическими процессами при разработке наклонных жил в условиях многолетней мерзлоты [Текст]/ Л И Сосновский, A M Павлов, В А Филонюк, Е Л Сосновская , А H Авдеев, Л Г Рубцов II Горный информационно-аналитический бюллетень - 2006 - № 11 -С 77-83

8 Сосновский, Л И Прогнозирование зон сдвижения с учетом тектонических нарушений при отработке золоторудных залежей Березовского месторожде-

ния [Текст] /ЛИ Сосновский //Маркшейдерия и недропользование -2007 -№ 3 - С 55-58

9 Сосновский, Л И Геоинформационная модель напряженного состояния горного массива Дарасунского золоторудного месторождения [Текст] / Л И Сосновский // Маркшейдерия и недропользование -2007 -№4-С 61-64

10 Сосновский, Л И Погашение подземных пустот на золоторудных месторождениях [Текст] /ЛИ Сосновский // Вестник ИрГТУ - 2007 -№ 2 (30) - С 70-75 (статья принята к публикации 10 11 06)

И Сосновский, ЛИ Опыт погашения подземных пустот при разработке на-клоннозалегающих жил малой мощности в условиях многолетней мерзлоты [Текст] / Л И Сосновский // Вестник ИрГТУ - 2007 -№ 3 (31) - С 75-80 (статья принята к публикации 27 12 06)

В монографиях

12 Сосновский, Л И Управление геомеханическими процессами при подземной разработке месторождений [Текст] /ЛИ Сосновский, В И Тарасенко // Технология разработки золоторудных месторождений / Под редакцией Не-гановаВП М Недра 1995 -С 278-333

13 Сосновский, Л И Опыт разработки удароопасных золоторудных месторож-

дений [Текст] /ЛИ Сосновский, В П Неганов, А В Кузнецов // Прогноз и предотвращение горных ударов на рудниках коллективная монография / под общей ред И М Петухова, А Н Ильина, К Н Трубецкого - М Изд-во АГН 1997 -С 351-367

В авторских свидетельствах на изобретения

14 А с 1559185 СССР Способ крепления горных выработок / Сосновский Л И, Егоров А Л , Сосновская Э М , Зайцева Е Л Опубл В Б И - 1990 -№15

15 Ас 1546665 СССР Способ снижения удароопасности при проведении горных выработок / Сосновский Л И, Егоров А Л, Зубков А В , Шуплецов Ю П Опубл В Б И - 1992 -№ 41 Патент по заявке № 4771642/03, 1991

В прочих изданиях

1 Сосновский, Л И Опыт определения коэффициента структурного ослабления с помощью звукометрического метода [Текст] /ЛИ Сосновский, В Н Константинов // Исследования по проблемам геодезии и маркшейдерского дела на горнодобывающих предприятиях Восточной Сибири Иркутск ИЛИ - 1976 - Вып 1 - С 152-156

2 Сосновский, ЛИ Результаты определения первоначального напряженного состояния массива горных пород на Березовском золоторудном месторождении [Текст] /ЛИ Сосновский, А В Зубков, В Н Константинов и др // Напряженное состояние породных массивов - Новосибирск ИГД СО АН СССР, 1978 - С 50-54

3 Сосновский, ЛИК вопросу крепления штангами горных выработок на Советском месторождении [Текст] /ЛИ Сосновский, Н Е Родионов // Совер-

шенствование техники и технологии разработки месторождений полезных ископаемых Восточной Сибири - Иркутск ИЛИ, 1980 - С 61

4 Сосновский, Л И Управление горным давлением при отработке рудных тел системой с магазинированием руды на золоторудном месторождении Урала [Текст] /ЛИ Сосновский, А В Зубков, В Н Константинов и др // Горное давление методы управления и контроля - Фрунзе Илим, 1979 - С 336-342

5 Сосновский, ЛИ Результаты определения первоначального напряженного состояния массива горных пород на Советском золоторудном месторождении [Текст] /ЛИ Сосновский, А В Зубков, Н Е Родионов и др // Научные труды Иргиредмета "Совершенствование технологии разработки золоторудных месторождений", 1980 - С 39-43

6 Сосновский, Л И Определение параметров целиков при разработке крут опадающих рудных тел золоторудных месторождений [Текст] / Л И Сосновский //Научи тр Иргиредмета -Иркутск, 1981 - С 60-67

7 Сосновский, Л И Изучение напряженного состояния горных пород при разработке крутопадающих залежей золоторудных месторождений - путь к уменьшению потерь руды в целиках [Текст] /ЛИ Сосновский, Н П Влох, А В Зубков, А Л Егоров, Э М Сосновская // Научн тр Иргиредмета "Повышение эффективности использования недр при отработке золоторудных месторождений" - 1987 - С 65-72

8 Сосновский, Л И Повышение показателей извлечения руды путем определения минимально допустимых размеров целиков при разработке крутопадающих рудных залежей средней мощности [Текст] /ЛИ Сосновский, НП Влох, А В Зубков // Сборник докладов на VII международном конгрессе по маркшейдерскому делу СССР, Ленинград, 28 июня-2 июля 1988 г - 1988 - № XIII - С 72-80

9 Сосновский, Л И Определение параметров междуэтажных целиков крутопадающих и наклонных рудных тел средней мощности золоторудных месторождений методом конечных элементов [Текст] / П Г Банщиков, С Г Смердов, ЛИ Сосновский // Деп в ЦНИИцветмете экономики и информации 29 05 89, № 1844-89 - 13 с

10 Сосновский, Л И Определение первоначальных напряжений массива горных пород одного из рудных месторождений Забайкалья [Текст] /ЛИ Сосновский, А Л Егоров, Э М Сосновская // Научные труды Читинского института природных ресурсов СО АН СССР "Проблемы горного производства Восточной Сибири", 1991 - С 3-6

11 Сосновский, ЛИ Определение параметров целиков при разработке маломощных крутопадающих рудных тел месторождения Забайкалья [Текст] / ЛИ Сосновский, АЛ Егоров // Научн тр Читинского института природ-

ных ресурсов СО АН СССР "Проблемы горного производства Восточной Сибири", 1991.-С 6-10.

12.Сосновский, Л.И. Определение технологических параметров отработки наклонных золоторудных месторождений [Текст] / А.И Сигаев, Л.И.Сосновский, Б.М.Зайцев // Напряженное состояние массивов горных пород и управление горным давлением: материалы IX Всесоюзной конференции по механике горных пород, г. Фрунзе, 3-5 октября 1989 г.- Бишкек: Ияим. 1990.- С.235-244.

13.Сосновский, Л.И. Определение параметров искусственной потолочины при отработке крутопадающих маломощных рудных тел Дарасунского месторождения [Текст] - / Л И.Сосновский, В.И.Машуков, А Л Егоров // Напряженное состояние массивов горных пород и управление горным давлением- Материалы IX Всесоюзной конференции по механике горных пород; г. Фрунзе, 3-5 октября 1989 г.- Бишкек: Илим, 1990.- С.302-309.

14 Сосновский, Л.И. Управление сдвижением горных пород и земной поверхности [Текст] ! В.И.Тарасенко, А.И Косяков, Л И.Сосновский // Сборник научных трудов (посвящен 125-летию института "Иргиредмет").-Иркутск: Иргиредмет, 1998,- С.58-61.

15. Сосновский, Л.И Исследование геомеханических процессов с целью обеспечения разработки золоторудных месторождений [Текст] / Л.И.Сосновский, В.П.Неганов // Сборник научн. тр (посвящен 125-летию института "Иргиредмет")-- Иркутск: Иргиредмет, 1998 - С.51-57.

16.Сосновский, Л.И. Результаты исследований устойчивости горных выработок на шахте «Баин-З^грхе» [Текст] / Л.И. Сосновский, Е.Н.Свистов // Рациональное природопользование при освоении ресурсов Сибирского региона: Сборник научных трудов ИрГТУ.- Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 1998.-С.40-45.

И.Сосновский, Л.И. Управление геомеханическими процессами при подземной разработке золоторудных месторождений [Текст] / Л.И.Сосновский, Е Л.Сосновская II Проблемы развития минеральной базы Восточной Сибири: сб.науч.трудов.- Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2000.- С.96-100.

18 Сосновский, Л.И. Проявления горного давления на больших глубинах при ведеции подземных горных работ на Дарасунском золоторудном месторождении [Текст] I Л И.Сосновский, А.ВРашкин, Ю.Ю.Гараш // Журнал Вестник № 10 (34). 50 лет Горному надзору Забайкалья.- Санкт-Петербург - Чита: Международная академия наук экологии и безопасности жизнедеятельности, 2001.- С.139-141

19.Сосновский, Л.И Особенности подземных горных работ в сложных горногеологических условиях Восточной Сибири [Текст] / Ю.В.Драбчук, Л.И. Со-

сновский, А.Д Басов, В.И.Джурик // Актуальные проблемы разработки ким-берлитовых местрождений. - М.- «Руда и металлы», 2002.- С.271-279.

20.Сосновский, Л.И. Геомеханическая оценка горного массива Зун-Холбинского месторождения [Текст] / А И Ляхов, Ю.Б. Хорохонов, Л.И. Сосновский, С.А. Царев, Р X.. Лукманов // Проблемы развития минеральной базы Восточной Сибири: сб.науч трудов,- Иркутск: изд-во ИрГТУ. - 2003. -С.73-81.

21 .Сосновский, Л И Комбинированная и повторная разработка месторождений. Учебное пособие [Текст] / Ю.В.Драбчук, Л.И Сосновский; ИрГТУ - Иркутск- Изд-во ИрГТУ, - 2004.- 94 с.

22.Сосновский, Л.И. Проблемы управления геомеханическими процессами на руднике «Интернациональный» [Текст] / Ю.В. Драбчук, Л.И. Сосновский, В.В. Латынин // Проблемы развития минеральной базы Восточной Сибири: сб.науч трудов. - Иркутск: изд-во ИрГТУ, 2004.- С. 141-147.

23 Сосновский, Л.И Методика определения размеров подкарьерного целика при комбинированной разработке рудных месторождений [Текст] / ЛИ Сосновский, ЮВ Драбчук, В.В. Латынин, ЕЛСосновская // Проблемы развития минеральной базы Восточной Сибири: сб.науч.трудов.- Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2005.- С.68-76.

24.Сосновский, Л.И. Управление геомеханическими процессами на золоторудных месторождениях [Текст] / Л.И. Сосновский, А.А. Давиденко, ЕЛ Сосновская, А.Н.Авдеев // Горному надзору России - 285 лет: Материалы регион науч пракг конф. - Улан-Удэ- Изд-во Бурятского университета, 2005.- С 18-24.

Подписано в печать 13 09 2007 Формат 60 х 84 / 16 Бумага офсетная Печать офсетная Уел печ л 2,5 Уч-изд. л 2,75 Тираж 100 экз Зак 355. Поз плана 26н

ИД № 06506 от 26 12 2001 Иркутский государственный технический университет 664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Содержание диссертации, доктора технических наук, Сосновский, Леонид Иннокентьевич

ВВЕДЕНИЕ.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ЧАСТО ВСТРЕЧАЮЩИЕСЯ В ТЕКСТЕ.

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Обзор и анализ изученности формирования тектонических структур горных массивов золоторудных месторождений.

1.2. Особенности разработки золоторудных месторождений и проблемы управления геомеханическими процессами на подземных рудниках

1.3. Обзор и анализ изученности геомеханических процессов и методов управления ими.

1.3.1. Анализ изученности сдвижения пород и земной поверхности.

1.3.2. Анализ изученности горного давления.

1.3.3. Анализ изученности горных ударов.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2. ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ГЕОМЕХАНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ.

2.1. Геологические характеристики и сведения о разработке месторождений

2.2. Физико-механические свойства горных пород.

2.3. Первоначальные напряжения массивов горных пород.

ВЫВОДЫ.

3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕКТОНИЧЕСКИХ СТРУКТУР ГОРНОГО МАССИВА И ПРОГНОЗ ЕГО ГЕОМЕХАНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ.

3.1. Концептуальная основа исследований.

3.2. Методы изучения формирования тектонических структур.

3.3. Закономерности формирования структур безрудной тектоники.

3.4. Закономерности формирования структур рудной тектоники.

3.5. Прогноз геомеханического состояния горных массивов.

ВЫВОДЫ.

4. МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ В СРЕДНЕНАПРЯЖЕНЫХ ЗОНАХ ГОРНОГО МАССИВА

4.1. Управление сдвижением горных массивов и земной поверхности.

4.1.1. Общие сведения.

4.1.2. Разработка классификации золоторудных залежей по условиям залегания и составу толщи вмещающих пород.

4.1.3. Прогнозирование параметров процесса сдвижения горных пород.

4.1.4. Меры охраны и условия безопасной подработки зданий, сооружений и природных объектов.

4.2. Управление горным давлением.

4.2.1. Крепление горных выработок и очистных камер в условиях тектонической нарушенности массива.

4.2.2. Метод определения устойчивых целиков при разработке крутопадающих месторождений малой и средней мощности

4.2.3. Метод определения размеров устойчивых целиков при разработке мощных залежей.

ВЫВОДЫ.

5. МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ В ВЫСОКОНАПРЯЖЕННЫХ ЗОНАХ ГОРНОГО МАССИВА.

5.1. Замена рудных целиков искусственными.

5.2. Разгрузка целиков.

5.2.1. Разгрузка целиков камуфлетными взрыванием скважин

5.2.2. Разгрузка потолочин камер щелями.

5.3. Разработка технологических схем ведения очистных работ с податливыми целиками.

5.3.1. Технология очистных работ при нисходящей отработке с податливыми целиками.

5.3.2. Технология очистных работ при восходящей отработке с податливыми целиками.

ВЫВОДЫ.

6. ИЗЫСКАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ СПОСОБОВ ПОГАШЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ПУСТОТ.

6.1. Классификация и оценка степени опасности пустот.

6.2. Обоснование применимости способов погашения пустот.

6.3. Основные аэродинамические характеристики при развитии процесса обрушения.

ВЫВОДЫ.

7. ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРОВЕРКА И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ НА ЗОЛОТОДОБЫВАЮЩИХ РУДНИКАХ.

7.1. Проверка и реализация результатов исследований процессов сдвижения горных пород и земной поверхности.

7.2. Проверка и реализация результатов исследований горного давления

7.3. Проверка и реализация результатов исследований динамических проявлений горного давления.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование методов управления геомеханическими процессами при подземной разработке золоторудных месторождений на основе выявленных закономерностей формирования тектонических структур"

Золоторудные месторождения имеют ряд особенностей: сложное геологическое строение, тектоническую нарушенность, разнообразие условий залегания рудных тел и физико-механических свойств пород, наличие в горных массивах высоких гравитационо-тектонических напряжений. Дополнительные проблемы создает многогоризонтная и выборочная выемка руды из-за крайне неравномерного распределения запасов в недрах. Все это существенно влияет на устойчивость подрабатываемых массивов и земной поверхности, напряженное состояние целиков и обнажений выемочных камер. Глубина горных работ золоторудных месторождений изменяется в широких пределах от 100 до 800 м и более. Сохраняется тенденция к дальнейшему увеличению глубины разработки.

При разработке месторождений происходит последовательное накопление подземных пустот. Возникают опасные проявления сдвижения пород, роста горного давления с возможностью возникновения горных ударов. При этом в зону сдвижения на земной поверхности попадают здания и сооружения, разрушается кровля выработок и очистных камер, обрушаются целики, что приводит к снижению безопасности горных работ, дополнительным затратам на проведение и крепление выработок, увеличению потерь полезного ископаемого и разубоживания руды. Эти негативные явления являются следствием недостаточно надежных методов прогноза геомеханического состояния горного массива, расчета конструктивных элементов систем разработки и обоснования эффективности управления геомеханическими процессами. Существующие методы прогноза и управления ими не в полной мере учитывают тектоническую нарушенность горного массива и, как правило, базируются на традиционной классической основе, построенной на механике сплошной среды. Требуется новый подход к реализации идей и методологии эффективной отработки золоторудных месторождений полезных ископаемых. Назрела актуальная необходимость создания методов прогнозирования геомеханических условий разработки месторождений на основе изучения закономерностей формирования структур тектоники, как ключевых факторов, определяющих распределение горного давления. Такой подход позволяет 7 уточнить и усовершенствовать способы управления геомеханическими процессами.

Цель работы - изучение закономерностей распределения давления в горном массиве и обоснование методов управления геомеханическими процессами, обеспечивающими повышение безопасности и эффективности разработки золоторудных месторождений подземным способом, снижение уровня потерь полезного ископаемого при рациональном использовании недр.

Задачи исследований:

1. Анализ особенностей горно-геологических, горнотехнических и геомеханических условий разработки золоторудных месторождений.

2. Исследование закономерностей распределения давления в элементах тектоники горных пород в целях прогнозирования геомеханического состояния горного массива.

3. Разработка эффективных методов управления геомеханическими процессами в горном массиве с учетом закономерностей его тектонической нарушенности при разработке золоторудных месторождений.

4. Научное обоснование и разработка рациональных методов погашения подземных пустот, исключающих рост горного давления и возникновение горных ударов, обеспечивающих безопасность отработки недр.

5. Внедрение предлагаемые методы управления геомеханическими процессами на основных золотодобывающих предприятиях России.

Методы исследований. В работе использованы комплексные исследования, включающие: научный анализ и обобщение накопленного опыта; гра-фо-аналитические исследования элементов тектоники; теоретические и экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния горных выработок и целиков с применением методов фотоупругого и математического моделирования; промышленные эксперименты по исследованию напряженно-деформированного состояния массива и конструктивных элементов систем разработки; опытно-промышленная проверка разработанных методов управления процессами сдвижения, горного давления и горных ударов.

Научные положения, выносимые на защиту

1. Горный массив подвержен неравномерному распределению природных полей напряжений. Установлено, что система распределения интенсивности напряжений иерархична и обладает свойствами самоподобия (фрак-тальности), выявлены закономерности формирования тектонических нарушений и дискретный характер распределения горного давления в локальных объемах пород, что создает принципиально разные геомеханические условия для проведения и поддержания горных выработок.

3. В средненапряженных зонах горного массива разработку золоторудных месторождений следует осуществлять с учетом отдельных плоскостей ослабления пород тектоническими трещинами и нарушениями. При этом оценку напряженного состояния элементов систем разработки и выбор их конструктивных параметров рекомендуется производить на основе решения геомеханических задач для упругой среды с учетом локальности выемочных пространств, обусловленной крайне неравномерным распределением запасов в недрах.

Достоверность научных положений обуславливается соответствием физических и математических моделей реальному состоянию массива горных пород, сходимостью результатов исследований (лабораторных, аналитических и натурных) и внедрением их результатов в промышленных масштабах. Коэффициент корреляции между результатами теоретических исследований, лабораторных и промышленных экспериментов составляет 0.8-0.9.

Научная новизна диссертации:

1. Выявлены закономерности распределения напряжений в массиве горных пород на основе изучения тектонических структур 7 золоторудных месторождений Забайкалья, Сибири, Урала и Узбекистана. Установлено, что распределение напряжений носит дискретный характер со средне- и высоконапряженными зонами, определяемыми тектонической структурой массива горных пород.

2. Разработаны геоинформационные модели тектоники горного массива, подчиняющиеся изменению скорости фрактального роста структур в си-нергетическом режиме, определяемые через коэффициент масштабного подобия между элементами смежных структурных уровней.

3. Предложен метод прогноза геомеханического состояния горных массивов, который позволяет выявлять пространственное положение средне- и высоконапряженных зон и районировать золоторудные месторождения. Дан прогноз геомеханического состояния горных массивов и пространственного положения средненапряженных и высоконапряженных зон для основных золоторудных месторождений Забайкалья, Сибири и Урала.

4. Дана классификация золоторудных месторождений по условиям залегания и характеристике вмещающих пород и установлены величины углов сдвижения горных массивов.

5. Разработаны методики определения параметров возможного сдвижения и обрушения пород в горных выработках и очистных камерах с учетом плоскостей ослабления в породах с тектоническими нарушениями, трещинами, зонами рассланцевания, уточнены способы управления процессами сдвижения.

6. Установлены закономерности формирования напряжений в средне-напряженных зонах массива при разработке крутопадающих золотоносных жил и даны рекомендации по управлению горным давлением в этих условиях. Разработан метод расчета размеров устойчивости целиков, учитывающий результирующие величины напряжений от совместного действия первоначальных вертикальных и горизонтальных напряжений массива горных пород в условиях неравномерного распределения запасов в недрах.

7. Предложен метод управления напряженным состоянием отдельных конструктивных элементов разработки с магазинированием руды путем замены рудных целиков искусственными и разгрузки их щелями, защищенный авторским свидетельством. Это позволило рекомендовать к применению на больших глубинах (более 700 м) в условиях повышенного горного давления более эффективные варианты системы разработки с магазинированием руды.

8. Обоснован методологический подход к научному обоснованию рациональных способов погашения подземных пустот с учетом выявленных закономерностей распределения природных и техногенных напряжений в подрабатываемом горном массиве, позволяющий обеспечить безопасное ведение горных работ и избежать техногенных катастроф.

Личный вклад автора состоит: в выявлении проблемы и обосновании направлений ее решения, формулировке рабочих гипотез; постановке и проведении научных исследований; разработке методик лабораторных и производственных экспериментов; в руководстве и непосредственном участии в исследованиях; обработке полученных результатов и их обобщении; обосновании методов управления геомеханическими процессами; разработке технологических схем и их конструктивных параметров; испытании и внедрении результатов исследований и разработок в промышленном масштабе.

Практическая значимость результатов исследований

1. Определены тектонические структуры, физико-механические свойства и первоначальное напряженное состояние массива горных пород основных золоторудных месторождений Урала, Сибири и Забайкалья.

2. Установлены границы зон влияния подземных разработок на земную поверхность и обоснованы меры охраны и условия безопасной подработки зданий, сооружений и природных объектов.

3. Разработан способ штангового крепления горизонтальных горных выработок с учетом напряженного состояния пород и пространственного положения сопряженных тектонических трещин, защищенный авторским свидетельством.

4. Обоснованы параметры крепления очистного пространства деревянной крепью и гидравлическими стойками типа ELBROC OMNI 80 с учетом зон рассланцевания непосредственной кровли при разработке наклонных жильных месторождений. Использование этих результатов позволяет производить выемку целиков и повысить извлечение запасов из недр.

5. Разработана эффективная технология отработки маломощных жил наклонными уступами в широком забое с креплением очистного пространст

12 ва при периодической локализации пустот, обеспечивающая безопасность работ и сокращение потерь в недрах.

6. Обоснован метод определения параметров целиков при разработке крутопадающих месторождений малой и средней мощности системами с открытым выработанным пространством и с магазинированием руды, использование которого дает возможность оставлять целики минимально допустимых размеров. Разработанные рекомендации позволили вовлечь в работу дополнительные запасы руды, законсервированные в целиках.

7. Предложен метод определения параметров целиков при разработке мощных месторождений камерными системами с двухстадийной выемкой, использование которого дает возможность определять наиболее рациональный порядок выемки запасов и отработки целиков, обосновать элементы комбинированного управления горным давлением.

8. Разработаны технологические схемы ведения очистных горных работ с податливыми целиками при выемке крутопадающих рудных тел средней мощности в условиях высокого горного давления, обеспечивающие повышение эффективности и безопасности добычи руды.

9. Разработан комплексный подход к обоснованию способов погашения подземных пустот, учитывающий: наличие охраняемых объектов в шахте и на земной поверхности; тектоническую и техногенную нарушенность массива; упругие и прочностные свойства пород; напряженное состояние в конструктивных элементах систем разработки; опасность скорости движения воздуха и его давления при возможных обрушениях пород; фактор времени и др. Такой подход позволяет выбирать наименее трудоемкие и дешевые способы погашения пустот, своевременно разрабатывать мероприятия по управлению сдвижением и горным давлением массива, предупреждать горные удары.

Реализация работы. Разработаны методические и нормативные документы по управлению геомеханическими процессами на золотодобывающих рудниках, рекомендованные органами Ростехнадзора для практического применения предприятиями Союззолото, Главалмаззолото, а также проектными и производственными организациями:

1. Временные правила охраны сооружений, природных объектов и горных выработок от вредного влияния подземных горных разработок на золоторудных месторождениях. Правила используются на Березовском, Советском, Кочкарском, Миндякском, Наталкинском, Тасеевском, Кызыл-Алмасайском, Кочбулакском, Коммунаровском золоторудных месторождениях, а также на месторождениях с неизученным характером процессов сдвижения. Применение этих Правил позволяет повысить эффективность и безопасность ведения горных работ.

2. Временное руководство по определению параметров целиков на Березовском месторождении, которое позволило повысить устойчивость элементов систем разработки, уменьшить потери руды в целиках на 3-5% и снизить разубоживание руды, вовлечь в добычу временно неактивные запасы. Экономический эффект от реализации руководства составил 8,1 млн.рублей.

3. Временные указания по безопасному ведению горных работ на уда-роопасных участках Березовского месторождения.

4. Заключения по погашению подземных пустот на Березовском месторождении, внедрение которых позволило погасить способом локализации без закладочных работ 313,6 тыс.м3 подземных пустот, за счет чего снижена себестоимость продукции. Фактический экономический эффект от реализации составил 16,4 млн.рублей.

5. Указания по безопасному ведению горных работ на Дарасунском месторождении, склонном к горным ударам, позволившие повысить эффективность и безопасность ведения горных работ на больших глубинах (400-700 м и более).

6. Методические указания по определению конструктивных параметров систем разработки на ООО «Дарасунский рудник».

7. Методика прогноза геомеханического состояния и выявления высоконапряженных зон горного массива на основе оценки его геологической структуры и трещиноватости для условий Зун-Холбинского месторождения.

8. Временные указания погашения выработанного пространства методом локализации бутовыми полосами при выемке целиков на жилах Ирокин-динского рудного поля. Использование этих указаний позволило отказаться

14 от способа поддержания очистного пространства костровой крепью и рудными целиками. Дополнительно вовлечено в добычу 127,4 тыс.т временно законсервированной руды в целиках, извлечено 1616,6 кг золота.

9. Временная методика расчета параметров крепления кровли гидравлическими стойками ELBROC OMNI 80 при выемке целиков на руднике Ирокинда. Использование методики позволило повысить безопасность ведения горных работ при выемке целиков, ремонтах крепления горных выработок и очистных камер.

10. Временная техническая инструкция по созданию изолирующих бутовых полос при погашении выработанного пространства способом локализации на жилах Ирокиндинского рудного поля.

11. Методические указания по определению конструктивных параметров систем разработки на руднике Ирокинда ОАО «Бурятзолото». Применение указаний позволяет повысить эффективность и безопасность ведения горных работ. Суммарный экономический эффект от реализации технических решений на руднике составил 44,3 млн. рублей /год.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на: научно-технических конференциях горного факультета Иркутского государственного технического университета (г.Иркутск, 1976-2006 гг.); VI Всесоюзном семинаре по измерению напряжений в массиве горных пород (г.Новосибирск, 1977 г.); VI Всесоюзной конференции по механике горных пород (г.Фрунзе, 1978 г.); Всесоюзной конференции Минцветмета СССР «Методы и технические средства контроля и прогнозирования горного давления на подземных рудниках цветной металлургии» (г. Свердловск, 1979 г.); Всесоюзной школе Минцветмета СССР «Применение средств контроля и обеспечения устойчивости кровли горных выработок и целиков» (г.Кентау, 1980 г.); Всесоюзной школе Минцветмета СССР «Обеспечение устойчивости кровли горных выработок и целиков» (г.Кентау, 1982 г.); VIII Всесоюзном семинаре по исследованию горного давления и способов охраны капитальных и подготовительных выработок (г.Якутск, 1982 г.); Всесоюзной конференции Минцветмета СССР «Основные направления и меры по ускорению научно-технического прогресса в золото- и алмазодобывающей промышлен

15 ности на период до 2000 г.» (г.Москва, 1985 г.); VII Международном конгрессе по маркшейдерскому делу (г.Ленинград, 1988 г.); IX Всесоюзной конференции по механике горных пород (г. Фрунзе, 1989 г.); Международной конференции "Геомеханика в горном деле" (г.Екатеринбург, 1996 г.); Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы разработки кимберлитовых месторождений: современное состояние и перспективы решения (г.Мирный, 2001); Международной научно-технической конференции, посвященной столетию со дня рождения М.И. Агошкова (Москва, ИПКОН, 2005 г.); научно-технической конференции «Неделя горняка» (Москва, МГТУ, 2006, 2007 гг.).

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы из 257 наименований и 4 приложений. Работа представлена на 331 страницах машинописного текста, содержит 91 рисунок, 40 таблиц и приложения на 12 страницах.

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Сосновский, Леонид Иннокентьевич

11. Основные результаты исследований используются в учебном процессе при подготовке специалистов горно-геологических специальностей в дисциплинах: «Горнопромышленная геология», «Геомеханика», «Управление состоянием массива горных пород», «Физика горных пород», «Геоинформатика» и др.

293

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является законченной научно-квалификационной работой, в которой на основе теоретических обобщений и прикладных исследований дано решение крупной научной проблемы - обоснования методов управления геомеханическими процессами на подземных рудниках, имеющей важное народно-хозяйственное значение при разработке золоторудных жильных месторождений полезных ископаемых.

Основные научные и практические результаты работы следующие.

1. Установлены основные закономерности формирования тектонических структур горных массивов золоторудных месторождений с позиций синергетики. Структуру горного массива предлагается оценивать соотношением пространств, в которых сосредоточено более плотное вещество (рудная составляющая) и менее плотное вещество, связанное с деструкцией среды. Поля концентрации рудных тел и естественной деструкции обладают одинаковыми фрактальными свойствами. Структуры этих полей самоподобны, иерархичны и обладают тесной пространственной взаимосвязью.

2. Разработаны геоинформационные модели горных массивов. Установлено, что критерием скорости фрактального роста структур в синергетическом режиме является коэффициент масштабного подобия между элементами смежных структурных уровней.

3. Выявлено, что горное давление в массиве распределяется дискретно, образуя средне- и высоконапряженные зоны. Обоснованы принципы и разработаны методические рекомендации для регионального и локального прогноза этих зон, обеспечивающие геомеханические условия для безопасного проведения горных выработок и технологии ведения горных работ.

4. Описаны тектонические структуры, физико-механические свойства и первоначальные напряжения горного массива семи золоторудных месторождений Забайкалья, Сибири, Урала и Узбекистана. Выявленные закономерности и технические предложения рекомендованы к более широкому применению при обосновании методов управления

291 геомеханическими процессами при разработке золоторудных месторождений.

5. Обоснованы методы управления геомеханическими процессами в средненапряженных зонах горного массива. Разработана классификация золоторудных залежей по условиям залегания и составу толщи вмещающих пород. Предложены методики прогнозирования параметров процесса сдвижения горных пород, обоснованы меры охраны и условия безопасной подработки зданий, сооружений и природных объектов. Даны методики крепления горных выработок и очистных камер с учетом тектонической нарушенности пород. Для управления горным давлением разработаны методы и методики определения параметров устойчивых целиков при выемке запасов крутопадающих залежей тонких, маломощных, средней мощности и мощных жил.

6. Обоснованы методы управления геомеханическими процессами в высоконапряженных зонах горного массива, разработаны методы разгрузки целиков, замены их искусственными, усовершенствованы технологические схемы ведения очистных работ с податливыми целиками при вариантах с восходящей и нисходящей выемкой запасов.

7. Предложена классификация подземных пустот по степени опасности обрушения. Определены области применения способов погашения пустот. Выявлены основные аэродинамические характеристики при развитии процесса обрушения, позволяющие выбирать рациональные и эффективные параметры погашения накопленных подземных пустот.

8. Результаты исследований реализованы на Березовском, Дарасунском, Северо-Енисейском, Каульдинском, Ангренском, Холбинском, Ирокиндинском рудниках. Экономический эффект от внедрения результатов работы составил 68,8 млн.руб.

9. На основе выполненных исследований разработано 11 методических и нормативных документов по управлению геомеханическими процессами на золотодобывающих рудниках, рекомендованных органами Ростехнадзора для практического применения на предприятиях Союззолото, Главалмаззолото, а также проектными организациями.

292

10. Результаты исследований и теоретические разработки диссертации рекомендуются к более широкому использованию на золоторудных, полиметаллических, железорудных и других месторождениях со сложной тектонической нарушенностью горных массивов.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Сосновский, Леонид Иннокентьевич, Иркутск

1. А.с. 1375834 СССР. Способ проведения горных выработок по удароопас-ным участкам массива / В.А.Ким, Н.А.Жданкин. Опубл. 1968 в Б.И. № 7.

2. А.с. 1546665 СССР. Способ снижения удароопасности при проведении горных выработок. / Сосновский Л.И., Егоров А.Л., Зубков А.В., Шупле-цов Ю.П. Опубл. вВ Б.И. 1992. -№ 41.

3. А.с. 1559185 СССР. Способ крепления горных выработок / Сосновский Л.И., Егоров А.Л., Сосновская Э.М., Зайцева Е.Л. Опубл. в Б.И. 1990. -№ 15.

4. Агошков, М.И. Разработка рудных и россыпных месторождений / М.И. Агошков, С.С. Борисов, В.А. Боярский. М.: Госгортехиздат, 1962. - 679 с.

5. Агошков, М.И. Подземная разработка рудных месторождений / М.И. Агошков, Г.М. Малахов. М.: Недра, 1966. - 663 с.

6. Агошков, М.И. Технико-экономическая оценка извлечения полезных ископаемых из недр / М.И. Агошков, В.И. Никаноров, Е.И. Панфилов и др. -М.: Недра, 1974.-312 с.

7. Акимов, А.Г. Методика изучения трещиноватости массива и учет влияния трещиноватости на сдвижения при подземной разработке рудных месторождений / А.Г. Акимов // Тр. ВНИМИ Л., 1964. - C6.L I. - С.55-69.

8. Акимов, А.Г. Определение величин угловых параметров сдвижения на рудных месторождениях / А.Г. Акимов // Горный журнал. 1965. - №2 - С. 57-62.

9. Алексеев, Г.Н. Энергоэнтропика / Г.Н.Алексеев.- М.: Знание, 1983.- 192 с. Ю.Ахромеева, Т.С. Нестационарные структуры и диффузионный хаос / Т.С.

10. Ахромеева, С.П. Курдюмов, Г.Г.Малинецкий и др. М: Наука, 1992. 11 .Баклашов, И.В. Деформирование и разрушение породных массивов / И.В. Баклашов.- М.: Недра, 1988. - 271 с.

11. Баклашов, И.В. Механика горных пород / И.В. Баклашов, Б.А. Картозия. -М.: Недра, 1975.-271 с.

12. Барон, Л.И. Определение свойств горных пород / Л.И. Барон, Б.М. Логун-цов, Е.С. Позин. М.: Недра, 1962. - 331 с.

13. Батугина, И.М. Геодинамическое районирование месторождений при проектировании и эксплуатации рудников / И.М. Батугина, И.М. Петухов. -М.: Недра, 1988.- 166 с.

14. Беляев, А.А. Нелинейная математическая модель пространственно-временной эволюции гидротермальной системы / А.А. Беляев, А .Я. Чер-воненкис // Динамические и физико-химические модели магматогенных процессов. Новосибирск, 1983. - С. 13-20.

15. Бич, А .Я. Горные удары на рудных месторождениях и методы их прогнозирования / А .Я. Бич, Ю.А. Минин, Л.С. Уйстрах // Горный журнал. -1971.-№ 1. С.65-68.

16. Боликов, В.Е. Прогноз и обеспечение устойчивости капитальных горных выработок / В.Е. Боликов, С.А.Константинова. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. - 374 с.

17. Борин, А.А. Проблемы разработки месторождений на больших глубинах / А.А. Борин, М.В. Курленя, Е.И. Шемякин // Физико-технические проблемы Разработки полезных ископаемых. 1983. - №3. - С.64-73

18. Борисенко, С.Г. Выемка целиков / С.Г. Борисенко. М.: Металлургиздат, 1951.- 142 с.295

19. Борисенко, С.Г. Расчет целиков на прочность при разработке крутых залежей / С.Г. Борисенко, Г.С. Гаркуша // Горный журнал 1978. - № 5 - С. 58-61.

20. Борисенко, С.Г. Зависимость напряжений в кровле камер и целиках от угла падения залежи / С.Г. Борисенко, А.Н. Каленченко // В кн.: Реферативная информация; Сер. Угольная и горнорудная промышленность. Киев: Вища школа, 1971. - С.22-23.

21. Борисенко, С.Г. Расчет на прочность элементов блоков при разработке рудных месторождений / С.Г. Борисенко, Е.И. Комский. Киев: Техника, 1970. - 79 с.

22. Борисенко, С.Г. Напряжения в целиках в зависимости от угла падения залежи / С.Г.Борисенко, А.Д.Сорокин II Известия АН СССР ОТН: Сер. Металлургия и топливо. — М.: 1961. №5. - С. 117-122.

23. Борисенко, С.Г. Камерная система разработки в горнорудной промышленности / С.Г. Борисенко, Ф.А. Копица. М.:Госгортехиздат, I960.- 400 с.

24. Бородаевский, Н.И. Березовское рудное поле / Н.И. Бородаевский, М.Б. Бородаевская. М.: Металлургиздат, 1947. - 130 с.

25. Боронников, Д.М. Разработка руд на больших глубинах / Д.М. Боронни-ков, Н.Ф. Замесов, Г.И. Богданов. М.: Недра, 1982. — 291 с.

26. Бухман, Н.З. Шахтные перемычки / Н.З. Бухман, П.Г. Молотков. М.:2961. Госгортехиздат, 1962.

27. Васильева, И.Г. Кризис научного мировоззрения и роль человеческого сознания / И.Г. Васильева, Д.В. Куликов, И.Р. Кузеев // Мировое сообщество: проблемы и пути решения: сб. научных статей. Уфа: УГНТУ, Вып.2. - 1999.- С.41-53.

28. Ветров, С.В. Пьезоэлектрический деформоскоп для определения степени устойчивости открытых обнажений и подработанных массивов горных пород / С.В.Ветров // Методы и критерии для изучения горного давления. М.: Недра, 1964, С. 36-42.

29. Винокур, Б.М. Горные удары, предотвращение и прогнозирование / Б.М.Винокур // Безопасность труда в промышленности. — 1977. №5. -С.48-51.

30. Власов, В.Н. Совершенствование систем при разработке маломощных залежей крутого падения / В.Н. Власов, А.Г. Трофимович, И.В. Романов и др. // Совершенствование подземной разработки рудных месторождений. -Новосибирск: Наука, 1972. С. 119-130.

31. Влох, Н.П. Управление горным давлением на подземных рудниках / Н.П. Влох. М.: Недра, 1994. -208 с.

32. Влох, Н.П. Некоторые особенности регионального поля упругих напряжений земной коры Урала / Н.П. Влох, A.J1. Алейников, А.В. Зубков и др. // Горное давление методы управления и контроля. Фрунзе: Илим, 1979. -С. 60-70.

33. Влох, Н.П. Измерение напряжений в массиве крепких горных пород / Н.П. Влох, А.Д. Сашурин. М.: Недра, 1970. - 124 с.

34. Влох, Н.П. Напряженное состояние горных пород рудных месторождений Урала / Н.П. Влох, А.Д. Сашурин, А.В.Зубков // Напряженное состояние земной коры: М.: Наука, 1973. - С.87-106.297

35. Влох, Н.П. Методические указания для определения первоначальных напряжений в массиве горных пород по результатам измерения их приращений / Н.П. Влох, Ю.П. Шуплецов. Свердловск: ИГД МЧМ СССР, 1977. - 18 с.

36. Влох, Н.П. Управление горным давлением на железных рудниках / Н.П. Влох, А.Д. Сашурин. М.: Недра, 1974. - 184 с.

37. Воларович, Г.П. Методика разведки золоторудных месторождений / Г.П. Воларович, В.Н. Иванов. М.: Недра, 1986.

38. Воробьев, М.А. Числа Фибоначчи / М.А.Воробьев. М.: Мир, 1990.

39. Временные правила охраны сооружений, природных объектов и горных выработок от вредного влияния подземных горных разработок на золоторудных месторождениях Иркутск, 1994.-76 с.

40. Временные правила охраны сооружений, природных объектов и горных выработок от вредного влияния подземных горных разработок месторождений руд цветных металлов с неизученным процессом сдвижения горных пород Л.: ВНИМИ, 1986. - 74 с.

41. Галаев, Н.Э. Управление состоянием массива горных пород при подземной разработке рудных месторождений: Учеб. для вузов / Н.З. Галаев. -М.: Недра, 1990.-176 с.

42. Галаев, Н.З. Основные направления в совершенствовании разработки нижних горизонтов апатитовых рудников / Н.З. Галаев, В.И. Крапивин // Горный журнал. 1971. - №4. - С. 43-46.

43. Гзовский, М.В. Основы тектонофизики / М.В.Гзовский.- М.: Наука, 1975.536 с.

44. Гзовский, М.В. Тектонические поля напряжений / М.В. Гзовский // Изв. АН СССР. Сер. геофиз. 1954.- №5.- С.29-36.

45. Гинтов, О.Б. Некоторые закономерности разломообразования и методика морфокинематического анализа сколовых разломов / О.Б. Гинтов, В.М. Исай // Геофиз.журн.-1984а.-Т.6.- №3.- С.3-10.

46. Гинтов, О.Б. Некоторые закономерности разломообразования и методика морфокинематического анализа сколовых разломов / О.Б. Гинтов, В.М. Исай // Геофиз.журн.-19846.-Т.6.- №4.- С.3-14.

47. Гущенко, О.И. Метод кинематического анализа структур разрушения при реконструкции полей тектонических напряжений/ О.И.Гущенко // Поля напряжений и деформаций в литосфере. М., 1979.- С.7-25.

48. Данилович, В.Н. Метод поясов в исследовании трещиноватости, связанной с разрывными смещениями / В.Н.Данилович. Иркутск: Иркут. политехи. ин-т, 1961.- 47 с.

49. Динник, А.Н. Распределение напряжений вокруг подземных горных выработок / А.Н.Динник, А.Б.Моргиевский, Г.Н.Савин // Труды совещания по управлению горным давлением. М. - Л.: АН СССР, 1938.- С.7-57.

50. Драбчук, Ю.В. Комбинированная и повторная разработка месторождений. Учебное пособие / Ю.В.Драбчук, Л.И. Сосновский; ИрГТУ. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, - 2004.- 94 с.

51. Драбчук, Ю.В. Проблемы управления геомеханическими процессами на руднике «Интернациональный» /Ю.В. Драбчук, Л.И. Сосновский, В.В. Латынин // Проблемы развития минеральной базы Восточной Сибири: сб.науч.трудов. Иркутск: изд-во ИрГТУ, 2004.- С.141-147.

52. Драбчук, Ю.В. Исследование геомеханических процессов на Тыретском солеруднике / Ю.В.Драбчук, Л.И.Сосновский, Л.Г.Рубцов и др. // Проблемы развития минеральной базы Восточной Сибири: сб.науч.трудов.- Иркутск: изд-во ИрГТУ, 2002.- С.86-90.

53. Егоров, П.В. Оценка напряженного состояния гранитов / П.В.Егоров, В.А.Колмаков // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1983. - № 3.- С. -107-110.

54. Ержанов, Ж.С. Расчет нагруженности опорных и поддерживающих целиков / Ж.С. Ержанов, Ю.Н.Серегин, В.Ф.Смирнов. Алма-Ата: Наука, 1973.-140 с.

55. Ерофеев, Н.П. Прогнозирование устойчивости горных выработок / Н.П.Ерофеев. Алма-Ата: Наука, 1977. — 79 с.

56. Жуков, В.В. Расчет элементов систем подземной разработки по фактору прочности / В.В. Жуков Л.: Наука, 1977. - 206 с.

57. Зубков, А.В. Зависимость напряженного состояния кровли и стенок камеры от ее трехмерности / А.В. Зубков // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1987. - № 5. - С. 11-16.

58. Зубков, А.В. Определение напряжений в целиках, стенках и кровле камер с учетом их трехмерности / А.В. Зубков // Инст. Горного дела, Деп. в Чер-метинформации 10.01.89, № 4918 гм. Свердловск, 1988. - 19 с.

59. Зубков, А.В. Геомеханика и геотехнология / А.В. Зубков. — Екатеринбург: УрО РАН, 2001.-335 с.

60. Иванова, B.C. Синергетика и фракталы в материаловедении / В.С.Иванова, А.С.Баланкин и др.- М: Наука, 1994.- 383 с.

61. Иливицкий, А.А. Расчет междукамерных целиков на прочность при разработке крутопадающих рудных залежей / А.А.Иливицкий // Горный журнал.- 1963.- №8.- С.14-18.

62. Ильин, A.M. Состояние проблемы горных ударов в горнорудной промышленности / А.М.Ильин // Прогноз и предотвращение горных ударов на рудных месторождениях: сб. научн. трудов / Горный институт КФ АН СССР. Апатиты, 1987. - С. 3-10.

63. Ильницкая, Е.И. Свойства горных пород и методы их определения / Е.И. Ильницкая, Р.И.Тедер, Е.С.Ватолин и др. М.: Недра, 1969. - 394 с.

64. Илыптейн, A.M. Методы расчета целиков и потолочин камер рудных месторождений / A.M. Илыптейн , Ю.М.Либерман, Е.А.Мельников и др. -М.: Наука, 1964. 144 с.

65. Именитов, В.Р. Процессы подземных горных работ при разработке рудных месторождений / В.Р.Именитов. М.: Недра, 1978. - 528 с.

66. Именитов, В.Р. Локализация пустот при подземной добыче руды / В.Р. Именитов, В.Ф. Абрамов, В.В. Попов. М.: Недра, 1983. - 188 с.

67. Инструкция по безопасному ведению горных работ на рудных и нерудных месторождениях, объектах строительства подземных сооружений, склонных и опасных по горным ударам (РД 06-329-99) / Колл. авторов. М.: ГП301

68. НТЦ по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России, 2000.66 с.

69. Инструкция по наблюдениям за сдвижением горных пород и земной поверхности при подземной разработке рудных месторождений: Введ. 3.07.86. / Разраб. ВНИМИ, ВНИПИгорцветмет; М-во цв. Мет. СССР, Горное управление.- М.: Недра, 1988.-112с.

70. Иофин, C.JI. Состояние и пути повышения эффективного использования самоходного оборудования на рудниках цветной металлургии / С.Л.Иофин // Совершенствование техники подземных рудников СССР. -М.: Недра, 1980. С.27-31.

71. Казикаев, Д.М. Геомеханические процессы при совместной и повторной разработке руд / Д.М. Казикаев. М.: Недра, 1981. - 288 с.

72. Канцель, А.В. Нелинейные эффекты и пульсационное развитие рудооб-разующих систем / А.В.Канцель, В.И.Рехарский, А.Я. Червоненкис // Докл. АН СССР. 1987. - Т. 294. - №6. - С. 1429-1435.

73. Каплунов, Р.П. Подземная разработка рудных месторождений в зарубежных странах / Р.П. Каплунов. М.: Недра, 1964. - 305 с.

74. Ковалев, И.А. Расчет численным методом напряженного состояния целиков применительно к крутопадающим жильным месторождениям / И.А.Ковалев, В.В.Жуков, Е.В.Чернов и др. // Горный журнал. Известия ВУЗов.- 1977.-№4.- С.7-11.

75. Косыгин, Ю.А. Основы тектоники / Ю.А.Косыгин.- М.: Недра, 1974.

76. Красный, Л.И. Блоковая тектоника литосферы / Л.И.Красный, М.А.Садовский // Докл. АН СССР. 1986. - Т. 287. - № 6.- С. 1451-1454.

77. Крушатин, Р.Ф. Сдвижение горных пород при отработке слепых залежей на уральских меднорудных месторождениях / Р.Ф. Крушатин // Тр. УНИПРмедь: Свердловск. 1969. - вып. XII. - С. 52-71.

78. Кузнецов, Г.Н. Механические свойства горных пород / Г.Н. Кузнецов // М.: Углетехиздат, 1947.

79. Кузнецов, М.А. Сдвижение горных пород на рудных месторождениях / М.А. Кузнецов, А.Г.Акимов и др. М.: Недра, 1971. - 124 с.302

80. Кузнецов, М.А. Характер сдвижения земной поверхности при неслоистых вмещающих породах / М.А.Кузнецов, Т.П.Сакаева // Сб. ВНИМИ XII.-1966.- С.300-310.

81. Кузнецов, С.В. Влияние касательных напряжении на контактах поверхности пласта и породы на напряженное состояние горного массива /С.В. Кузнецов // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1970. - № 4. - С. 10-20.

82. Кузнецов, С.В. Методология расчета горного давления / С.В.Кузнецов, В.И.Одинцов, М.Э. Слоним и др. М.: Наука, 1981. - 103 с.

83. ЮО.Куксенко, B.C. Связь между размерами образующихся под нагрузкой трещин и длительностью выделения упругой энергии / В.С.Куксенко, А.И.Ляшков, К.М.Мирзоев и др. // ДАН СССР.- 1982.- № 4.- С. 246-248.

84. Куксенко, B.C. Оценка размеров растущих трещин и областей разгрузки по параметрам акустических сигналов / В.С.Куксенко, С.А.Станчиц, Н.Г. Томилин // Мех. комп. мат.- 1983 № 3.- С. 536-543.

85. Кулаков, Г.И. Измерение напряжений в горных породах фотоупругими датчиками / Г.И.Кулаков, Г.И.Грицко.- Новосибирск: Наука, 1978.- 144 с.

86. ЮЗ.Курленя, М.В. Расчет полей напряжений и смещений для переменных границ очистного пространства / М.В. Курленя, В.Е. Миренков, Г.Н. Хан. // Физ.-техн. пробл. разраб. полезн. ископаемых. 1986. - № 6. - С. 9-14.

87. Курленя, М.В. Развитие технологии подземных горных работ / М.В. Курленя, В.И. Штеле, В.А. Шалауров.- Новосибирск: Наука, 1985.- 184 с.

88. Юб.Лаверов, Н.П. Рудовмещающие структуры месторождений палеовулка-нических областей / Н.П.Лаверов, А.Е.Толкунов // Геологические структуры эндогенных рудных месторождений. М.: 1978.303

89. Лерман, Б.Д. Совершенствование горных работ на Иртышском руднике / Б.Д. Лерман, Г.Р. Садыков, В.Н. Беляшов // Горный журнал.- 1971. № 3. -С. 76-77.

90. Либерман, Ю.М. Метод определения давлений на целики при разработке изолированными панелями / Ю.М.Либерман, Ц.Гомс // Физико-механические свойства, давление и разрушение горных пород. М.: Изд-во АН СССР, 1962. - Вып. 1. - С. 130-133.

91. Лобацкая, P.M. Структурная зональность разломов / Р.М.Лобацкая. М.: Недра, 1987. - 128с.

92. Ляхов, А.И. Технология разработки жильных месторождений / А.И. Ляхов. М.: Недра, 1984.- 240 с.

93. Максимов, А.Г. Исследование устойчивости очистных блоков увеличенной высоты /А.Г.Максимов // Подземная разработка рудных месторождений. М.: Недра, 1968. - С.73-82.

94. Максимов, А.П. Горное давление и крепь выработок / А.П. Максимов. -М.: Недра, 1973. 288 с.

95. Марков, Г.А. Тектонические напряжения и горное давление в рудниках Хибинского массива / Г.А. Марков. Наука, 1977. - 213 с.

96. Методика по определению экономической эффективности использования новой техники, изобретений и рационализаторских предложений в цветной металлургии СССР. М.: Минцветмет СССР, 1982. - 58 с.

97. Методические указания по прогнозу ударо- и выбросоопасных зон вблизи разрывных нарушений.- Л. ВНИМИ, 1990.- 46 с.304

98. Минерально-сырьевая база и перспективы развития горнодобывающей промышленности Иркутской области: учебное пособие / Б.Л. Тальгамер, В.П. Федорко, Л.И. Сосновский и др.- Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2002.- 132 с.

99. Мусин, А.Н. Применение микросейсмического метода для исследования массива горных пород / А.Н.Мусин.- М.: Госгортехиздат, 1962.- 61 с.

100. Мячкин, В.И. Лабораторные и теоретические исследования процесса подготовки землетрясения / В.И.Мячкин, Б.В.Костров, Г.А.Соболев и др. // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1974.- № 10,- С.2526-2530.

101. Нагрузка на целики 4.1. Обзор литературы и новая гипотеза, ИГД Мин-чермета СССР. 33/67 107 с, Canada Department Mines and Technical Surveys Ottava Research Report R-168.

102. Нагрузка на целики 4.2. Исследования на моделях, ИГД Минчермета СССР №41/66 118 с. Canada Department Mines and Technical Surveys Ottava Research Report R-168.

103. Нагрузка на целики 4.4. Наклонные выработки, ИГД Минчермета СССР №22/67 26 с. Canada Department Mines and Technical Surveys Ottava Research Report R-193.

104. Назарчик, А.Ф. Разработка жильных месторождений / А.Ф. Назарчик, И.А. Олейников, Г.И. Богданов. М.: Недра, 1977. - 240 с.

105. Невский, В.А. Интрузивная и вулканическая тектоника и структуры рудных полей и месторождений / В.А.Невский, М.А.Осипов // Геологические структуры эндогенных рудных месторождений.- М., 1978.

106. Неганов, В.П. Обеспечение безопасного производства горных работ при разработке коренных месторождений золота / В.П. Неганов, Л.И. Сосновский, Б.М.Зайцев и др.// Горный журнал.- 1994.- № 11.- С. 49-51.

107. Нестеренко, Г.Т. Методические указания по установлению размеров камер и целиков при камерных системах разработки руд цветных металлов / Г.Т. Нестеренко, В.С.Скозобцев, В.Д.Палий и др. Л.: ВНИМИ, 1972. - 82 с.305

108. Николаев, П.Н. Методика статистического анализа трещин и реконструкция полей напряжений / П.Н.Николаев // Известия вузов. Геология и разведка.- 1977.-№ 12. С.103-115.

109. Николис, Г. Познание сложного / Г.Николис, И.Пригожин. М.: Мир, 1990. - 334 с.

110. Николис Г. Самоорганизация в неравновесных системах / Г.Николис, И.Пригожин. М.: Мир. 1979. - 512 с.

111. Филонюк, В.А. О системе распределения золота в карстовых полостях Южной Якутии / В.А.Филонюк, Д.П.Фомин, Л.В.Шиверских и др. // Докл. АН СССР. 1978. -Т. 233. -№5.- С. 1189-1191.

112. Гальперин, В.Г. Опыт разработки месторождений на больших глубинах за рубежом: Обзор / В.Г.Гальперин, Я.И. Юхимов, И.В. Барсук // Информ. СССР, ЦНИИЦВЕТМЕТ экономики и информ., Сер. «Развитие сырьевой базы цветной металлургии, вып. 1. М., 1986. - 49 с.

113. Панин, В.Е. Структурные уровни пластической деформации и разрушения / В.Е.Панин, Ю.В. Гриняев и др.- Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1990.-255 с.

114. Пантелеев, М.Г. Устойчивость камер и целиков Джезказганского месторождения по данным натурных исследований / М.Г.Пантелеев // Методы определения размеров опорных целиков и потолочин. М.: Изд-во АН СССР, 1962.-С. 151-161.

115. Партон, В.З. Динамика хрупкого разрушения / В.З. Партон, В.Г. Бори-сковский,- М.: Машиностроение, 1988.

116. Парфенов, В.Д. К методике тектонофизического анализа геологических структур /В.Д.Парфенов // Геотектоника.- 1984.- № 1.- С.60-72.

117. Парфенов, В.Д. К вопросу о реконструкции осей палеотектонических напряжений в горных породах / В.Д. Парфенов, С.И. Парфенова // Докл. АН СССР.- 1980.- Т.251.- № 4.- С.238-241.

118. Петухов, И.А. Основные направления исследований в области сдвижения горных пород / И.А. Петухов //Сб.науч.тр. ВНИМИ, 1969. Вып. 72. -С. 10-18.306

119. Петухов, И.М. Предотвращение горных ударов при разработке месторождений полезных ископаемых и строительстве подземных сооружений / И.М.Петухов // Перспективы подземной добычи руд на больших глубинах. М.: ИПКОН АН СССР, 1985. - С. 40-60.

120. Петухов, И.М. О предотвращении горных ударов на глубоких рудниках СССР / И.М.Петухов, П.В.Егоров, В.С.Шатилов II Безопасность труда в промышленности. 1971. - № 10. - С. 5-8.

121. Петухов, ИМ. Механика горных ударов и выбросов / И.М.Петухов, A.M.Линьков. М.: Недра, - 1983. - 280 с.

122. Петухов, И.М. Горные удары на угольных шахтах / И.М.Петухов.- Изд-во «Недра», 1972.- 229 с.

123. Шерман, С.И. Поля напряжений земной коры и геолого-структурные методы их изучения ! С.И. Шерман, Ю.И. Днепровский Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-ние, 1989. - 158с.

124. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных работ при разработке меднорудных месторождений Урала // Унипромедь.- М.: Изд-во института Цветмептинформация, 1978.43 с.

125. Правила технической эксплуатации рудников, приисков и шахт, разрабатывающих месторождения цветных, редких и драгоценных металлов. М.: Недра, 1980. - 109 с.

126. Разработка месторождений полезных ископаемых Урала / Под общей редакцией В.С.Хохрякова, В.А.ХЦелканова, И.С.Куклина и др.- М.: Недра, 1967.-591 с.307

127. Рахимов, В.Р. Механические процессы в массиве горных пород при камерной системе разработки / В.Р. Рахимов. Ташкент: Фан УзССР, 1980. -198 с.

128. Ривкин, И.Д. Инструкция по определению геометрических параметров этажно-камерных систем разработки / И.Д. Ривкин, В.М. Кучер, А.Г.Фе-доренко и др. Кривой Рог: Нигри, 1973.- 45 с.

129. Рихтер, Г.Ф. Элементарная сейсмология, пер. с англ. / Г.Ф.Рихтер.- М.-1963.

130. Рогинский, В.М. Проектирование и расчет железобетонной штанговой крепи / В.М.Рогинский. М.: Недра, 1971. - 80 с.

131. Руководство по определению безопасных объемов пустот, выбору и расчету изолирующих сооружений при подземное разработке рудных месторождений Киргизии. Фрунзе: Илим, 1976 . - 50 с.

132. Руппенейт, К.В. Механические свойства горных пород / К.В.Руппенейт -М.: Углетехиздат, 1956. 324 с.

133. Руппенейт, К.В. Некоторые вопросы механики горных пород / К.В.Руппенейт. М.: Углетехиздат, 1954. - 384 с.

134. Руппенейт, К.В. Определение давлений на междукамерные и барьерные целики / К.В.Руппенейт // Методы определения размеров опорных целиков и потолочин. М.: АН СССР, 1962.- С. 17-33.

135. Руппенейт, К.В. Обоснование инженерного метода определения давлений на междукамерные целики / К.В.Руппенейт, Н.А.Давыдова // Физико-механические свойства, давление и разрушение горных пород. М.: Изд-во АН СССР, 1962.- Вып. L. - С. 109-122.

136. Рыжов, П.А. Математическая статистика в горном деле / П.А.Рыжов. -М.: Высшая школа, 1973,- 287 с.308

137. Рябченко, Е.П. Совершенствование технологии подземной разработки / Е.П. Рябченко, Л.П. Ганъшин, И.В. Глушков и др. // Технология разработки рудных месторождений. Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1973.- С. 20-34.

138. Савенко, В.Ф. Ударные воздушные волны в подземных выработках /

139. B.Ф. Савенко, А.А. Гуран, П.С.Малый. -М.: Недра. 1973. 152 с.

140. Сандер, Л. М. Фрактальный рост / Л.М. Сандер // В мире науки.- 1987.-№ 3.- С. 62 69.

141. Сашурин, А.Д. Методические рекомендации к экспериментально-аналитическим измерениям напряжений на больших участках горного массива / А.Д. Сашурин, В.А. Беркутов, Б.А. Храмцов и др. Свердловск: ИГД МЧМ СССР, 1977. - 28 с.

142. Сдвижение и разрушение горных пород / С.Д.Викторов, М.А. Иофис,

143. C.А. Гончаров; под общ. ред. К.Н. Трубецкого.- М.: Наука, 2005. 277 с.

144. Семенов, Г.П. Особенности сдвижения горных пород на Березовском золоторудном месторождении / Г.П. Семенов, Г.Г. Шампаров.- Л.ВНИМИ, 1963.-сб. L.

145. Семинский, Ж.В. Типы тектонических дислокаций и систематика структур рудных полей и месторождений / Ж.В.Семинский // Геология, поиски и разведка рудных месторождений Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 1979.

146. Семинский, Ж.В. Модели рудных районов и месторождений Сибири / Ж.В. Семинский, В.А. Филонюк и др. М.: Недра, 1994.- 252 с.309

147. Семинский, Ж.В. Структуры рудных месторождений Сибири / Ж.В. Се-минский, В.А.Филонюк, А.Л.Черных. М.: Недра, 1987.- 183 с.

148. Сиротин, Ю.И. Основы кристаллофизики. Учебное пособие 2-е издание, перераб / Ю.И. Сиротин, М.П. Шаскольская.- М.: Наука, 1979.

149. Скорняков, О.Г. Системы разработки и комплексы самоходных машин при подземной добыче руд / О.Г.Скорняков. М.: Недра. 1978. - 232 с.

150. Слесарев, В.Л. Определение оптимальных размеров целиков различного назначения / В.Л.Слесарев. М.: Углетехиздат, 1948.- 196 с,

151. Сосновский, Л.И. Геоинформационная модель напряженного состояния горного массива Дарасунского золоторудного месторождения /310

152. Л.И.Сосновский // Маркшейдерия и недропользование. -2007. -№ 4.-С. 6164.

153. Сосновский, Л.И. Определение параметров устойчивых целиков и кровли камер при разработке крутопадающих золоторудных жил на больших глубинах / Л.И. Сосновский // Вестник ИрГТУ. 2007. -№ 1, Том 2 -С.63-66.

154. Сосновский, Л.И. Определение параметров целиков при разработке крут опадающих рудных тел золоторудных месторождений // Л.И. Сосновский // Научн. тр. Иргиредмета. — Иркутск, 1981. С.60-67.

155. Сосновский, Л.И. Опыт погашения подземных пустот при разработке наклоннозалегающих жил малой мощности в условиях многолетней мерзлоты / Л.И. Сосновский И Вестник ИрГТУ. 2007. -№ 3 (31). - С. 75-80.

156. Сосновский, Л.И. Погашение подземных пустот на золоторудных месторождениях / Л.И. Сосновский // Вестник ИрГТУ. 2007. -№ 2 (30). - С. 70-75.

157. Сосновский, Л.И. Прогнозирование зон сдвижения с учетом тектонических нарушений при отработке золоторудных залежей Березовского месторождения / Л.И. Сосновский // Маркшейдерия и недропользование. . -2007. -№ 3. С.55-58.

158. Сосновский, Л.И. Управление геомеханическими процессами на золоторудных месторождениях / Л.И. Сосновский // Вестник ИрГТУ. 2006. -№ 3.-С. 32-33

159. Сосновский, Л.И. Управление геомеханическими процессами при разработке наклонных жил в условиях многолетней мерзлоты / Л.И. Сосновский, A.M. Павлов, В.А. Филонюк и др. // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2006. - № 11. - С. 77-83.311

160. Сосновский, Л.И. Определение параметров целиков с учетом фактического напряженного состояния горных пород при разработке крутопадающих золоторудных месторождений / Л.И. Сосновский, Н.П.312

161. Влох, А.В.Зубков и др. // Основные направления и меры по ускорению научно-технического прогресса в золото- и алмазодобывающей промышленности на период до 2000 года. Тезисы докладов к конференции.- М.: Минцветмет СССР, 1985.- Т1.- С.73.

162. Сосновский, Л.И. Технологические схемы ведения очистных работ с податливыми целиками на Березовском месторождении / Л.И. Сосновский, А.В. Зубков // Вестник ИрГТУ. 2006. -№ 4 - С.92-95.

163. Сосновский, Л.И. Исследование геомеханических процессов с целью обеспечения разработки золоторудных месторождений / Л.И.Сосновский, В.П.Неганов // Сборник научн. тр. (посвящен 125-летию института "Иргиредмет").- Иркутск: Иргиредмет, 1998 С.51-57.

164. Справочник по горнорудному делу / под. ред. В.А.Гребнюка, Я.С. Пыжель, И.Е.Ерофеева.- М.: Недра, 1983. — 816 с.

165. Стаматиу, М. Расчет целиков на соляных рудниках / М.Стаматиу.- М.: Госгортехиздат, 1963. 148 с.

166. Сураев, B.C. Определение размеров междуэтажных целиков при разработке крутопадающих сильных месторождение / В.С.Сураев // Физические процессы горного производства.-1981,- № 9.- С.60-63.

167. Тарасенко, В.И. Управление сдвижением горных пород и земной поверхности / В.И.Тарасенко, А.И.Косяков, Л.И.Сосновский // Сборник научных трудов (посвящен 125-летию института "Иргиредмет").- Иркутск: Иргиредмет, 1998.-С.58-61.

168. Технология разработки золоторудных месторождений / В.П.Неганов, В.И.Коваленко, Сосновский Л.И. и др.; под редакцией Неганова В.П.- М. Недра, 1995.-336 с.316

169. Трумбачев, В.Ф. Распределение напряжений в междукамерных целиках и потолочинах / В.Ф.Трумбачев, Е.А.Мельников.- М.: Госгортехиздат, 1961.-102 с.

170. Турчанинов, И.А. Основы механики горных пород / И.А.Турчанинов, М.А.Иофис, Э.В.Каспарьян. Л.: Недра, 1989.- 488 с.

171. Турчанинов, И.А. Влияние новейшей тектоники на напряженное состояние пород в Хибинских апатитовых рудниках / И.А.Турчанинов, Г.А.Марков // Изв. АН СССР. Сер. физика Земли.- 1966.- № 8.- С.83-86.

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

173. Турчанинов, И.А. Современные методы комплексного определения физических свойств горных пород / И.А.Турчанинов, Р.В.Медведев, В.И.Панин М.: Недра, 1967.- 199 с.

174. Указания по безопасному ведению горных работ на Дарасунском месторождении, склонном к горным ударам / Сосновский Л.И., Егоров А.Л., Филичев А.И. и др.- Иркутск: Иргиредмет, 1991. 103 с.

175. Указания по охране сооружений, природных объектов и горных выработок от вредного влияния подземных разработок на Березовском золоторудном месторождении Урала / Тарасенко В.И, Косяков А.И., Сосновский Л.И. и др. Иркутск: Иргиредмет, 1983. - 60 с.

176. Фейгенбаум, М. Универсальность в поведении нелинейных систем / М.Фейгенбаум //Успехи физ. наук. 1983. - Т. 141. вып. 2.- С.343-374.

177. Физическая природа разрушения / Под общей редакцией проф. И.Р.Кузеева.- Уфа: Изд-во УГНТУ, 1999.

178. Физические процессы в очагах землетрясений / Под ред. М.А. Садовского и В.И. Мячкина.- М., 1980.

179. Филонюк, В.А. Об автономном и упорядоченном распределении золота в кварцево-жильных зонах / В.А.Филонюк // Геология рудных месторождений. 1983. -T.XXY.-№ 1.- С.111-114.

180. Филонюк, В.А. Структурные признаки саморазвития рудогенных процессов во времени и пространстве / В.А.Филонюк // Докл. АН СССР.- Т. 275. № 2.- С.442-445.

181. Филонюк, В.А. Фундаментальные закономерности многоуровневого структурообразования в геологической среде (Концептуальный аспект, некоторые итоги, актуальные вопросы и пути решения) / В.А.Филонюк // Вестник ИрГТУ. 2001.- № 10.- С.68-76

182. Филонюк, В.А. Межкластерные углеводородные системы в геологической среде и их вероятная природа / В.А.Филонюк, Муса Кхалаф // Вестник ИрГТУ.- № 12.- 2002.- С.23-30.

183. Филонюк, В.А. Латентные структуры в геологической среде и их вероятная природа / В.А. Филонюк, Б.В.Сарелайнен, Е.Л. Сосновская и др. // Мат-лы V Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле». -М., 2001.- Том 1.- С.124-125.318

184. Филонюк, В.А. О закономерно-прерывистом характере концентрирования золота в эндогенных месторождениях жильного типа / В.А. Филонюк, В.Б.Сухинин // Геология, поиски и разведка месторождений рудных полезных ископаемых.- Иркутск: ИЛИ, 1983.- С. 125-131.

185. Фурман, А.Е. Круговороты и прогресс в развитии материальных систем / А.Е.Фурман, Г.С.Ливанова.- М.: МГУ, 1978. 206 с.

186. Хакен, Г. Синергетика / Г.Хакен. М.: Мир, 1980. - 406 с.

187. Цыгалов, М.Н. Подземная разработка с высокой полнотой извлечения руд / М.Н.Цыгалов.- М.: Недра, 1985. 272 с.

188. Чабдарова, Ю.И. Горное давление в антиклинальных структурах Джезказгана / Ю.И.Чабдарова, Ю.В.Жуков, А.И.Булкан- Алма-Ата: Наука, 1980.-194 с.

189. Шампаров, Г.Г. Зависимость процесса сдвижения горных пород от тре-щиноватости и тектоники горного массива, применительно к условиям Покровского и Воронцовского железорудных месторождений / Г.Г.Шампаров. Л.: ВНИМИ. - сб. 64.- С. 236-241.

190. Шампаров, Г.Г. Влияние тектонических нарушений на сдвижение горных пород при разработке рудных месторождений / Г.Г. Шампаров, М.Ф. Чернышов.- Л.: ВНИМИ, 1969.- сб. 72.

191. Шевелев, И.Ш. Принцип пропорции / И.Ш.Шевелев.- М.: Стройиздат, 1986.- 200 с.

192. Шевяков, Л. Д. О барьерных целиках при разработке месторождений с покидаемыми опорных столбами // Методы определения размеров опорных целиков и потолочин. М.: Изд-во АН СССР, 1962. - с. 73-78.

193. Шевяков, Л. Д. О расчете прочностных размеров и деформаций опорных целиков / Л.Д. Шевяков. М.: Известия АН СССР, 1941.- №.7-8- С. 3-13., № 9.- С.43-58.319

194. Шупиков, В.А. Добыча и переработка сурьмяных руд на Кадамжайском комбинате / В.А.Шупиков // Горный журнал.- 1973.- № 2. С. 30-32.

195. Шуплецов, Ю.П.Прочность и деформируемость скальных массивов / Ю.П.Шуплецов. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. - 195 с.

196. Эбелинг, В. Образование структур при необратимых процессах. Введение в теорию диссипативных структур / В.Эбелинг.- М.: Мир, 1979.- 279 с.

197. Элементарные оценки ошибок измерений: Изд.З-е, испр. и доп. / Зайдель А.Н Ленинград: Изд-во Наука, 1968. - 96 с.

198. Яковлев, Г.Ф. Геологические структуры полей и месторождений / Г.Ф.Яковлев.- М.: Изд-во МГУ, 1982.

199. Ялымов, Н.Г. Исследование напряженного состояния массива горных пород на рудных месторождениях Киргизии / Н.Г.Ялымов // Прикладные задачи механики горных пород.- М.: Наука, 1977. С.26-27.

200. Ялымов, Н.Г. Погашение пустот при подземной разработке руд / Н.Г.Ялымов. Фрунзе: Илим, 1979,- 126 с.

201. Ялымов, Н.Г., Рогожников О.В. Определение размеров камер целиков при разработке месторождений в горных районах / Н.Г.Ялымов, О.В .Рогожников. Фрунзе: Илим, 1980.- 196 с.

202. Si приведенные навраан на грамм тшттл руб.$ Ц * оптовая цена единица продукции (грамма меэшла), руб.; За * пршюдоюшл аалрааш на рршш штятр тйытт « учетом рекомендаций НИР* руб. Приведенвые ваяратй определяются шв выражений♦ £НК (2)ус,

203. С| себестоимость грамма металла, РУб*|

204. Ев нормативный коэффициент аффективноет капигадьаых вложений;

205. К удельные капитальные вложения в проивводегввннав фонды на единицу родового выпуска продукции,

206. С^ С| - Сгпр - себестоимость грамма металла* добытогос учетом рекомендаций Н3®»> руб.|

207. СрПр затрата на погашайие Щр на грамм металла, добытого с учетом рекомендаций НИР» руб.

208. Расчеты по формулам ( 2 ) показывают, что при уменьшении потерь руды в целиках на 3$ ш екон омическим показателям

209. А|» Ц# Ен, К рудника аа I9&2 год, ожидаемыйэкономический эффект составит 1Ш руб* в год. Ст .научный сотрудник

210. Нач.лаборатории внедрения новой техники Бере80вл,"тл рудника,

211. И.О. начальника пмшпяопг отдела руд1. Брусова да

212. Нач.технического п/о *Урая80ЛОЗ!О"алкин1.

213. Т FIX 1 FIX ЬДШЬ 1 БЛАГОРОДНЫХ И РЕДКИХ МЕТАЛЛОВ И АЛМАЗОВ (ОАО)тт> С*TU1ГТ114/117 Т 664025, г.Иркутск, ГСП-158, б.Гагарина, 38, тел. (3952) 33-31-52,ig) llvljllvrjWiuLi 1 факс 33-08-33, e-mail: gold@irgiredmet.ru, www.irgiredmet.ru

214. УТВЕРЖДАЮ щеедь генерального директора.1анЬш^€ж<гнер ОАО «Иргиредмет»1. X. •/„' 0 П1 л Sтк&у

215. Временные правила охраны сооружений, природных объектов и горных выработок от вредного влияния подземных горных разработок на золоторудных месторождениях.

216. Временное руководство по определению параметров целиков на Березовском месторождении.

217. Временные указания по безопасному ведению горных работ на удароопасных участках Березовского месторождения.

218. Заключения по погашению подземных пустот на Березовском месторождении.

219. В этих документах основной научный вклад по вопросам изучения горногогеологических и геомеханических условий массива, обоснованию методов управления сдвижением, горным давлением и горными ударами внесен Л.И.Сосновским.

220. Применение основных выводов и рекомендаций исследований позволяет повысить безопасность и эффективность горных работ.

221. На Березовском руднике по соответствующим заключениям, согласованным с органами Ростехнадзора, погашены способом локализации 313,6 тыс. м3 подземных пустот, в том числе:

222. В 1979 г. отдельные небольшие пустоты объемом не более 5,0 мЗ даек Андреевская, Елизаветинская, красичных жил № 354-1,2, 354-3, 421ообщим объемом 14,2 тыс. м .

223. В 1983 г. эксплуатационный блок дайки Перво-Павловская объемом 35,0 тыс. м3.

224. В 1987 г. блоки дайки Соймановская II, дайки Соймановской (Чистой) в этаже 12-212 м (участок шахты «Южная»), красичных жил № 214, 214-1а, 173-13, 173-17,362-1 в этаже 186-268 м (участок шахты № 1).

225. Иркутский государственный технический университет (ИрГТУ) с 2004г. по настоящее время проводит исследования по проблеме управления геомеханическими процессами при отработке наклонных жил Ирокиндинского рудного поля. Работы выполнены по темам:

226. Исследование геомеханического состояния и обоснование допустимых параметров обнажений кровли при выемке целиков на жилах Ирокиндинского рудного поля. Договор №336 (апрель 2004г. сентябрь 2004г.)

227. Внедрение технологии отработки целиков при мощности жилы более 2 м. (жила №30, жила№35). Договор №762 (январь 2006г. май 2006г.)

228. Управление горным давлением в условиях многолетней мерзлоты при отработке рудных тел Ирокиндинского месторождения. Договор 761 (январь 2006г. октябрь 2006 г.)

229. Временные указания погашения выработанного пространства методом локализации бутовыми полосами при выемке целиков на жилах Ирокиндинского рудного поля.

230. Временная методика расчета параметров крепления кровли гидравлическими стойками «Elbroc OMNI8Q» при выемке целиков на руднике Ирокинда

231. Временная техническая инструкция по созданию изолирующих бутовых полос при погашении выработанного пространства способом локализации на жилах Ирокиндинского рудного поля

232. Методические указания по определению конструктивных параметров систем разработки на руднике Ирокинда ОАО «Бурятзолото»

233. Внедренные рекомендации исследований позволили:

234. Механизировать труд горнорабочих очистного забоя, улучшить организацию труда, что позволило поднять производительность труда при отработкео 'iзапасов блока с 1.5+3.5 м /чел.смену до 5 м /чел.смену.

235. Повысить производительность труда при выемке внутриблоковых целиков с 1.0 м3/чел.смену до 2.72 м3/чел.смену.

236. Снизить проектные потери металла с 12.4% и плановые 8.2% до фактических 4%, разубоживание руды с 28.8% до 24.5%. Это достигнуто за счет снижения доли оставленных целиков, уменьшения количества намороженной и слежавшейся руды в почве выработанных блоков.

237. В результате внедрения мероприятий в 2006г., только от уменьшения потерь руды в недрах получен реальный экономический эффект в размере 44,3 млн.рублей.

238. Начальник техш ОАО «Бурятзолс1. Директор рудни!

239. УТВЕРЖДАЮ Проректор по на> ИрГТУной работе Н. Евстафьев-«Oj

240. Организация разработчик: Иркутский государственный технический университет

241. Наименование объекта, на котором произведено внедрение: ОАО «Иргиредмет» в техническом проекте на доработку запасов Дарасунского месторождения1. Краткое описание:

242. Научно обосновано поле напряжений горного массива с учетом его структурного строения и тектонической нарушенности.

243. Обоснованы методы приведения горных выработок в неудароопасное состояние: придание выработке шатровой формы, создание разгрузочных щелей в боках или углах выработки, разгрузка массива с помощью камуфлетного взрывания.331

244. Уточнены способы борьбы с горными ударами в очистных выработках и целиках: замена рудных целиков искусственными; разгрузка потолочины горизонтальными щелями.

245. Удароопасные участки предложено отрабатывать ударобезопасными технологиями. В условиях Дарасунского рудника обосновано применение следующих систем разработки:

246. Система с магазинированием руды в варианте разгрузки потолочины щелями.

247. Система разработки с магазинированием руды в варианте замены рудных целиков искусственными.

248. Система подэтажной селективной выемки с закладкой очистного пространства подрываемыми боковыми породами.

249. Система селективной выемки жил с закладкой подрываемыми породами.

250. Система горизонтальных слоев с закладкой, в том числе гидравлической и твердеющей.

251. Основные рекомендации исследований использованы в техническом проекте на доработку запасов Дарасунского месторождения.

252. Дата « -11» cpgfepoA^ 2.00^) г.

253. ОАО «Иргиредмет» по горно-геологическим вопросам, зав. лабораторией разработки рудных месторождений № 12 действительный член Академии горных наук

254. Зам. генерального директора1. В.П. Неганов

255. Руководитель темы, к.т.н., доцент ИрГТУ1. Л.И. Сосновский

256. Ответственный исполнитель темы, инженер1. Е.Л. Сосновская

Информация о работе

Сосновский, Леонид Иннокентьевич
доктора технических наук
Иркутск, 2007
ВАК 25.00.22

Диссертация

Обоснование методов управления геомеханическими процессами при подземной разработке золоторудных месторождений на основе выявленных закономерностей формирования тектонических структур - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы