Обоснование параметров подземной геотехнологии крутопадающих жильных месторождений с малоизученным геомеханическим состоянием массива горных пород

Ясыченко, Владимир Борисович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Обоснование параметров подземной геотехнологии крутопадающих жильных месторождений с малоизученным геомеханическим состоянием массива горных пород
ВАК РФ 25.00.22, Геотехнология(подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации по теме "Обоснование параметров подземной геотехнологии крутопадающих жильных месторождений с малоизученным геомеханическим состоянием массива горных пород"

Ясычеико Владимир Борисович

УДК 622.272

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОДЗЕМНОЙ ГЕОТЕХНОЛОГИИ КРУТОПАДАЮЩИХ ЖИЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ С МАЛОИЗУЧЕННЫМ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИМ СОСТОЯНИЕМ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД

Специальность:

25.00.22 - «Геотехнология (подземная, открытая, строительная)»

- 8 ДЕК 2011

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иркутск - 2011

005005209

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Иркутский государственный технический университет» на кафедре «Разработка месторождений полезных ископаемых»

Научный руководитель: доктор технических наук

Сосновский Леонид Иннокентьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Пирогов Геннадий Георгиевич;

кандидат технических наук, профессор Костромитинов Константин Николаевич

Ведущая организация: ОАО "Иркутский научно-исследовательский

институт благородных и редких металлов и алмазов" (Иргиредмет)

Защита состоится «27» декабря 2011 года в Ю00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.073.07 при Иркутском государственном техническом университете по адресу: 664074, Иркутск, ул. Лермонтова 83, корпус «К», конференц-зал. Факс: 8 (3952) 405-104; e-mail: go_gor@istu.edu.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Иркутского государственного технического университета.

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

Автореферат разослан «25» ноября 2011 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

В.П. Федорко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы В Восточной Сибири, Забайкалье и на Дальнем Востоке разведано более 1000 жильных месторождений золота, редких металлов, полиметаплов, урана. Из них в эксплуатации находятся только 14 %. Около 50 жильных месторождений планируется освоить в ближайшее десятилетие. При их освоении геомеханическое состояние массивов горных пород месторождений мало изучено, что осложняет своевременное обоснование параметров подземной геотехнологии.

При подземной разработке крутопадающих жильных месторождений существует ряд горно-геологических факторов, затрудняющих ведение горных работ: сложное геологическое строение, тектоническая нарушенность, разнообразие условий залегания рудных тел и физико-механических свойств пород, наличие в горных массивах высоких гравитационно-тектонических напряжений. Эти факторы существенно влияют на устойчивость конструктивных элементов систем разработки. Крутопадающие жилы в основном разрабатываются системами с открытым выработанным пространством и с магази-нированием руды. Доля использования данных систем на месторождениях Сибири и Дальнего Востока составляет более 50 %. Опыт показывает, что при этих системах в целиках остается 20-30 % запасов блока, а показатели потерь и разубоживания руды при очистной выемке часто достигают необоснованно больших значений. В результате снижается эффективность выемки запасов, особенно при отработке ценных руд, содержащих золото. Ведение горных работ осложняется внезапно возникающими проявлениями горного давления в статических и динамических формах, снижающими безопасность. Это происходит из-за недостаточной информированности о геомеханическом состоянии массивов горных пород месторождения, поэтому обоснование параметров подземной геотехнологии крутопадающих жильных месторождений с малоизученным геомеханическим состоянием массива горных пород на основе результатов изучения физико-механических свойств пород и руд, формирования тектонических структур, природных и техногенных напряжений в конструктивных элементах систем разработки является актуальной научной и практической задачей.

Цель работы - обоснование параметров подземной геотехнологии крутопадающих жильных месторождений с малоизученным геомеханическим состоянием, обеспечивающих безопасность и эффективность разработки, снижение потерь полезного ископаемого в недрах.

Основная идея работы состоит в выявлении основных закономерностей распределения природных и техногенных напряжений в массивах горных пород и их использовании для прогнозирования безопасных и эффективных параметров геотехнологии при освоении крутопадающих жильных месторождений с малоизученным геомеханическим состоянием.

Основные задачи исследований:

1. Анализ особенностей горно-геологических, горнотехнических, геомеханических условий залегания крутопадающих жильных месторождений.

2. Геоинформационные исследования и прогноз природного геомеханического состояния массива горных пород жильных месторождений.

3. Исследования техногенных напряжений в конструктивных элементах систем разработки.

4. Обоснование параметров подземной геотехнологии крутопадающих жильных месторождений с малоизученным геомеханическим состоянием массива горных пород.

Методы исследований. В работе использованы комплексные исследования, включающие: научный анализ и обобщение накопленного опыта; системные графоана-

литические исследования элементов геологической среды; теоретические и экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния горных выработок и целиков с применением методов математического моделирования; промышленные эксперименты по исследованию напряженно-деформированного состояния массива и конструктивных элементов систем разработки.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Прогнозирование геомеханического состояния массива горных пород на малоизученных крутопадающих жильных месторождениях должно производиться на основе выявленных закономерностей формирования тектонических структур, натурных измерений напряжений и решений обратных геомеханических задач. При этом устанавливается пространственное положение средне- и высоконапряженных участков, обосновывается матрица величин природных напряжений в них до глубины 800 м. Величины первоначальных напряжений являются основой для определения параметров геотехнологии и оценки удароопасности горных выработок и целиков.

2. Выявление закономерностей распределения техногенных напряжений и уровня устойчивости блоков позволяет обосновывать минимальные параметры целиков при системах разработки с магазинированием руды и открытым выработанным пространством, а также рекомендовать отработку руды на больших глубинах (400-600 м и более) узкими лентами с поддержанием бортов камер стойками, анкерным и анкерно-тросовым креплением.

3. Удароопасность горных выработок и целиков при освоении крутопадающих жильных месторождений с малоизученным геомеханическим состоянием массива горных пород возможно оценивать с учетом прочностных и упругих свойств горных пород, выявленных закономерностей формирования тектонических структур, природных и техногенных напряжений в конструктивных элементах систем разработки. Проявления горного давления в динамических формах необходимо прогнозировать в первую очередь в высоконапряженных зонах на глубинах 300-400 м. На глубоких горизонтах (400 м и более) - как в высоко-, так и в средненапряженных зонах.

Научная новизна:

1. Установлены закономерности распределения природных напряжений и уточнена их фрактальная модель применительно к условиям исследуемых крутопадающих жильных месторождений.

2. Для условий месторождений с малоизученным геомеханическим состоянием массива горных пород усовершенствована методика определения параметров устойчивых целиков и обнажений камер при системах разработки с открытым выработанным пространством и с магазинированием руды, позволяющая учитывать выявленные закономерности коэффициента объемности очистных камер и матрицы среднестатистических природных напряжений массива горных пород.

3. Предложена методика регионального и локального прогнозов удароопасности горных выработок и целиков на начальных стадиях освоения крутопадающих жильных месторождений на основе выявления закономерностей: упругих свойств пород и руд, пространственного положения средне- и высоконапряженных участков, расчетных техногенных напряжений в конструктивных элементах систем разработки.

Практическая значимость работы:

1. Для жильных месторождений «Ново-Широкинское», «Майское», «Биркачан» определены физико-механические свойства горных пород и руд, произведена оценка их склонности к горным ударам. Установленные данные свойств пород и руд использованы при обосновании параметров геотехнологии.

2. Разработана матрица величин природных напряжений массива горных пород жильных месторождений, позволяющая в условиях малоизученного состояния массива горных пород определять параметры устойчивых целиков и обнажений камер.

3. Для систем разработки с открытым выработанным пространством и с магази-нированием руды обоснованы минимальные размеры целиков для глубин до 800 м. Для обеспечения устойчивости эксплуатационных блоков на больших глубинах (400 м и более) предложены следующие специальные мероприятия: выемка руды узкими лентами (10-20 м), поддержание бортов очистных камер стойками, анкерным и анкерно-тросовым креплением.

4. Для месторождений «Ново-Широкинское», «Майское», «Биркачан» с учетом требований инструкции по горным ударам (РД 06-329-99) оценена потенциальная уда-роопасность горных выработок и целиков до глубины 600 м. Разработаны соответствующие заключения, которые согласованы с региональными органами Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор)

Достоверность научных положений подтверждается представительным объемом эксклюзивной геологической информации по 11 жильным месторождениям; использованием современных методов изучения природных и техногенных напряжений горных пород, в том числе: геоинформационное моделирование тектонических структур и районирование на средне- и высоконапряженные зоны по методике ИрГТУ, щелевая разгрузка - ИГД УрО РАН, решение обратных геомеханичеких задач - ИрГТУ, математическое моделирование напряженно-деформированного состояния в конструктивных элементах систем разработки методами конечных элементов и граничных сингулярных уравнений - ИГД УрО РАН; соответствием результатов физических и математических моделей реальному состоянию массива горных пород, сходимостью результатов аналитических, лабораторных, натурных исследований.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на кафедре РМПИ ИрГТУ, технических совещаниях рудника «Ново-Широкинский», ЗК «Майское», ОАО «Омолонская ЗРК» (г. Иркутск, п. Ново-Широкинский, г. Певек, г. Магадан 20072011 гг.), ежегодном научном симпозиуме «Игошинские чтения» Иркутского государственного технического университета (г. Иркутск, 2007-2011гг., Всероссийской научно-технической конференции «Инноваи,ионное развитие горно-металургической отрасли» (ИрГТУ, 2009 г.), научной конференции «Геомеханика в горном деле», ИГД УрО РАН (г. Екатеринбург, 2009 г.), Международном научном симпозиуме «Неделя горняка», МГГУ (г. Москва, 2007-2011 гг.), Всероссийской конференции с участием иностранных ученых «Геодинамика и напряженна; состояние недр Земли», ИГД СО РАН (г. Новосибирск, 2011 г.)

Личный вклад автора состоит: в формулировании цели и задач исследований, постановке и проведении научных исследований; разработке методик лабораторных и производственных экспериментов; в непосредственном участии в исследованиях; обработке полученных результатов и их обобщении; определении параметров подземной геотехнологии; испытании и внедрении результатов исследований в промышленном масштабе.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ, в том числе 1 статья в научном журнале, рекомендованном ВАК России.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 135 наименований и 4 приложений. Работа представлена на 164 страницах машинописного текста, содержит 48 рисунков, 25 таблиц и приложения на 16 страницах.

Диссертационные исследования выполнялись:

1. По плану государственных бюджетных научно-исследовательских работ Ир-ГТУ 2007-2011 гг. (поз. 47/314 «Развитие научных основ, изыскание эффективных технологий разработки месторождений полезных ископаемых»),

2. В соответствии с планом научно-исследовательских работ ИрГТУ по проблемам геомеханики ООО «Ново-Широкинский рудник» (хоз. договор НТТТ 2007-02, 282/07), ОАО «ЗК Майское» (хоз. договор 76/08), ОАО «Омолонская 3PIC» (хоз. договор 293/10) в 2007-2010 гг.

Автор выражает благодарность научному руководителю докт. техн. наук Л.И. Со-сновскому за помощь в определении общей идеи работы и интерпретации полученных данных; искренне благодарит докт. техн. наук, проф. Д.Е. Махно, докт. геол.-мин. наук В.А. Филонюка, докт. техн. наук, проф. Б.Л. Тальгамера, докт. техн. наук, проф. В.П. Федорко, канд. геол.-мин. наук ЕЛ. Сосновскую за консультации и полезные замечания в процессе выполнения работы; преподавателей кафедры «Разработка месторождений полезных ископаемых» ИрГТУ, работников Ново-Широкинского, Майского и Бирка-чанского рудников, содействовавших проведению лабораторных и промышленных экспериментов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В решение проблемы определения параметров подземной геотехнологии и оценки удароопасности жильных месторождений значительный вклад внесли ученые: С.Г. Авершин, А.Г. Акимов, И.И. Айнбиндер, И.Т. Айтматов, В.А. Асанов, И.М. Батугина, Я.А. Бич, A.A. Борисов, В.И. Борщ-Компаниец, Н.П. Влох, П.В. Егоров, О.В. Зотеев, A.B. Зубков, A.M. Ильштейн, М.А. Иофис, A.M. Ильин, Д.Р. Каплупов, Д.М. Казикаев, Ю.А. Кашников, A.A. Козырев, М.А. Кузнецов, М.В. Курленя, Я.И. Липин, А.Б. Макаров, М.П. Нестеров, И.М. Петухов, М.М. Протодьяконов, И.Ю. Рассказов, М.В. Рыльни-кова, А.Д. Сашурин, В.Д. Слесарев, Л.И. Сосновский, И.А. Турчанинов, К.Н. Трубецкой, A.A. Филинков, Л.Д. Шевяков, Ю.П. Щуплецов, Б.В. Шрепп и др.

Одним из актуальных направлений в горном деле является исследование геомеханического состояния массивов горных пород, которое основано на использовании концепции самоорганизации в развитии геологической среды.

В первой главе произведен анализ разработки крутопадающих жильных месторождений, рассмотрены методы и методики расчета параметров подземной геотехнологии крутопадающих жильных месторождений. Приведен обзор и анализ изученности формирования тектонических структур и прогноза геомеханического состояния массива 'горных пород жильных месторождений. Поставлена цель диссертации и определены основные задачи исследований.

Вторая глава посвящена геоинформационным исследованиям и прогнозам первоначального (природного) геомеханического состояния горного массива. Рассмотрены горно-геологические и горнотехнические условия крутопадающих жильных месторождений. Представлен анализ физико-механических свойств горных пород изучаемых месторождений. Осуществлены региональный и локальный прогнозы геомеханического состояния массива горных пород на основе изучения тектонических структур. Рассмотрены методы исследований структурной организации геологической среды. Установлены величины первоначальных (природных) напряжений массива горных пород натурными измерениями методом щелевой разгрузки и решениями обратных геомеханических задач по выявленным проявлениям горного давления на золотодобывающих руд-

никах. Определена матрица величин первоначальных (природных) напряжений массива горных пород крутопадающих жильных месторождений.

В третьей главе представлены результаты исследований закономерностей геомеханического состояния конструктивных элементов систем разработки. Приведены методики инженерных расчетов параметров геотехнологии, а также результаты исследований напряжений в целиках, кровле и бортах камер. Выполнено математическое моделирование напряженно-деформированного состояния пород вокруг очистных камер методом конечных элементов. Проведен прогноз удароопасности горных выработок и целиков крутопадающих жильных месторождений.

Четвертая глава посвящена обоснованию и внедрению параметров подземной геотехнологии крутопадающих жильных месторождений. Произведен выбор рациональных и эффективных геотехпологий выемки. Обоснованы параметры устойчивых целиков и обнажений камер, а также специальные мероприятия по обеспечению устойчивости эксплуатационных блоков - выемки запасов руды узкими лентами, крепления бортов камер.

В заключение диссертации обобщены результаты выполненных исследований в соответствии с поставленными научными задачами.

Основные результаты исследований отражены при доказательстве следующих защищаемых положений:

1. Прогнозирование геомеханпческого состоянии массива горных пород на малоизученных крутопадающих жильных месторождениях должно производиться на основе выявленных закономерностей формирования тектонических структур, натурных измерений напряжений н решений обратных геомеханическнх задач. При этом устанавливается пространственное положение средне- п высокоиаири-женных участков, обосновывается матрица величин природных напряжений в них до глубины 800 м. Величины первоначальных напряжений являются основой для определения параметров геотехнологии и оценки удароопасности горпых выработок и целиков.

Исследования геомеханического состояния массива горных пород проводились на Ново-Широкинском, Майском, Биркачанском и других жильных месторождениях. Прогноз закономерностей напряженного состояния массивов горных пород проводился по методикам проф. ВА. Филошока, проф. Л.И. Сосновского, доц. Е.Л. Сосновской на основе изучения закономерностей формирования тектонических структур.

Проведено пространственно-статистическое обобщение распределения деструктивных (безрудные трещины, разрывы) и рудных (рудные жилы) элементов геологической среды на базе данных геологической документации: разномасштабных геологических карт месторождений и их участков, разрезов по горным выработкам, зарисовок де-тализационных площадок. Эта документация представляет данные о строении жильных месторождений на различных иерархических уровнях, начиная от уровней, сопоставимых с размерами минеральных зерен до уровня рудного поля. Фотографии забоев горных выработок, геологические разрезы, геологические карты и другая документация разбивались на элементарные площадки, в которых определялась концентрация Р, изучаемых объектов (трещины, разрывы, рудное тело, рудная жила и др.) по формуле

где Р/ - концентрация объектов изучения на карте, м/м2; // - суммарная длина объектов на элементарной площадке, м; 50ЮМ - базовая элементарная площадка, м2.

По вычисленным значениям концентраций составлялись карты распределения концентраций дизъюнктивных и рудных элементов в изолиниях (рис. 1).

Установлено, что распределение золоторудных элементов и естественной деструкции имеет дискретный, но вместе с тем упорядоченный характер. Дискретность структур проявляется в группировании золоторудных и деструктивных элементов в дискретно расположенные максимумы. Упорядоченность проявляется в последовательной группировке этих максимумов в ячейки общей структурной матрицы, которая контролирует размещение максимумов разных масштабных уровней (рис. 2). Ячейки прослеживаются как в горизонтальных, так и в вертикальных плоскостях. Их размеры определяются как расстояния между соседними максимумами концентрации дизъюнкти-вов или рудных тел. Размеры ячеек одномасштабных иерархических уровней дизъюнктивных и рудных элементов практически совпадают. Это подтверждает пространственно-временную взаимосвязь процессов их формирования. По средним расстояниям между ячейками разных уровней устанавливались масштабные коэффициенты по формуле

(2)

где тк - масштабный коэффициент; Ъм , Ь, - средние размеры ячеек уровней к+1 и к, м.

Структуры полей распределения дизъюнктивов и рудных тел иерархичны и само-подобны. Для условий Ново-Широкинского месторождения установлены три иерархических уровня поля распределения тектонических нарушений и рудных элементов. Для эксплуатационного блока - четыре, для забоя горной выработки - 2+3 (табл. 1). Аналогичные уровни иерархических структур выявлены на Майском, Биркачанском и других месторождениях. Структуры полей распределения дизъюнктивов и рудных тел на всех иерархических уровнях автономны, т.е. эпицентры максимумов деструктивных элементов не совпадают с эпицентрами максимумов рудных элементов. Однако границы их ячеек одного порядка близки друг к другу и в некоторых областях пересекаются.

Рис. 1. Стадии графоаналитического анализа тектонических структур (месторождение «Ново-Широкинское»):

а - фотография; б - пространственное распределение трещиноватости и руды; в - диаграмма распределения удельных концентраций тектонических нарушений и рудного вещества

Рис. 2. Карта интенсивности тектонической нарушенное™ массива горных пород, м/м2 в продольном разрезе месторождения «Биркачан»: 1 - значения интенсивности тектонической нарушенности, м/м2; 2 — контуры структурных блоков;

3 - расстояния между центрами структурных блоков; 4 - ячейки

Основные значения масштабных коэффициентов между обобщёнными размерами ячеек смежных уровней общей структурной матрицы по тектоническим нарушениям и рудным телам находятся в пределах 1,6-3,3. Согласно концепции саморазрушения массивов при коэффициенте масштабного подобия от 1,6 до 2,0 (критерий Фибоначчи), горный массив характеризуется устойчивым состоянием, при котором процессы саморазрушения происходят в течение длительного времени в виде трещинообразования. При величинах коэффициента от 2,0 до 2,5 и более (критерий Фейгенбаума) массив характеризуется неустойчивым состоянием с возможными проявлениями процессов саморазрушения.

Таблица 1

Параметры тектонических структур Ново-Широкинского месторождения

Масштаб исследования Иерархический уровень Тектонические элементы Рудные элементы

размеры ячейки матрицы масштабный коэффициент размеры ячейка матрицы масштабный коэффициент

Месторождение, км 1-М 0,5 2,8 0,6 2,5

П-М 1,4 1,5

2,2 1,9

ш-м 3,0 2,8

Эксплуатационный блок, м 1-Э 10,2 1,7 9,5 2,2

п-э 17,2 21,2

ш-э 28,3 1,6 35,0 1,7

IV- э 51,7 1,8 50,0 1,4

Забой горной выработки, м 1-3 0,2 3,3 2,0 0,2 2,5

п-з 0,5 0,5

Ш ■ 3 1,0

В масштабе месторождения масштабный коэффициент составляет 1,9-2,8, что больше критического значения. На основании этого можно сделать вывод о том, что на месторождении возможны случаи проявления горного давления. Однако следует учесть,

что глубина разработки в начальный период освоения месторождения невелика и не превышает 250 м. На таких глубинах фактическое напряженное состояние небольшое и, возможно, не будет достаточным для разрушения пород средней крепости. Учитывая столь высокие значения коэффициента, возникает необходимость проведения локальных прогнозов геомеханического состояния горного массива в масштабе эксплуатационных блоков и горных выработок.

Масштабные коэффициенты в пределах исследуемых эксплуатационных блоков составили 1,4-2,2, что характеризует устойчивое состояние горных пород. Превышение расчетного коэффициента над критическим отмечено только при размере ячейки матрицы 9,5-21,2 м. Поэтому эксплуатационные блоки также нуждаются в дополнительном локальном прогнозе их геомеханического состояния.

Установленные величины масштабных коэффициентов в исследуемых выработках больше критических и составляют 2,5-3,3. Очевидно, для оценки фактической устойчивости горной выработки необходимо проводить локальные прогнозы с учетом фактической трещиноватости горных пород.

На основе выявленных свойств изучаемых полей сделан вывод о том, что поля концентрации рудных тел и естественной деструкции сформированы в режиме самоорганизации. Пространства, в которых сосредоточено более плотное вещество (рудная составляющая) и менее плотное вещество, связанное с деструкцией среды, взаимно дополняют друг друга, позволяют составить более адекватное представление о структуре объекта как единого целого.

Вследствие неоднородности полей тектонических структур и рудных тел поле природных напряжений золоторудных месторождений распределено также неравномерно. Качественная оценка напряжений показывает, что в массиве горных пород имеются средненапряженные участки (коэффициент масштабного подобия 1,6-1,9) и высоконапряженные участки (масштабный коэффициент 2,0-2,5).

Количественная оценка напряженного состояния в средненапряженных зонах горного массива на стадии строительства рудников произведена на основе анализа данных натурных измерений напряжений, выполненных ОАО «Иргиредмет», ИрГТУ на 11 золоторудных месторождениях (Майское, Ново-Широкинское, Березовское, Дарасун-ское, Советское, Каульдинское, Кочбулакское, Кызылалмасайское, Чармитанское, Зун-Холбинское, Ирокиндинское).

Верхние горизонты месторождений Сибири и Дальнего Востока (Ирокиндинское, Майское, Ново-Широкинское и др.) до глубины 200-250 метров характеризуются наличием многолетнемерзлых массивов горных пород. В этих условиях средние величины вертикальных и горизонтальных напряжений аппроксимируются формулами гипотезы о гидростатическом напряженном состоянии:

о, = ОщГ а„= -уН, (3)

где сг,- вертикальные напряжения, МПа; у - плотность пород и руд, МН/м3; Я - глубина горных работ, м; а„р — продольные напряжения, МПа; а„ - поперечные напряжения, МПа.

В талых породах первоначальные напряжения аппроксимируются по формулам гипотезы гравитационно-тектонического напряженного состояния, установлены эмпирические зависимости природных напряжений от глубины разработки:

а, =- уН; <т„р=К, -а,, (4)

где К; и К2 - эмпирические коэффициенты бокового распора.

Средние значения коэффициентов по данным измерений на одиннадцати золоторудных жильных месторождениях составляют: К; = 0,95; К2 = 1,6.

Количественную оценку напряженного состояния в высоконапряженных зонах массива горных пород на стадии строительства рудников предлагается производить на основе решения обратных геомеханических задач по данным фактических проявлений горного давления в статических и динамических формах. Величина вертикальных первоначальных напряжений <т, определялась из выражения (3), величины первоначальных горизонтальных продольных напряжений (етпр) и поперечных (<х„) вычислялись по формулам:

„ ; , (5)

К„ " к„

где of;<7f- расчетные предельные напряжения на участке проявления горного давления в выработке или камере соответственно расположенных по простиранию и вкрест простирания жил, МПа; Kei, Kai - коэффициенты концентрации напряжений соответственно от вертикальных и горизонтальных нагрузок на участке проявления горного давления.

При проявлениях горного давления в статических формах (заколообразование, обрушения) величины аУ и а" принимались равными 0,6 о^; при динамических формах в виде шелушения, интенсивного заколообразования - 0,7 о^.; в виде стреляния и микроударов - 0,8 где о^- предел прочности пород на сжатие в образце, МПа.

Значения Kei,и Kai принимались по данным проф. Зубкова A.B.

Обратные геомеханические задачи решались по данным проявления горного давления на Дарасунском и Зун-Холбинском месторождениях на глубинах 305-950 м. Общее количество изученных проявлений горного давления составило 81 (табл. 2). Выявлено, что на больших глубинах на высоконапряженных участках горизонтальные продольные и поперечные напряжения примерно равны. Разница между ними находится в пределах погрешности их средних значений. Общее среднее значение отношения их величин к вертикальным напряжениям составляет 2,5. Напряжения на высоконапряженных участках можно вычислить по формулам:

=- уН; апр= а„- -2,5 уН. (6)

Таблица 2

Сравнительная характеристика вертикальных и горизонтальных величин напряжений на высоконамряжениых участках массива горных пород золоторудных жильных месторождений

Наименование месторождения Глубина разработки, м Количество проявлений горного давления при решении, обратных геомеханических задач Среднее отношение ст„р/с. Среднее отношение ста/ о.

Зун-Холбинское 305-950 45 1,99 1,93

Дарасунское 385-696 36 3,17 2,86

Среднее значение 81 2,63 ±0,17 2,29 ±0,13

Общее среднее значение для горизонтальных напряжении 2,5 ±0,1

На основе установленных зависимостей (3), (4), (6) разработана матрица величин прогнозных первоначальных напряжений массива горных пород жильных месторождений (табл. 3). Величины напряжений определены на основе установленных соотношений значений горизонтальных напряжений к вертикальным. Погрешность этих соотношений невелика и не превышает 6 %. Достаточно высокая точность определения расчетных напряжений обусловлена тем, что формирование природных гравитационно-тектонических напряжений в горных массивах жильных месторождений, очевидно, происходит при весьма близких энергетических уровнях геологической среды этих месторождений.

Таблица 3

Матрица величин прогнозных первоначальных (природных) напряжений массива горных пород крутопадающих жильных месторождений

Глубина разработки от поверхности, м Значение напряжений Примечание

на средненапряженных участках, МПа на высоконапряженных участках, МПа

вертикальное а. продольное а,0 поперечное о„ вертикальное <т„ продольное а„ поперечное с„

100 -2,7 -2,7 -2,7 -2,7 -2,7 -2,7 Гидростатическое напряженное состояние

150 -4,0 -4,0 -4,0 40 -4,0 -4,0

200 -5,4 -5,4 -5,4 -5,4 -5,4 -5,4

250 -6,8 -6,8 -10,8 -6,8 -17,0 -17,0 Гравитационно-тектоническое напряженное состояние

300 -8,1 -8,1 -13,0 -8,1 -20,3 -20,3

350 -9,5 -9,5 -15,1 -9,5 -23,7 -23,7

400 -10,8 -10,8 -17,3 -10,8 -27,0 -27,0

450 -12,2 -12,2 -19,4 -12,2 -30,5 -30,5

500 -13,5 -13,5 -21,6 -13,5 -33,7 -33,7

550 -14,9 -14,9 -23,8 -14,9 -37,2 -37,2

600 -16,2 -16,2 -25,9 -16,2 -40,5 -40,5

650 -17,5 -17,5 -28,1 -17,5 -43,0 -43,0

700 -18,9 -18,9 -30,2 -18,9 -47,2 -47,2

750 -20,2 -20,2 -32,4 -20,2 -50,6 -50,6

800 -21,6 -21,6 -34,5 -21,6 -54,0 -54,0

Величины прогнозных напряжений рекомендуется использовать в качестве граничных условий для определения параметров подземной геотехнологии крутопадающих жил на месторождениях с малоизученным геомеханическим состоянием массива горных пород.

2. Выявление закономерностей распределения техногенных напряжений и уровня устойчивости блоков позволяют обосновывать минимальные параметры целиков при системах разработки с магазинировапием руды и открытым выработанным пространством, а также рекомендовать отработку руды на больших глубинах (400-600 м и более) узкими лентами с поддержанием бортов камер стойками, анкерным, анкерно-тросовым креплением.

При разработке жильных месторождений подземным способом одним из основных вопросов при определении параметров геотехнологий является обеспечение устойчивости целиков и обнажений камер. В качестве граничных условий при определении

параметров геотехнологии предлагается использовать установленные закономерности природных напряжений (см. табл. 3).

Условие устойчивости подштрековых целиков и бортов камер на основе методик В.Ф. Трумбачева, Г.А. Каткова, Д.И. Беккера, Н.П. Блоха, Л.И. Сосновского, имеет следующий вид:

^ К*, ■ + К* ) ■-] ■■ ■ КФ >

<У6={Кк-ав + Кгс-аг)-Коб<(тдт, (7)

где - напряжения в подштрековом целике, МПа; Кт, Кж - коэффициенты концентрации напряжений от действия вертикальных и горизонтальных единичных нагрузок в подштрековом целике; сгя аг - напряжения в нетронутом массиве (первоначальные), действующие соответственно вертикально и горизонтально, МПа; ко6- коэффициент перехода от плоской к объемной геомеханической задаче; адоп - предел прочности при сжатии или растяжении горных пород в массиве, МПа; Кф - коэффициент, учитывающий геометрические размеры целика (коэффициент Церна); с% - напряжения в борту камеры, МПа; К„с, Кгс- коэффициенты концентрации напряжений от действия вертикальных и горизонтальных единичных наг рузок в борту камеры.

Минимально допустимую ширину междукамерного целика (МКЦ) предлагается определять по формуле:

1к-Нэ-(7г-кх-кг-Ко6 (lK-l,)h

К~ lou-^d-ОЙ ^ " (8)

где 1К - длина камеры, м; Нэ - средняя высота этажа, м; kj - коэффициент, учитывающий влияние вертикальных напряжений; кг - коэффициент, характеризующий влияние неравномерности распределения горизонтальных напряжений при различном числе отработанных этажей; /, - ширина восстающего, м; h - высота подштрекового целика, м; А -общая высота между камерного целика с учетом проходки в нем сбоек, м.

Первоначальные напряжения принимаем по табл. 3, в зависимости от глубины разработки. Коэффициенты концентрации напряжений принимались по данным Л.И. Сосновского, который определил их на основе оптического моделирования.

На основе методик проф. A.B. Зубкова для условий жильных месторождений автором разработана номограмма для определения коэффициента Ко6 (рис. 3).

0,600 о 0,500 0.400

0,300

0 000

10 15 20 25 30 35 4 0 45 50 55 80 65 70 75 80 85 90 96 100 Ширин* ленты очистной камеры Lk. м

Рис. 3. Зависимость коэффициента, учитывающего объемность (трехмерность) геомеханической задачи от ширины ленты очистной камеры

На основе формул (7)-(8) проведено математическое моделирование методом конечных элементов по программе БЕМ напряженно-дефор мированного состояния конструктивных элементов систем разработки. Для условий Ново-Широкинского рудника установлено следующее. При выемке запасов руды в Пределах одного этажа напряжения в подштрековом целике и борту камеры являются сжимающими. Причем напряжения в борту камеры на глубинах до 600 м меньше допустимых: значений. Напряжения в подштрековом целике меньше допустимых значений только на глубинах до 200 м. На больших глубинах даже целики значительных размеров будут неустойчивы. При отработке двух этажей напряжения в подштрековом целике и борту камеры меньше допустимых значений до глубин 200 м (рис. 4). На больших глубинах как целики, так и борта камер будут неустойчивы. Борта камер будут разрушаться от растягивающих напряжений.

Напряжения в междукамерных целиках на больших глубинах 200-600 м превышают допустимые значения. Последнее свидетельствует о неустойчивом состоянии междукамерных целиков и возможности их разрушения (рис. 5).

Вы соча подштрекового целика

1 2 3 Л 5 б 7 В 9 10 11 12 13 14 16 16 17 18 19 20 21 22 23 ^ м

В -100

-120

-ио

и доп=-38,1 МГ1а

<ч г 20

ь 16

5 аз 10

Й-

й»

-5

-10

----------------------------------—---------=а8цд* ..............—.....................'•■;

25 30 35 40

Высота камеры Ьк, м |

Рис. 4. Графики распределения напряжений в подштрековом целике (а) и борту камеры (б) при от работке двух этажей:

1, 2, 3 - соответственно на глубинах 200,400,600 м

Длина камеры / к, м

Рис. 5. График распределения напряжений в междукамерном целике (Д,=3 м, т=3 м, //,==50 м, I мкц= 8 м): 1, 2, 3 - соответственно на глубинах 200,400,600 м

Установлено, что при ведении горных работ на глубинах 400-600 м и более, ширина междукамерного целика, при оставлении потолочины минимальных размеров в средненапряжеиных зонах, может достигать 10 м, в высоконапряженных зонах - 22 м. Объем руды в ленточных целиках может достигать в средненапряжеиных зонах - 32 %, в высоконапряженных зонах - 58 % (рис. 6.). Рекомендуется оставлять целики минимальных размеров: надштрековый целик -2 м, подштрековый целик -4 м, междукамерный целик - 7-8 м (табл. 4). В этом случае объем руды в целиках будет минимальным, на глубинах до 600 м не будет превышать 22-28 % (рис. 7.).

35 30 25 20 15 10

400 600 800

Рис. 6. Графики размеров ленточных целиков (аи) в зависимости от глубины горных работ (Я): 1, 2 - рекомендуемые минимальные размеры целиков, соответственно высота междуэтажного (МЭЦ) и ширина междукамерного; 3,4- расчетные размеры МКЦ, соответственно в средне- и высоконапряженных зонах

90 80 70 £0 50 40 30 20 10 о

400 600 800

Рис. 7. Графики объемов руды в ленточных целиках (Кч) в зависимости от глубины горных работ (Ну.

1 - минимальные (рекомендуемые), 2 - в средненапряжеиных зонах, 2: - в высоконапряженных зонах

Для уменьшения потерь руды в целиках их следует отрабатывать. Анализ опыта ведения горных работ указывает на то, что междукамерные целики (охранные целики восстающего) возможно отрабатывать в процессе очистной выемки. При этом восстающие следует крепить срубовой крепью, обеспечивающей безопасность горнорабочих. Подштрековый целик отбивать на замагазинированную руду. Возможно применение ис-куственных целиков. Потери руды при выемке целиков (по опыту Холбинского рудни-

ка) составляют 6 %, общие потери по блоку - 5,6 %, в том числе в целиках - 1%, на днище блока - 1,3%, за срубом восстающего - 0,4%, на лежачем боку - 2,2%, при транспортировке - 0,7%.

Для обеспечения устойчивости эксплуатационных блоков необходимо проводить мероприятия, обеспечивающие снижение напряжений в конструктивных элементах систем разработки.

Таблица 4

Параметры целиков при системах разработки с магазииироваиием руды и подэтажных штреков

Отработка одного этажа Отработка двух этажей

Глубина разработки, м Мощность рудного тела, м высота над-штрекового целика, м высота под-штрекового целика, м ширина междукамерного целика (междублокового). м мероприятия по обеспечению устойчивости блока высота надштре-кового целика, м высота под-штрекового целика, м ширина междукамерного целика (междублокового), м мероприятия по обеспечению устойчивости блока

1 2 2 7 - 2 3 7 -

До 200 2 2 2 7 - 2 3 8 -

3 2 3 8 - 2 4 8 -

1 2 3 8 2 4 8

200-400 2 2 3 8 длиной 10-20 м, 2 4 8 дайной 10-20 м,

3 2 4 8 упрочнение бор- 2 4 8 упрочнение бор-

1 2 4 8 тов камер анкер- 2 4 8 тов камер анкер-

400-600 2 2 4 8 но-тросовым 2 4 8 но-тросовым кре-

з 2 4 8 креплением 2 4 8

При отработке маломощных жил до 3 м одним из мероприятий по обеспечению устойчивости подштрековых целиков и бортов камер в горной практике является выемка запасов в эксплуатационном блоке не сплошным забоем, а лентами шириной 10-20 м (А.И. Ляхов, А.М. Павлов, Л.И. Сосновский и др.). Автор установил зависимости расчетных напряжений в подштрековом целике и борту камеры (рис. 8), которые показывают, что они меньше допустимых даже на больших глубинах. Это можно объяснить тем, что большую часть напряжений воспринимает прилегающий массив, а не целики блока. Коэффициент объемности здесь составляет 0,18-0,25. Следовательно, только четверть нагрузки воспринимают целики и обнажения блока по сравнению с вариантом отработки камеры большей длины.

Проведено моделирование напряженно-деформированного состояния методом конечных элементов по про1раммному комплексу FEM ИГД УрО РАН, разработанному проф. О.В. Зотеевым. Установлено, что толщина зоны растягивающих напряжений при разработке жил мощностью 3 м в зависимости от глубины горных работ составляет от 3 до 5 м. Величина hp аппроксимируется формулами:

в ередненапряженных зонах в высоконапряженных зонах

hp = 0,005 - Я +1,0 ; hp= 0,005 - Я + 3,5 , (9)

где hp - толщина разрушающегося слоя, м, Я - глубина ведения работ, м.

При системах с магазинированием руды, где выемочная мощность невелика (1-3 м) для обеспечения устойчивости эксплуатационного блока рекомендуется применять крепление стойками. При системах подэтажных штреков (выемочная мощность 3 м и

более) рекомендуется применять анкерное и ашсерно-тросовое крепление на подэтажах. Параметры крепления предлагается определять из условий необходимости поддержания разрушающегося слоя пород по известным методикам.

10 20 30 40 1к. М

10 20 30 40

Рис. 8. Графики распределения напряжений в потолочине очистной камеры (а) и борту камеры (б) в высоконапряженных зонах в зависимости от длины ленты (/к).

Допустимые напряжения приняты для условий Ново-Широкинского месторождения:

I, 2, 3, 4 - на глубине горных работ соответственно, 200 м, 400 м, 600 м, 800 м

Аналогичные зависимости напряженно-деформированного состояния конструктивных элементов системы разработки, выводы и рекомендации установлены для условий подземных рудников «Майский» и «Биркачан».

Внедрение основных выводов и рекомендаций по минимальным размерам целиков позволит уменьшить потери руды в недрах с 20-30 % до 5-6 %, в среднем на 15-24%.

3. Удароопаспость горных выработок и целиков при освоении крутопадающих жильных месторождений с малоизученным геомехаиическим состоянием массива горных пород возможно оценивать с учетом прочностных и упругих свойств горных пород, выявленных закономерностей формирования тектонических структур, природных и техногенных напряжений в конструктивных элементах систем разработки. Проявления горного давления в динамических формах необходимо прогнозировать в первую очередь в высокопапряженных зонах на глубинах 300400 м. На глубоких горизонтах (400 м и более) - как в высоко-, так и в среднена-пряженных зонах.

Прогноз удароопасности на строящихся рудниках недостаточно достоверен из-за ограниченного объема исходной информации о физико-механических свойствах пород и руд, тектонической нарушенное™, природных и техногенных напряжениях массива горных пород для условий глубоких горизонтов. Прогноз базируется, как правило, на данных верхних горизонтов рудников и поэтому весьма проблематично определять критические глубины горных работ по динамическим проявлениям горного давления на этих горизонтах.

Для определения потенциальной удароопасности месторождений в соответствии с требованиями инструкции по горных ударам (РД 06-329-99), необходимо производить комплексную оценку их геомеханических условий на основании факторов, наиболее

влияющих на проявления горного давления в динамических формах: наличие пород и руд с высокими упругими свойствами, способных к хрупкому разрушению под нагрузкой; действие в массиве горных пород значительных гравитационно-тектонических напряжений; достижение критических глубин горных работ по динамическим проявлениям горного давления.

Для оценки хрупкости пород и руд предлагается использовать методику Г.Н. Кузнецова, который предложил в качестве критерия хрупкого разрушения использовать отношение Кхр---ссж/(7р Породы разрушаются хрупко, если Кхр > 6. По данным исследований установлено, что на строящихся рудниках Майском, Ново-Широкинском, Бирка-чанском руды и породы склонны к горным ударам. Коэффициент хрупкости составляет > б (табл. 5).

Наличие высоких тектонических напряжений возможно выявлять по оценке тектонических структур месторождений в процессе геоинформационных исследований. Пространственное положение средне- и высоконапряженных участков следует определять в различных масштабах шахтного поля: месторождение, эксплуатационный блок, забой горной выработки (см. рис. 2, табл. 1).

Достижение критических глубин горных работ по динамическим проявлениям горного давления возможно определять на основе оценки техногенных напряжений в горных выработках и целиках. При исследовании техногенных напряжений моделированием методом конечных элементов по программному комплексу FEM ИГД УрО РАН, на 54 моделях выявлено, что потенциально удароопасными могут быть штреки, кровля очистной камеры, междуэтажный целик (потолочина). Установлена зависимость полных напряжений на контуре штрека в средненапряженных (рис. 9, а) и высоконапряжснных (рис. 9, б) зонах от глубины горных работ в условиях Ново-Широкинского рудника, на основании которой можно отметить следующее. В средненапряженных зонах на глубинах 600 м и более удароопасность штреков не выявлена. В высоконапряженных зонах штреки характеризуются удароопасностъю на глубине 480 м и более. На Майском месторождении критическая глубина по удароопасности составляет 340 м, на Биркачан-ском - 550 м.

Таблица 5

Оценка потенциальной удароопасности руд и пород крутопадающих жильных месторождении

Породный материал Предел прочности, МПа Коэффициент хрупкости, Кхр Допустимое напряжение, опасное по горным ударам, 0,8 аСж

на сжатие, всх на разрыв, ср

Майское месторождение

Руда -77,7 10,5 7,5 I -62,2

Порода -105,2 18,8 6,1 -84,2

Ново-Широкинское месторождение

Руда -120,6 13,3 I 11.3 -96,5

Порода j -101,8 11,4 19,3 -86,7

Биркачанское месторождение

Руда | -141,9 10,9 13,5 -113,5

Порода I -100,5 9,8 10,1 -80,4

-20 40 -60 -80 -100 -120

400

600 Н. М

Рис. 9. Зависимость полных напряжений о на контуре штрека в средненаприженных (а) и высоконапряженных (б) зонах от глубины горных работ Н в условиях Ново-Широкинского рудника:

1- кровля; 2 - угол кровли выработки

Кровля камер на Ново-Широкинском месторождении в средненапряженных зонах удароопасна на глубинах 650 м, в высоконапряженных зонах -420 м (рис. 10.). На Майском месторождении соответственно 420 м и 310 м, на Биркачанском -• 710 м и 490 м.

Потолочина на Ново-Широкинском руднике в средненапряженных зонах удароопасна на глубинах 310 м, в высоконапряженных - 300 м (рис. 11.), На Майском месторождении соответственно 280 м и 260 м, на Биркачанском 350 м и 320 м.

Анализ выявленных зависимостей техногенных напряжений от глубины работ (см. рис. 9-11) позволяет сделать вывод о том, что удароопасность будет проявляться не повсеместно, а в первую очередь, в высоконапряженных зонах. Критическую глубину по горным ударам в шахтном поле установить не представляется возможным. Удароопасность будет проявляться как на верхних - 300^400 м, так и на глубоких горизонтах - 400 м и более. Для элементов системы разработки критическая глубина может быть различна в зависимости от прочностных и упругих свойств пород, их природного и техногенного напряженного состояния. В процессе ведения горных работ необходимо проводить локальные инструментальные прогнозы удароопасности горных выработок и целиков, в первую очередь на высоконапряженных участках.

Рис. 10. Зависимость главных напряжений (¡1 в кровле очистной камеры в средненапряженных (а) и высоконапряженных (б) зонах от глубины горных работ (при отработке одного этажа) в условиях Ново-Широкинского рудника. Здесь и далее в рис. 11:

1,2,3,4,5 - при ширине ленты соответственно 10 м, 20 м, 30 м, 40 м, 50 м а б

Рис. 11. Зависимость главных напряжений <т1 в кровле очистной камеры в средненапряженных (а) и высоконапряженных (б) зонах от глубины горных работ (при отработке двух этажей) в условиях Ново-Широкинского рудника

Для обеспечения безопасности при ведении горных: работ на исследуемых (базовых) рудниках рекомендуется, при достижении критических глубин по горным ударам, выемку запасов производить не сплошным забоем, а лентами шириной 10-20 м. В этом случае кровля очистных камер и потолочина будут неудароопасными (см. рис. 10,11).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация представляет собой законченную научно-квалификационную работу, в которой предлагается новое решение актуальной задачи - обоснование параметров подземной геотехнологии крутопадающих жильных месторождений с малоизученным геомеханическим состоянием массива горных пород на основе прогнозируемых закономерностей физико-механических свойств пород и руд, формирования тектонических структур, природных и техногенных напряжений в конструктивных элементах систем разработки. Работа имеет важное народнохозяйственное значение при разработке жильных месторождений в золотодобывающей отрасли.

Основные научные и практические результаты работы состоят в следующем:

1. Разработана матрица величин природных напряжений в массиве горных пород жильных месторождений, которая дает их качественную и количественную оценку на различных глубинах ведения горных работ. Качественная характеристика основывается на установленных закономерностях формирования тектонических структур, количественная характеристика на среднестатистических данных измерений напряжений методом разгрузки и результатов решения обратных геомеханических задач по фактическим проявлениям горного давления в динамических формах.

2. Усовершенствована методика обоснования параметров геотехнологии для условий крутопадающих жильных месторождений с малоизученным геомеханическим состоянием, заключающаяся в том, что определение размеров устойчивых целиков и обнажений очистных камер предлагается производить на основе выявленных среднестатистических закономерностей природных и техногенных напряжений, физико-механических свойств пород, времени ведения горных работ и др. Методика позволяет обосновывать минимальные размеры целиков и определить глубины горных работ, на которых необходимо применение специальных мероприятий по обеспечению устойчивости эксплуатационных блоков. Это дает возможность оставлять минимальные объемы руды в целиках и, в конечном итоге, уменьшить потери руды и металла в недрах на 1524 %.

3. Для обеспечения устойчивости эксплуатационных блоков предложено применение специальных мероприятий - выемка руды лентами шириной 10-20 м, поддержание бортов очистных камер стойками (при выемочной мощности 1-3 м), анкерным и ан-керно-тросовым (при выемочной мощности 3 м и более).

4. Предложена методика, регионального и локального прогнозов удароопасности горных выработок и целиков на начальных стадиях освоения крутопадающих жильных месторождений на основе выявления закономерностей: упругих свойств пород и руд, пространственного положения средне- и высоконапряженных участков, расчетных техногенных напряжений в конструктивных элементах систем разработки. Для месторождений «Ново-Широкинское», «Майское», «Биркачан» с учетом требований инструкции по горным ударам (РД 06-329-99) оценена потенциальная удароопасность горных выработок и целиков до глубины 600 м. Разработаны соответствующие заключения, которые согласованы с региональными органами Ростехнадзора.

5. Рекомендуется выемку запасов полезных ископаемых жильных месторождений на больших глубинах производить системами с магазинированием руды и подэтажкых штреков, определяя их параметры по предлагаемым методикам. Представится возможным изменить наметившуюся в настоящее время тенденцию увеличения удельного веса систем разработки с закладкой выработанного пространства. Внедрение этой рекомендации приведет к значительному повышению производительности труда и снижению себестоимости добычи руды.

6. Основные выводы и рекомендации исследований возможно использовать при обосновании параметров геотехнологии на других месторождениях золота, редких металлов, полиметаллов и урана с малоизученным геомеханическим состоянием массива горных пород.

7. Результаты исследований реализованы при проектировании Ново-Широкинского, Майского и Биркачанского рудников. Основные выводы и рекомендации исследований использованы в трех нормативных документах по определению пара-

метров конструктивных элементов систем разработки для практического применения на исследуемых месторождениях, а также проектными организациями.

8. 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.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ясыченко В.Б. Определение параметров системы разработки с магазинирова-нием руды на Майском золоторудном месторождении // Инновационное развитие горнометаллургической отрасли: мат-лы Всеросс. науч.-техн. конф. Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2009.

2. Ясыченко В.Б. Опыт погашения подземных пустот способом регулируемого самообрушения при разработке наклонных жил в криолитозоне / В.Б. Ясыченко, Ю.М.Семенов, Л.Г. Рубцов, Я.В. Козлов // Инновационное развитие горнометаллургической отрасли: мат-лы Всеросс. науч.-техн. конф. Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2009.

3. Ясыченко В.Б. Обоснование параметров геотехнологии крутопадающих жил Ново-Широкинского месторождения / В.Б. Ясыченко, Е.Л. Сосновская // Известия высших учебных заведений. Горный журнал, 2010. № 5.С. 52-57.

4. Ясыченко В.Б. Определение параметров целиков при разработке крутопадающих жил Ново-Широкинского золоторудного месторождения / В.Б. Ясыченко // Проблемы развития минеральной базы Восточной Сибири. Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2010. № 10. С. 26-33.

5. Ясыченко В.Б. Естественное напряженное состояние массива горных пород золоторудных месторождений Восточной Сибири / В.Б. Ясыченко, Е.Л. Сосновская, Л.И. Сосновский, В.А. Филонкж, A.A. Жуков // Геомеханика в горном деле: докл. науч.-техн. конф. Екатеринбург: Изд-во ИГД УрО РАН, 2009. С. 55-62.

6. Ясыченко В.Б. Обоснование параметров подземной геотехнологии крутопадающих жильных месторождений на стадии строительства рудников / В.Б. Ясыченко, Е.Л. Сосновская // Геодинамика и напряженное состояние недр, 2011 : тр. науч. конф. Новосибирск: Изд-во ИГД СО РАН, 2011. С. 133-140.

Подписанов печать 16.11.2011.ФорматбО х90/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Зак. 219. Поз. плана 34н.

Лицензия ИД № 06506 от 26.12.2001 Иркутский государственный технический университет 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтов, 83

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Ясыченко, Владимир Борисович

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 Анализ разработки крутопадающих жильных месторождений.

1.2 Методы и методики расчета параметров подземной геотехнологии крутопадающих жильных месторождений.

1.3 Обзор и анализ изученности формирования тектонических структур и прогноза геомеханического состояния массива горных пород жильных месторождений.

1.4 Цели и задачи исследований.

2. ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРОГНОЗ ПЕРВОНАЧАЛЬНОГО (ПРИРОДНОГО)

ГЕОМЕХАНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МАССИВА

ГОРНЫХ ПОРОД.

2.1. Горно-геологические и горно-технические условия крутопадающих жильных месторождений.

2.2. Физико-механические свойства горных пород.

2.3. Региональный и локальный прогнозы геомеханического состояния массива горных пород на основе изучения тектонических структур.

2.4. Определение первоначальных (природных) напряжений массива горных пород.

2.4.1. Натурные измерения напряжений.

2.4.2. Решение обратных геомеханических задач.

2.4.3. Обоснование матрицы величин первоначальных природных напряжений.

ВЫВОДЫ.

3. ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ

ГЕОМЕХАНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ РАЗРАБОТКИ.

3.1 Исследование напряжений в целиках, кровле и бортах камер инженерными расчетами.

3.1.1. Методика инженерных расчетов напряженно-деформированного состояния целиков и обнажений камер.

3.1.2. Результаты изучения напряжений в целиках, кровле и бортах камер.

3.2 Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния при выемке запасов методом конечных элементов. ^

3.2.1. Методика математического моделирования напряженно-деформированного состояния (НДС) горных выработок с применением компьютерных технологий.

3.2.2 Результаты математического моделирования напряженно-деформированного состояния при выемке запасов методом конечных элементов.

3.3 Прогноз удароопасности выработок и целиков крутопадающих жильных месторождений.

ВЫВОДЫ.

4. ОБОСНОВАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОДЗЕМНОЙ ГЕОТЕХНОЛОГИИ ПРИ ОСВОЕНИИ КРУТОПАДАЮЩИХ

ЖИЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ.

4.1 Обоснование параметров устойчивых целиков и обнажений камер при системах разработки с открытым выработанным пространством и с магазинированием руды.

4.2 . Обоснование специальных мероприятий по обеспечению устойчивости эксплуатационных блоков.

4.2.1 Выемка запасов руды узкими лентами.

4.2.2 Крепление бортов камер.

4.3. Внедрение рекомендаций исследований.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование параметров подземной геотехнологии крутопадающих жильных месторождений с малоизученным геомеханическим состоянием массива горных пород"

В Восточной Сибири, Забайкалье и на Дальнем Востоке разведано более 1000 жильных месторождений золота, редких металлов, полиметаллов, урана. Из них в эксплуатации находятся только 14 %. Около 50 жильных месторождений планируется освоить в ближайшее десятилетие. При их освоении геомеханическое состояние массивов горных пород месторождений мало изучено, что осложняет своевременное обоснование параметров подземной геотехнологии.

При подземной разработке крутопадающих жильных месторождений существует ряд горно-геологических факторов, затрудняющих ведение горных работ: сложное геологическое строение, тектоническая нарушенность, разнообразие условий залегания рудных тел и физико-механических свойств пород, наличие в горных массивах высоких гравитационно-тектонических напряжений. Эти факторы существенно влияют на устойчивость конструктивных элементов систем разработки. Крутопадающие жилы в основном разрабатываются системами с открытым выработанным пространством и с магазинированием руды. Доля использования данных систем на месторождениях Сибири и Дальнего Востока составляет более 50 %. Опыт показывает, что при этих системах в целиках остается 20—30 % запасов блока, а показатели потерь и разубоживания руды при очистной выемке часто достигают необоснованно больших значений. В результате снижается эффективность выемки запасов, особенно при отработке ценных руд, содержащих золото. Ведение горных работ осложняется внезапно возникающими проявлениями горного давления в статических и динамических формах, снижающими безопасность. Это происходит из-за недостаточной информированности о геомеханическом состоянии массивов горных пород месторождения, поэтому обоснование параметров подземной геотехнологии крутопадающих жильных месторождений с малоизученным геомеханическим состоянием массива горных пород на основе результатов изучения физико-механических свойств пород и руд, формирования тектонических структур, природных и техногенных напряжений в конструктивных элементах систем разработки является актуальной научной и практической задачей.

Основные задачи исследований:

3. Исследования техногенных напряжений в конструктивных элементах систем разработки.

Методы исследований. В работе использованы комплексные исследования, включающие: научный анализ и обобщение накопленного опыта; системные графоаналитические исследования элементов геологической среды; теоретические и экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния горных выработок и целиков с применением методов математического моделирования; промышленные эксперименты по исследованию напряженно-деформированного состояния массива и конструктивных элементов систем разработки.

Научная новизна:

3. Предложена методика регионального и локального прогнозов ударо-опасности горных выработок и целиков на начальных стадиях освоения крутопадающих жильных месторождений на основе выявления закономерностей: упругих свойств пород и руд, пространственного положения средне- и высоконапряженных участков, расчетных техногенных напряжений в конструктивных элементах систем разработки.

Практическая значимость работы:

1. Для жильных месторождений «Ново-Широкинское», «Майское», «Бир-качан» определены физико-механические свойства горных пород и руд, произведена оценка их склонности к горным ударам. Установленные данные свойств пород и руд использованы при обосновании параметров геотехнологии.

3. Для систем разработки с открытым выработанным пространством и с магазинированием руды обоснованы минимальные размеры целиков для глубин до 800 м. Для обеспечения устойчивости эксплуатационных блоков на больших глубинах (400 м и более) предложены следующие специальные ме-приятия: выемка руды узкими лентами (10-20 м), поддержание бортов очистных камер стойками, анкерным и анкерно-тросовым креплением.

4. Для месторождений «Ново-Широкинское», «Майское», «Биркачан» с учетом требований инструкции по горным ударам (РД 06-329-99) оценена потенциальная удароопасность горных выработок и целиков до глубины 600 м. Разработаны соответствующие заключения, которые согласованы с региональными органами Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор)

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на кафедре РМПИ ИрГТУ, технических совещаниях рудника «Ново-Широкинский», ЗК «Майское», ОАО «Омолонская ЗРК» (г. Иркутск, п. Ново-Широкинский, г. Певек, г. Магадан 2007-2011 гг.), ежегодном научном симпозиуме «Игошин-ские чтения» Иркутского государственного технического университета (г. Иркутск, 2007-2011гг., Всероссийской научно-технической конференции «Инновационное развитие горно-металургической отрасли» (ИрГТУ, 2009 г.), научной конференции «Геомеханика в горном деле», ИГД УрО РАН (г. Екатеринбург, 2009 г.), Международном научном симпозиуме «Неделя горняка», МГГУ (г. Москва, 2007-2011 гг.), Всероссийской конференции с участием иностранных ученых «Геодинамика и напряженное состояние недр Земли», ИГД СО РАН (г. Новосибирск, 2011 г.)

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Ясыченко, Владимир Борисович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты работы состоят в следующем:

3. Для обеспечения устойчивости эксплуатационных блоков предложено применение специальных мероприятий - выемка руды лентами шириной 10-20 м, поддержание бортов очистных камер стойками (при выемочной мощности 13 м), анкерным и анкерно-тросовым (при выемочной мощности 3 м и более).

4. Предложена методика регионального и локального прогнозов удароопасности горных выработок и целиков на начальных стадиях освоения крутопадающих жильных месторождений на основе выявления закономерностей: упругих свойств пород и руд, пространственного положения средне- и высоконапряженных участков, расчетных техногенных напряжений в конструктивных элементах систем разработки. Для месторождений «Ново-Широкинское», «Майское», «Биркачан» с учетом требований инструкции по горным ударам (РД 06-329-99) оценена потенциальная удароопасность горных выработок и целиков до глубины 600 м. Разработаны соответствующие заключения, которые согласованы с региональными органами Ростехнадзора.

5. Рекомендуется выемку запасов полезных ископаемых жильных месторождений на больших глубинах производить системами с магазинированием руды и подэтажных штреков, определяя их параметры по предлагаемым методикам. Представится возможным изменить наметившуюся в настоящее время тенденцию увеличения удельного веса систем разработки с закладкой выработанного пространства. Внедрение этой рекомендации приведет к значительному повышению производительности труда и снижению себестоимости добычи руды.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Ясыченко, Владимир Борисович, Иркутск

1. Аглюков Х.И. Управление геомеханическими процессами при разработке рудных месторождений технологией с высокоплотной закладкой. Автореферат., дисс.докт.техн.наук. МгТУ, 2009 40 с.

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

3. Агошков, М.И. Разработка рудных и россыпных месторождений / М.И. Агошков, С.С. Борисов, В.А. Боярский. М.: Росгортехиздат, 1962.-672 с.

4. Акимов, А.Г. Методика изучения трещиноватости массива и учет влияния трещиноватости на сдвижения при подземной разработке рудных месторождений / А.Г. Акимов // Тр. ВНИИМИ Л., 1964. - С5. LI. - С.55-69.

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

6. Беляев, A.A. Нелинейная математическая модель пространственно временной эволюции гидротермальной системы / A.A. Беляев, А.Я. Червоненкис // Динамические и физико-технические модели магматических процессов. Новосибирск, 183.-е. 13-20.

7. 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.

8. Борин, A.A. Проблемы разработки месторождений на больших глубинах / A.A. Борин, М.В. Курленя, Е.И. Шемякин // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1983,№3. - с.64-73.

9. Борисенко, С.Г. Зависимость напряжений в кровле камер и целиках от угла падения залежи / С.Г. Борисенко, А.Н. Каленченко // В кн. Реферативнаяинформация; Сер. Угольная и горнорудная промышленность. Киев: Высш. Школа. 1971. - С.22-23.

10. Борисенко, С.Г. Камерная система разработки в горнорудной промышленности / С.Г. Борисенко, Ф.А. Копица. М.: Госгортехиздат, 1960.-400с.

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

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

13. Борщ Компаниец, В.И. Механика горных пород, массивов и горное давление / В.И. Борщ - Компаниец. - М.: МГИ, 1968 - 484с.

14. Букринский, В.А. Изучение связи трещиноватости с тектоническими структурами горных пород / В.А. Букринский, A.B. Михайлова. М.: Недра. 1963.-98с.

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

16. Влох, Н.П. Напряженное состояние горных пород рудных месторождений Урала / Н.П. Влох, А.Д. Сашурин, A.B. Зубков // Напряженное состояние земной коры: М.: Наука, 1973. - С.87 - 106.

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

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

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

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

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

22. 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. - 74с.

23. 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.

24. Галаев, Н.З. Управление состоянием массива горных пород при подземной разработке рудных месторождений. Учеб. Для ВУЗов / Н.З. Галаев. М.: Недра, 1990,- 176с.

25. 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. - 49с

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

27. Гинтов, О.Б. Некоторые закономерности разломообразования и методика морфокинематического анализа скаловых разломов / О.Б. Гинтов, В.М. Исай // Геофиз. журн. 1984 б. - т.6. - №4. - С. 3-14.

28. 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

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

30. 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. - Д.: АН СССР. - 1938.- С.7-57.

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

32. Загибалов, A.B. Основы математической обработки результатов измерений / A.B. Загибалов, А.Л. Охотин. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2001. - 120с.

33. Закирничная, М.М. Золотая пропорция /М.М. Закирничная, З.Ф. Хисаева. -Уфа: Изд-во УГНТУ, 1997. 64с.

34. Замесов, Н.Ф. Создание и совершенствование технологии очистной выемки и принципы контруирования систем разработки в условиях больших глубин / Н.Ф. Замесов // Перспективы подземной добычи руд на больших глубинах.- М.: ИПКОН АН СССР, 1985. С. 9 -26.

35. Зубков, A.B. Влияние геолого-тектонического строения месторождения на изменение напряжений массива горных пород с глубиной / A.B. Зубков // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1982. -№1. -с. 16-20.

36. Зубков, A.B. Геомеханика и геотехнология / A.B. Зубков. Екатеринбург: УрО РАН, 2001.-335с.

37. Зубков, A.B. Зависимость напряженного состояния кровли и бортов камеры от ее трехмерности / A.B. Зубков // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1987. - №5. -с. 11-16.

38. Иливицкий, A.A. Расчет междукамерных целиков на прочность при разработке крутопадающих рудных залежей / A.A. Иливицкий // Горный журнал. 1963. - №8. - с.14-18.

39. Ильин, A.M. Состояние проблемы горных ударов в горнорудной промышленности / A.M. Ильин // Прогноз и предотвращение горных ударовна рудных месторождениях: сб. научн. Трудов / Горный институт К Ф АН СССР. Апатиты, 1987. - с. 3-10

40. Ильницкая, Е.И. Свойства горных пород т методы их определения / Е.И. Ильницкая, Р.И. Тедер, Е.И. Ватомин и др. М.: Недра ,1969. - 394с.

41. Илыитейн, A.M. Методы расчета целиков и потолочин камер рудных месторождений / A.M. Ильштейн и др. М.: Наука, 1964. - 144с.

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

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

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

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

46. Канцель, A.B. Нелинейные эффекты и пульсационное развитие рудообразующих систем / A.B. Канцель, В.И. Реханский, А .Я. Червоненкис // Докл. АН СССР. 1987. - т.294. - №6 - с. 1429-1435.

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

48. Ковалев, И.А. Расчет численности методом напряденного состояния целиков применительно к крутопадающим жильным месторождениям / И.А. Ковалев, В.В. Жуков, Е.В. Чернов и др. // Горных журнал. Известия ВУЗов. 1977. -№4.-с.7-11.

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

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

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

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

53. Курленя, М.В. Расчет полей напряжений и смещений для переменных границ очистого пространства / М.В. Курленя, В.Е. Миренков, Г.Н. Хан // Физ.-тех. пробл. разраб. полез, ископаемых. 1986. - №6. - с. 9-14

54. Лаверов, Н.П. Рудовмещающие структуры месторождений палеовелканических областей / Н.П. Лаверов, А.Е. Толкунов // Геологические структуры эндогенных рудных месторождений. М.: 1978.

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

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

57. Макаров, Г.А. Тектонические напряжения и горное давление в рудниках Хабинского массива / Г.А. Марков. Наука, 1977. - 213с.

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

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

60. Малахов, Г.М. Основные расчеты систем разработки рудных месторождений / Г.М. Малахов, В.К. Мартынов, Г.Т. Фаустов, И.А. Кучерявенко. М.: Недра, 1968. - 275с.

61. Методические указания по определению размеров камер и целиков при подземной разработке руд цветных металлов. ВНИИПИгорцветмет, Чита, 1988г.-46с.

62. 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

63. Нагрузка на целики 4.1 Обзор литературы и новая гипотеза, ИГД Минчермета СССР, 33/67 107с. Canada Department of Mines and Technical Surveys Ottawa Research Report R- 168.

64. Нагрузка на целики 4.2 Исследования на можелях, ИГД Минчермета СССР №41/66 118с. Canada Department of Mines and Technical Surveys Ottawa Research Report R - 168.

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

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

67. 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., 1972.

68. 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.

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

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

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

72. Павлов, A.M. Параметры геотехнологии отработки крутопадающих жил в условиях крайне неравномерного распределения запасов металла в недрах на больших глубинах Зун-Холбинского золоторудного месторождения /

73. A.M. Павлов, Е.А. Мильшин, E.J1. Сосновская, О.В. Зотеев, Л.И. Сосновский, В.А. Филонюк // Горный информационно-аналитический бюллетень №5 2009, М, МГГУ. -С 22-27.

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

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

76. Петухов, И.А. Основные направления исследований в области сдвижения горных пород / И.А. Петухов // Сб. науч. тр. ВНИМИ, 1969. Вып. 72. С.10-18.

77. Петухов, И.М. Механика горных ударов и выбросов / И.М. Петухов, A.M. Лирьков. М.: Недра, -1983. - 280с.

78. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подхемных горных работ при разработке меднорудных месторождений Урала // Унипромедь. -М.: Изд-во института Цветметинформация, 1978. -43 с.

79. Правила технологической эксплуатации рудников, приисков и шахт, разрабатывающих месторождения цветных, редких и драгоценных металлов. М: Недра, 1989. - 109 с.

80. Разработка месторождений полезных ископаемых Урала / B.C. Хохряков,

81. B.А. Щелканов, И.С. Куклин и др. / Под ред. B.C. Хохрякова. М.: Недра, 1967.-591с.

82. Рафиенко, Д.И. Совершенствование разработки жильных месторождений

83. Д.И. Рафиенко, А.Ф. Назарчик, Ю.П. Галченко, JI.A. Мамсуров; Под ред. М.И. Агошкова. М.: Наука, 1986. - 216с.

84. Рахимов, В.Р. Механические процессы в массиве горных пород при камерной системе разработки / В.Р. Рахимов. Ташкент: ФАН УзСССР, 1980.- 198с.

85. Ржевский, В.В. Основы физики горных пород / В.В. Ржевский, Г.Я. Новик. -М.: Недра, 1973.-286с.

86. Ривкин, И.Д. Инструкция по определению геомеханических параметров этажно камерных систем разработки / И.Д. Ривкин, В.М. Кучер, А.Г. Федоренко и др. - Кривой Рог: НИГРИ, 1973. - 45с.

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

88. 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.

89. Сборник трудов совещания по вопросам изыскания эффективных способов разработки жильных месторождений / Под ред. Д.И. Рафиенко. М.: ИГД им. A.A. Скочинского. 1964. - 135с.

90. Семинский, Ж.В. Структура рудных месторождений Сибири / Ж.В. Семинский, В.А. Филонюк, A.JI. Черных. -М.: Недра, 1987. 183с.

91. 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.

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

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

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

95. 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. 6366.

96. Сосновский, Л.И. Повышение показателей извлечения руды путем определения минимально допустимых размеров целиков при разработке крутопадающих рудных залежей средней мощности / Л.И. Сосновский, Н.П.

97. Сосновский, Л.И. Технологические схемы ведения очистных работ с податливыми целиками на Березовском месторождении / Л.И. Сосновский,

98. A.B. Зубков // Вестник ИрГТУ. 2006. - №4. - С.92-95.

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

100. Справочник по горнорудному делу / под ред. В.А. Гребенюка, Я.С. Пыжьялова, И.Е. Ерофеева. М.: Недра, 1983. - 816с.

101. Стаматиу, М. Расчет целиков на соляных рудниках / М. Стаматиу. М.: Горсгортезиздат, 1963. - 148с.

102. Технология разработки золоторудных месторождений / т 38 В.П. Неганов,

103. B.И. Коваленко, Б.М. Зайцев, Л.И. Сосновский и др.; Под ред. В.П. Неганова. -М.: Недра. 1995. 336 с.

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

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

106. 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.-256с.

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

108. Указания по определению параметров процесса сдвижения, условий устойчивости земной поверхности и подработки горных выработок на Ирокиндинском месторождении / Акимов А.Г., Громов В.В. Санкт-Петербург, 2000. -39с.

109. 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. - 60с.

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

111. Фейгенбаум, М. Универсальность в поведении нелинейных систем / М.Фейгенбаум // Успехи физ. наук. 1983. - т.141. вып.2. - с.343 - 374.

112. Филонюк, В.А. О закономерно-прерывистом характере концентрации золота в эндогенных месторождениях жильного типа / В.А. Филонюк, В.Б.

113. Сухинин // Геология, поиски и разведка месторождений рудных полезных ископаемых. Иркутск: ИЛИ, 1983. - С. 125-131.

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

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

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

117. Хомяков В. И. Зарубежный опыт закладки на рудниках. М., Недра, 1984. 224 с.

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

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

120. Шевяков, Л.Д. О расчете прогнозных размеров и деформаций опорных целиков / Л.Д. Шевяков. М.: Известия АН СССР, 1941.№7. -С.3-13, №9. С43 -58.

121. Шерман, С.И. Поля напряжений земной коры и геолого-структурные методы их изучений / С.И. Шерман, Ю.И. Днепровский. Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-е, 1989.-158с.

122. Щуплецов, Ю.П. Прочность и деформируемость скальных массивов / Ю.П. Щуплецов. Екатеринбург: Ур О РАН, 2003. - 195с.

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

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

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

126. Ялымов, Н.Г., Рогожников О.В. Определение размеров камер и целиков при разработке месторождений в горных районах / Н.Г. Ялымов, О.В. Рогожников. Фрунзе: Илим, 1980. - 197с.

127. Ясыченко, В.Б. Обоснование параметров геотехнологии крутопадающих жил Ново-Широкинского месторождения / Ясыченко В.Б., Сосновская Е.Л. // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. Известия ВУЗов., 2010. -№5. -С.52-57

128. Ясыченко, В.Б. Определение параметров целиков при разработке крутопадающих жил Ново-Широкинского золоторудного месторождения /

Информация о работе

Ясыченко, Владимир Борисович
кандидата технических наук
Иркутск, 2011
ВАК 25.00.22

Диссертация

Обоснование параметров подземной геотехнологии крутопадающих жильных месторождений с малоизученным геомеханическим состоянием массива горных пород - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы